《电化学局部腐蚀》课件.pptxVIP

电化学局部腐蚀课程简介电化学局部腐蚀是材料失效的一种常见形式,涉及金属材料在电解质环境中发生的各种电化学反应过程。本课程将深入探讨电化学局部腐蚀的机理、检测方法和防护措施,帮助学生全面理解局部腐蚀的成因及其控制技术。byhpzqamifhr@

腐蚀的定义和分类1腐蚀的定义腐蚀是指金属材料与其周围环境之间发生的一种化学反应或电化学反应,导致金属表面逐渐损耗、变质的过程。2腐蚀的分类腐蚀可以分为化学腐蚀和电化学腐蚀两大类。化学腐蚀是由化学反应引起的,而电化学腐蚀则是由于金属在电解质中发生的电化学反应导致的。3局部腐蚀电化学腐蚀的一种重要类型是局部腐蚀,它发生在金属表面的特定区域,常见形式包括孔蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀开裂等。

电化学腐蚀的基本原理电化学腐蚀过程电化学腐蚀是由于金属与周围环境之间发生电化学反应而引起的腐蚀过程。这种反应会产生电流流动,导致金属表面发生氧化还原反应并逐步溶解。阳极和阴极反应在电化学腐蚀中,金属表面会形成阳极和阴极区域。阳极区域发生氧化反应,金属从此处溶解;而阴极区域发生还原反应,电子从此处流出。电化学电池电化学腐蚀可视为一个由金属、电解质以及还原剂组成的电化学电池。在这个电池中,金属作为阳极被氧化溶解,另一种物质作为阴极被还原。驱动力电化学反应的驱动力来自于金属与周围环境之间的电位差。这种电位差使得金属表面存在电流流动,从而引起腐蚀。

电化学腐蚀的影响因素材料成分金属材料的化学成分和晶体结构会影响其电化学腐蚀性能。合金元素的添加可以改变金属的电位和反应活性。温度温度的升高会加快电化学反应速度,增强腐蚀动力学,加剧局部腐蚀的发生。pH值环境pH值的变化会影响金属表面的电化学反应过程,从而改变腐蚀动力学和腐蚀机理。电化学因素金属在电解质溶液中的电位、电流密度等电化学参数会对腐蚀行为产生关键影响。

金属在电解质溶液中的电化学行为电极电位金属在电解质溶液中会形成独特的电极电位,这种电位取决于金属本身的性质和溶液的化学性质。电化学腐蚀反应金属在溶液中会发生氧化还原反应,导致金属逐渐溶解进入溶液,从而引发电化学腐蚀。钝化膜形成某些金属在特定环境下会形成致密的氧化膜,为金属表面提供有效的保护,抑制进一步的腐蚀。

金属在电解质溶液中的电位-pH图电位-pH图又称为电化学稳定性图或波尔塔图，用于表示金属在不同pH值溶液中的电化学稳定性。它能直观地显示金属在不同pH值和电位条件下是否会发生腐蚀反应，以及可能生成的腐蚀产物。该图对于分析金属在特定环境中的腐蚀行为具有重要指导意义。

金属在电解质溶液中的阳极极化曲线金属在电解质溶液中会发生氧化还原反应,这种反应会导致金属在某个电位上发生阳极溶解。阳极极化曲线描述了金属在电解质溶液中的阳极行为,反映了金属的腐蚀倾向。通过分析阳极极化曲线,可以了解金属发生局部腐蚀的临界条件。

金属在电解质溶液中的阴极极化曲线阴极极化曲线描述了金属在电解质溶液中的电化学行为。它反映了金属在阴极条件下的反应动力学特性，展示了金属还原反应的极化过程。通过分析阴极极化曲线可以了解金属在还原条件下的腐蚀行为和电极动力学过程。

金属在电解质溶液中的混合极化曲线混合极化曲线金属在电解质溶液中会同时呈现阳极和阴极极化行为,形成复杂的混合极化曲线,具有活性区、钝化区和超钝化区等特征。主要参数混合极化曲线反映了金属在电解质中的电化学行为,可以分析出金属的腐蚀电位、钝化电位、临界电流密度等重要参数。腐蚀机理根据混合极化曲线的形状和特征,可以推断出金属在电解质溶液中的腐蚀机理,为预防和控制腐蚀提供重要依据。

局部腐蚀的形态特征局部性局部腐蚀的特点是腐蚀只发生在金属表面的局部区域,而不是整个金属表面。这种局部性会造成金属表面的不均匀腐蚀。多种形态局部腐蚀可表现为孔蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀开裂等多种形式,具有不同的特征和形态。隐蔽性局部腐蚀常发生在金属表面的隐蔽部位,如缝隙、裂纹等,不易被及时发现,给金属结构带来隐患。

局部腐蚀的影响因素环境因素腐蚀环境如温度、pH值、离子浓度等会对局部腐蚀行为产生重要影响。温度升高、酸碱度变化、氧化还原电位变化都可能加剧局部腐蚀。材料因素金属的化学成分、组织结构、晶粒尺寸大小等会影响局部腐蚀的发生和发展。有些金属合金易产生偏析、夹杂等缺陷，成为局部腐蚀的敏感区域。应力因素金属表面的残余应力或外加应力会在金属表面引发应力集中,加速局部腐蚀的发生。例如焊接缺陷、机械加工痕迹等都可能成为腐蚀的起始点。

电化学局部腐蚀的机理阳极-阴极反应在含电解质的环境中,金属表面上会形成局部电化学电池,导致阳极和阴极区域的腐蚀电位不同,从而引发局部腐蚀。电化学浓差电池金属表面因为环境因素存在组成或浓度差异,会形成电化学浓差电池,从而引起局部腐蚀。应力腐蚀金属材料在外部应力作用下,可能会发生应力腐蚀开裂,这是一种