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*第4章均匀腐蚀和金属钝化

（UniformCorrosionMetalPassivation）4.1均匀腐蚀的概念4.2腐蚀速率的表示方法4.3金属的钝化4.1均匀腐蚀的概念*均匀腐蚀：在金属与介质接触的整个表面都发生的腐蚀类型。是全面腐蚀的一种形式。局部腐蚀：在金属表面局部的区域上发生严重的腐蚀，而表面的其他部分未遭受到破坏或者腐蚀程度相对较小。一般情况下，局部腐蚀发生时，阳极区面积很小，阴极区面积相对较大，导致阳极区电流密度很大，发生严重的局部腐蚀。构成均匀腐蚀过程的腐蚀原电池是微观腐蚀电池，而构成局部腐蚀过程的原电池是宏观腐蚀电池。均匀腐蚀时，阳极溶解和阴极还原的共轭反应在金属表面相同的位置发生，阳极和阴极没有空间和时间的区别，因此，金属在全面腐蚀时整个表面呈现一个均一的电极电位，即腐蚀电位。局部腐蚀由于金属表面存在电化学不均匀性，阴极反应和阳极反应分别在阳极和阴极发生，阳极区和阴极区发生空间分离，阴阳极之间存在电势差。4.2腐蚀速率的表示法

4.2.1平均腐蚀速率的表示失重法深度法电流密度表示腐蚀速度i:A/m2A:g/mol4.2.2均匀腐蚀速度计算**钝化：电动序中一些较活泼的金属，在某些特定的环境或介质中，变为钝态的过程。4.3金属的钝化

4.3.1钝化现象钝化剂是能够使金属发生钝化的物质。包括氧化剂，如硝酸钾、重铬酸钾、高锰酸钾等，还包括非氧化性的，如氢氟酸就是镁的一种钝化剂。值得注意的是，钝化的发生与钝化剂氧化能力的强弱没有必要联系。例如，高锰酸钾溶液比起重铬酸钾溶液来说是更强的氧化剂，但实际它对铁的钝化作用比重铬酸钾差。钝化的金属腐蚀过程有如下几个特点：*1金属在钝化状态时，腐蚀速度非常低。2金属发生钝化都伴随着电位的较大范围的正移。3金属发生钝化的现象只是金属表面性质的改变，是金属的界面现象。根据钝化发生的难易程度可以将金属分为自钝化金属和非自钝化金属。自钝化金属是指那些在空气以及很多中含氧的溶液中能够自发钝化的金属。例如，金属铝在空气中很快在表面生成一层氧化膜，在空气中能自发钝化的金属还有铬、钛、钼及不锈钢。非自钝化金属是指在空气和含氧溶液中不能自发钝化的金属，如铁、镍、钴等在空气中不能自发钝化，必须在强氧化剂的作用下才能发生钝化。4.3.2阳极钝化曲线*金属除了可用一些钝化剂处理使之钝化外，还可采用对其进行阳极极化的方式进行钝化。阳极钝化与化学钝化之间并没有本质上的区别，在一定条件下，当金属的电位由于外加阳极电流向正方向移动而超过某一电位时，原先活泼的金属表面会发生某种突变，使阳极溶解过程不再服从塔菲尔方程的动力学规律，阳极溶解速度急剧下降，金属表面进入钝化状态。以铁的阳极极化曲线为例：*A-B区，活化区，Fe→Fe2++2eB-C区，过渡区，此时在表面可能生成二价或三价的过渡氧化物，表面处于不稳定状态，可能发生溶解和钝化的交替，可能出现电流密度的剧烈震荡的现象。Fe+4H2O→Fe3O4+8H++8eC-D区，稳定钝化区，金属表面生成一层耐蚀性好的钝化膜，对应很小的基本不变的电流密度，用于维持化学溶解的钝化膜的修补。此时，化学溶解速度等于成膜速度。D-E区，过钝化区，金属氧化膜可能氧化成高价的可溶性产物，或直接发生析氧反应。稳态极化曲线，可以通过准稳态方法测量，动电位扫描，扫描速度1mV/s*非自钝化金属在外电位作用下处于钝化状态，当外电位撤去后，其电位先很快降到某个仍为正的数值（Flade电位?F），然后在数秒到几分钟之内变化很慢，最后快速降到正常活化电位值。?F愈正其金属丧失钝态的倾向愈大。费拉德电位相当于氧化膜在介质中的平衡电位。费拉德电位与pH值之间存在着某种线性关系。4.3.3弗拉德（Flade）电位与金属钝态的稳定性对于Fe-Cr合金，?F的变化范围是-0.22~0.63V。随着合金中Cr含量的升高，?F的数值向负方向移动，使金属的钝态稳定性增大。阳极极化曲线与Flade点位的应用*参考文献：张春亚等，低碳钢的点蚀诱发敏感性研究，海军工程大学学报，2001，3（13):31~37实现金属的自钝化必须满足下列两个条件：4.3.4金属的自钝化*金属的自钝化：没有任何外加极化的情况下，由于腐蚀介质的氧化剂(去极化剂)的还原引起的金属的钝化。1、氧化剂的氧化-还原平衡电位E0要高于该金属的致钝电位Epp，即E0Epp；2、在致钝电位Epp下，氧化剂阴极还原反应的电流密度或者阴极极限扩散掉流密度必须大于该金属的致钝电流密度ipp，即在Epp下，iLipp