[物理]第四章 析氢腐蚀与吸氧腐蚀.pdf

腐蚀与防护 第四章 析氢腐蚀与吸氧腐蚀 一、析氢腐蚀 二、吸氧腐蚀 三、土壤腐蚀 一、析氢腐蚀 ★ 以氢离子还原反应为阴极过程的金属 腐蚀称为析氢腐蚀 1、析氢腐蚀的必要条件 2、析氢电位 3、氢离子的阴极去极化的反应步骤 4、析氢腐蚀的阴极H+ 还原反应的动力学特征 5、析氢腐蚀的影响因素 6、析氢腐蚀的控制过程 1、析氢腐蚀的必要条件 金属氧化还原反应的平衡电极电位低于氢离 子氧化还原还原反应的平衡电极电位，即: n+ + E (M/M ) E (H /H ) ea ec 2 或简记为 EeMEeH  RT o EeH EH  ln H  E H 0 F 2.303RT pH lgH  EeH  F pH 2、析氢电位 ★ 析氢过电位：一定的电流密 度下，氢的平衡电位EeH与析 氢电位EH之差：  E E H eH H 析氢过电位 与氢离子的阴极 H 去极化的过程，电极的材料和溶液 组成等因素有关。 析氢过程的阴极极化曲线 3 、氢离子的阴极去极化的反应步骤 1）水化氢离子迁移到阴极表面，接受电子发 生还原反应，同时脱去水分子，在电极表 面形成吸附氢原子： + H •HO+eH + H O 2 ad 2 称为氢离子的放电反应 2 ） 吸附的氢原子除了进入金属内部外，大部 分在电极表面扩散并复合形成氢分子。 两个吸附的氢原子进行化学反应而复合成一 个氢分子，并发生脱附： 2H H ad 2 3 ）H 分子聚集形成气泡离开电极表面。 2 由于反应途径和控制步骤不同，其反应动力 学机制就会不同。 如果某一步骤进行得较缓慢，就会使整个氢 去极化反应受到阻滞，由阳极来的电子就会在阴 极积累，使阴极电位向负方向移动，产生一定的 析氢过电位 。 H 研究表明，第一步是整个电极反应最慢的步 骤。 + 4 、析氢腐蚀的阴极H 还原反应的动力学特征 －4 －5 2 ▲当电流密度很小时 （约小于10 ～10 A/cm ）,与i成直线 关系  = R i