第五节金属的钝化(2010.10).ppt

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第五节金属的钝化(2010.10)

第五节 金属的钝化 2、钝化的定义和实现钝化的途径 定 义: 在一定的条件下,金属阳极会失去电化学活性,阳极溶解速度变得非常小,将这一现象称为金属的钝化,此时的金属阳极即处于钝化状态。 实现钝态的途径 (1)借助于外电源进行阳极极化使金属发生钝化,称为阳极钝化。 (2)在没有外加极化的情况下,由于介质中存在氧化剂(去极化剂),氧化剂的还原引起了金属钝化,称为化学钝化或自钝化。 二、钝化的特性曲线及其参数 愈正,金属丧失钝态的倾向越大。 佛莱德电位与溶液pH值有良好的线性关系 如钝态铁电极在1M、H2SO4中,当250C时,佛莱德电位与溶液pH值的关系如下: 三、钝化理论 * * a、钝化作用 b、钝化理论 c、佛莱德电位及钝化曲线的 有关参数 一、 钝化作用 1、钝化现象 钝化现象的发生:当把铁片放在稀的HNO3中,剧烈的溶解,且溶解速度随HNO3浓度的增加而迅速增大,当HNO3的浓度增加到30-40%时,溶解度达到最大值,此时,若继续增加HNO3浓度(40%),铁的溶解度却突然成万倍 下降,并使其表面处于一种特殊的状态。这时即使把铁转移到H2SO4中去,铁也不会在溶解,因为铁发生了钝化。 钝化剂:除硝酸外,倘若介质含有强氧化性的 硝酸银、氯酸、氯酸钾、重铬酸钾、高锰酸钾 和氧这类化合物,都能使金属产生钝化。这些 化合物统称钝化剂。 铬、铝、钛等金属在空气中和很多中含氧的溶液中都易于 被氧所钝化,故被称为自钝化金属。 钝化现象主要强调: 1.金属的电极电位朝正值方向的移动是引起 钝化的原因; 2.发生钝化时只是金属表面状态发生某种突 然的变化,而不是金属整体性质的变化; 3.金属发生钝化后,其腐蚀速度需有较大 幅度的降低,以体现钝态条件下金属具 有高耐腐蚀性这一钝性特征。 ? 1、阳极极化曲线 金属钝化过程的阳极极化曲线 B C D E -E E0 EP EPP EtP 阴极区 活化区 膜生长区 钝化区 过钝化区 lgi A (1〕相应于B点的电流为致钝电流密度 对应的电位称为致钝电位Ep。 (2〕相应于C点的电流为维钝电流密度 对应的电位称为维钝电位Epp。 (3〕相应于D点的电位称为过钝电位Etp。 2、不同的阴极极化与阳极极化曲线相交 〔1〕 ic1 与阳极极化曲线 在活化区只有一个交点A, 金属腐蚀。 〔2〕 ic2与阳极极化曲线 有三个交点B、C、D,分别 在活化、过渡及钝化区, 金属位于B、C处,腐蚀。 位于D处,不腐蚀。 〔3〕 ic3与阳极极化曲线 在钝化区只有一个交点E, 金属位于稳定的钝态, 自发钝化。 〔3〕 ic4与阳极极化曲线 在过钝化区只有一个交点F 说明金属在非常强的氧化 剂溶液中,生成更高价态 的可溶性氧化物,金属快速腐蚀。 ic1 ic2 ic3 ic4 A B C D E F -E log i 不同的阴极极化与阳极极化曲线相交 3、佛莱德电位 金属钝态的稳定性可用佛莱德(Flade)电位评价。 佛莱德(Flade)电位 当用阳极极化使金属处于钝态后,中断外加电流,这时金属的钝化状态就会消失,金属由钝化状态便回到活化状态。在钝化-活化转变过程的电位-时间曲线上,到达活化电位前有一转折电位或特征电位,这个电位就叫作佛莱德(Flade)电位 。 t E 钝化金属电位-时间曲线 1、?成相膜理论 当金属溶解时,可在表面上生成致密的、覆盖性良好 的保护膜。这种保护膜作为一个独立的相存在,并把金属 和溶液机械的隔开,这将使金属的溶解速度大大降低, 也使金属转为钝态。 *

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