金属腐蚀理论及腐蚀控制 教学课件 ppt 作者 龚敏 主编 余祖孝 陈琳 副主编第2章 腐蚀电池.pptVIP

第二章 腐蚀电池 1 腐蚀电池的工作过程 什么是腐蚀电池 Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2 腐蚀电池的定义：只能导致金属材料破坏 而不能对外界作功的短路原电池。 腐蚀电池的特点： 腐蚀电池的阳极反应是金属的氧化反应，结果造成金属材料的破坏。 腐蚀电池的阴、阳极短路（即短路的原电池），电池产生的电流全部消耗在内部，转变为热，不对外做功。 腐蚀电池中的反应是以最大限度的不可逆方式进行。 HCl溶液 Zn Cu A K Zn Cu HCl溶液 Cu Cu Cu Zn (a)Zn块和Cu块通 （b)Zn块和Cu块直 （c)Cu作为杂质分 过导线联接 接接触（短路） 布在Zn表面 阳极Zn: Zn → Zn2++2e （氧化反应） 阴极Cu: 2H++2e → H2 ↑（还原反应） 腐蚀电池的构成 腐蚀电池的工作环节 1 阳极反应 通式：Me→Mnn++ne 产物有二种： 可溶性离子，如Fe-2e＝Fe2+ 不溶性固体,如2Fe+3H2O＝Fe2O3+6H++6e 阴极反应 通式：D+me＝[D.me] 常见的去极化剂（氧化剂）是 H+和 O2 2H++2e＝H2 析氢腐蚀或氢去极化腐蚀 O2+4H++4e＝2H2O （酸性溶液中） O2+2H2O+4e＝4OH-（中性或碱性溶液中） 3电流回路 金属部分：电子由阳极流向阴极 溶液部分：正离子由阳极向阴极迁移 以上三个环节既相互独立，又彼此制约，其中任何一个受到抑制，都会使腐蚀电池工作强度减少。 腐蚀电流 阳极电流：Ia 腐蚀电流：Icor Ia=Icor 在什么条件下相等？ 法拉第定律：氧化或还原1摩尔的任何物质 所需要的电量为nF。 2 形成腐蚀电池的原因 金属方面 环境方面 成分不均匀 金属离子浓度差异 组织结构不均匀 氧含量的差异 表面状态不均匀 温度差异 应力和形变不均匀 热处理差异 腐蚀电池形成原因举例 (a)不同金属组合 (b)金属中含杂项 ?表面状态不同 （d）应力及形变差异 （e）氧浓度差异 （f）金属离子浓度差异 渗碳体 铝 钢 铁 新管道 新管道 应力集中 砂土 粘土 铜 铜 表面状态不同缝内Cu2+浓度比缝外高 腐蚀电池的种类 大电池（宏观腐蚀电池）：指阳极区和阳 极区的尺寸较大，区分明显，肉眼可辩。 微电池（微观腐蚀电池）：指阳极区和阴 极区尺寸小，肉眼不可分辨。 *大电池的腐蚀形态是局部腐蚀，腐蚀破坏 主要集中在阳极区。 **如果微电池的阴、阳极位置不断变化，腐蚀 形态是全面腐蚀；如果阴、阳极位置固定不变， 腐蚀形态是局部腐蚀。 腐蚀过程的产物 初生产物：阳极反应和阴极反应的生成物。 次生产物：初生产物继续反应的产物。 初生产物和次生产物都有可溶和不可溶性 产物。 *只有不溶性产物才能产生保护金属的作用。 Zn Cu e NaCl溶液 Zn2+ OH- Zn(OH)2 [直立电极] NaCl溶液 Zn—Cu 电偶电池 e 水平电极 Zn2+ OH- Zn(OH)2 。 腐蚀过程的产物 盐水滴试验 实验现象 问题： 阳极、阴极的部位？ 阳极反应、阴极反应是什么？ 用腐蚀电池的理论解释实验现象？ 蓝色： 显示