第七章金属腐蚀与防护.ppt

活性溶解区AB； 钝化过渡区BC； 稳定钝化区CD； 过钝化区DE。 注：若为自钝化金属，则没有AB、BC区。 金属钝化的阳极极化曲线特征？ AB区（活性溶解区）：从金属的?corr开始，服从正常的阳极溶解规律。 BC区（钝化过渡区）：当金属电位达到某一临界值?致钝后，金属表面状态发生突变，电流急剧下降。 ?致钝和i致钝分别称为“致钝电位”和“致钝电流密度”。 CD区（稳定钝态区）：金属处于稳定的钝化状态，此时金属电极的溶解电流密度称为“维钝电流（i维钝）”。i维钝很小，而且与电位无关，电位迅速正移。 i维钝是维持金属表面稳定钝化状态所必需的电流密度，同时也是金属阳极溶解的速度。 DE区（过钝化区）：电流再次随电位的增加而急剧增加，可能是由于钝化状态的破坏，或有新的电极反应产生。 金属的钝化 金属钝化的难易程度与钝化剂、金属本性和温度等有关 钝化剂：一般是氧化剂。氧化剂氧化性愈强，金属钝化趋势越大 金属本性：一些金属的钝化倾向难易度排序为：Ti、Al、Cr、Mo、Mg、Ni、Fe、Mn、Zn、Pb、Cu。这个排序不代表难蚀程度. 温度：温度愈高，金属愈难钝化。 关于钝化的机理，至今仍未弄清。仍没有一个统一的理论，目前主要流行两种理论： （1）成相膜理论 在金属表面生成了致密的、覆盖性良好的金属氧化物保护膜。这种膜以独立的相存在，把金属与介质机械分开，从而使金属的溶解速度大大降低。例如：Al表面形成的Al2O3氧化膜。 2. 金属钝化理论 （2）吸附理论 金属的钝化并不需要生成成相的氧化物膜，而只是在金属表面或部分表面，生成氧或含氧离子的吸附层就足够了。通过这种吸附，改变了金属/溶液界面结构，大大提高阳极反应活化能，从而减小了金属的溶解速度，使金属钝化。 (3) 两种钝化理论的共同与区别： 成相膜理论与吸附理论的共同点在于：都认为由于在金属表面上生成一层极薄的膜，从而阻碍了金属的溶解。 其主要区别在于：成相膜理论强调了钝化层的机械隔离作用，而吸附理论认为主要是吸附层改变了金属表面的能量状态。使不饱和键趋于饱和，降低了金属表面的化学活性，造成钝化。而实际上金属的钝化过程要比上述两种理论模型复杂得多。 第六节： 金属的防护 按缓蚀剂的化学成分分类 按化学成分分类，分为无机缓蚀剂和有机缓蚀剂两类。 某些有机物对无机缓蚀剂具有协同作用，例如乙醇胺+钼酸钠对A3钢的缓蚀作用明显优于钼酸钠，表明其分子内的醇胺基团与钼酸根有明显的协同缓蚀效应。 按缓蚀剂的物理性质分类 按物理性质分类，分为水溶性、油溶性以及气相缓蚀剂三类。 油溶性缓蚀剂是具有极性的有机化合物，兼有界面活性。石油磺酸盐是目前使用最多的一类油溶性缓蚀剂。油溶性缓蚀剂可作为防锈油（脂）的添加剂。气相缓蚀剂有挥发性，当中含有具有良好缓蚀作用的物质，如十八胺。 按缓蚀剂的成膜类型分类 a) 氧化膜型：多为氧化剂，有钝化作用，故又称钝化剂。但并非氧化性越强作用越大，例如高锰酸钾氧化性很强，但缓蚀效果不大。 b) 沉淀膜型：如聚磷酸钠，水中有足够Ca2+存在及有溶解氧时，生成沉淀膜起缓蚀作用。 c) 吸附膜型：如硫脲，能吸附在金属表面从而阻挡金属与腐蚀剂的接触，这类缓蚀剂大多是含O，N，S和P的有机物。 氧化膜 沉淀膜 吸附膜 氧化膜型缓蚀 剂 如NaNO2 沉淀膜型缓蚀剂 如ZnSO4 吸附膜型缓蚀剂 如RNH2 按缓蚀剂形成的保护膜特征分类 3.缓蚀剂的评选 缓蚀剂有着明显的选择性，金属不同，介质不同，适用的缓蚀剂也不一样。 例如对钢铁高效的缓蚀剂对铜的效果并不好，而对铜有效的对钢铁的效果却差。中性水介质多用无机缓蚀剂，以氧化膜型和沉淀膜型为主。在酸性介质中多用有机缓蚀剂，以吸附型为主。 不但要选出缓蚀剂品种，还要确定其用量；有时不同类型的缓蚀剂配合使用（缓蚀剂的复配），效果更好。因此，必须对缓蚀剂进行评选。 通常采用缓蚀率来评价缓蚀剂的效果： ?0：未加缓蚀剂时的腐蚀速率； ? ： 加缓蚀剂时的腐蚀速率。 目前选择缓蚀剂还没有一个完整的理论依据，主要靠大量的筛选工作，筛选方法有以下几种： ①失重法求腐蚀速度再计算缓蚀效率：这是最简单，也是最直接的方法。缺点是只能得到“平均腐蚀速率”，和“平均缓蚀率”。 ②电化学方法：可用于机理研究和快速筛选。得到的腐蚀速率为“瞬时值”，可监测随时间的变化情况。 * 浓度极化 电化学极化 电化学反应所需的活化能比较高，使得电子转移步骤的速度最慢，成为整个电极反应过程的控制步骤 电极极化 电阻极化 如果电子转移步骤很快，而反应物从液相中向电极表面运动或产物自电极表