第四章 常见的阴极去极化.ppt

第四章 常见的两类去极化腐蚀 阴极去极化剂的类型 类型： （1）阳离子 （2）阴离子 （3）中性分子 （4）不溶产物 （5）有机物 §4-1 氢去极化腐蚀 1. 析氢反应及其步骤 酸性环境：H 2O++2e→H2+2H 2O 中性和碱性环境：2H2O+2e→H2+2OH- 2. 析氢腐蚀发生的条件与动力学 （1）必要条件 思考：必要条件是什么？ 根据a值大小可将金属材料按析氢过电位大小分成三类： 1）高氢过电位金属： a=1.0～1.5V，如Pb、Cd、Hg、Tl、Zn、Be、Sn等； 2）中氢过电位金属： a=0.5～0.7V，如Fe、Co、Ni、Cu、Ag、Ti等； 3）低氢过电位金属： a=0.1～0.3V，如Pt、Pd、Au、W等； 3. 腐蚀的特点与影响因素 （1）阴极反应的浓度极化较小，一般可以忽略。活化极化 （2）与溶液pH关系很大。 （3）在酸性溶液中没有其它氧化还原电位较正的去极化剂（如氧、氧化性物质）存在时，金属腐蚀过程属于典型的析氢腐蚀。 （4）金属在酸中的析氢腐蚀通常是一种宏观均匀的腐蚀现象。 （5）与金属材料的种类及表面状态有关。 （6）与阴极面积有关。 （7）与温度有关。 §4-2 氧去极化腐蚀 条件： （1）溶液中必须有氧存在； （2）阳极金属电位必须低于氧的离子化电位，即 Ee,a Ee,M 发生吸氧腐蚀的体系 ： 所有负电性金属在含溶解氧的水溶液中都能发生。 某些正电性金属(如Cu)在含溶解氧的酸性和中性溶液中能发生吸氧腐蚀。 2、氧电化学反应机理与动力学 （1）在中性和碱性溶液中，氧的总还原反应为： O2 + 2H2O + 4e → 4OH- 具体可能由以下一系列步骤组成： O2 + e → O2- O2-+ H2O + e → + OH- （2）在酸性溶液中，氧的总反应为： O2+ 4H+ + 4e → 2H2O 具体可能分成以下几个基本反应步骤： O2 + e → O2- O2-+ H+ → HO2 HO2 + e →HO2- HO2-+ H+ → H2O2 H2O2 + H+ + e → H2O + HO HO + H+ + e → H2O 极化曲线 * 要求掌握氢和氧去极化的特征； 理解阴极去极化的影响因素； 熟悉阴极去极化剂。 H3O+→H++H2O H++e→Hads Hads+Hads→H2 Hads+H++e→H2 H2O→H++OH- H++e→Hads Hads+Hads→H2 Hads+H++e→H2 EHM直线段：析氢反应满足塔菲尔电化学极化方程式 ，即 （2）腐蚀动力学 阴极极化曲线： 氢过电位 电极材料种类 表面状态：粗糙 溶液的pH值和成分：酸碱性、活性物质 温度：升温 影响因素 1、吸氧腐蚀的条件与过程 反应机理 Ee(O2/H2O) 氧分子 还原反应的极化曲线 Ee(H+/H2)氢离子还原 反应的活化极化曲线 id 氧的极限扩散电流密度 Ee(O2/H2O) P B C F S Q G M N id Ee （H+/H2） （根据TOMAWOB） i 3、氧去极化腐蚀的特征与影响因素 （1）浓度极化突出 3、氧去极化腐蚀的特征与影响因素 （2）溶解氧浓度的影响 （3）盐浓度的影响 （4）溶液流速的影响 （5）温度的影响