文档介绍：第六章金属腐蚀的防护与控制方法
金属腐蚀的防护方法
选用耐蚀材料
电化学保护
缓蚀剂保护
金属表面涂覆层
金属的转化膜保护
耐蚀材料
纯金属的耐蚀性
纯金属的热力学稳定性
不同的阳极溶解反应(形成价数不同的离子)有不同的电位;
纯金属的阳极溶解反应的标准电极电位越负,则热力学上越不稳定;
纯金属的阳极溶解反应的标准电极电位越正,则热力学上越稳定。
金属腐蚀的驱动力:腐蚀电池的电动势:
热力学稳定性
的一般特性
金属及其
电极反应
E0H/V
热力学稳定性
的一般特性
金属及其
电极反应
E0H/V
(贱金属),甚至在不含氧及氧化剂的中性介质中也能被腐蚀。
Li-e
Re-e
Rb-e
Cs-e
Ra-2e
Ba-2e
Sr-2e
Ca-2e
Na-2e
La-3e
Ce-3e
Y-3e
Mg-2e
Am-3e
Sc-3e
Pu-3e
Th-4e
Np-3e
Be-2e
U-3e
Hf-4e
Al-3e
Ti-2e
Zr-4e
U-4e
Ti-3e
V-2e
Mn-2e
Nb-3e
Cr-2e
V-3e
Ta-Ta2O3
Zn-2e
Cr-3e
Ga-3e
Fe-2e
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(半贱金属),无氧时在中性介质中是稳定的,但在酸性介质中能被腐蚀。
Cd-2e
In-3e
Tl-e
Mn-3e
Co-2e
Ni-2e
Mo-3e
Ge-4e
Sn-2e
Pb-2e
W-3e
Fe-3e
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(半贵金属),当无氧及氧化剂时,在中性和酸性介质中是稳定的。
Sn-4e
Bi-3e
Sb-3e
Re-3e
As-3e
Cu-2e
Te-2e
Co-3e
Cu-e
Rh-2e
Tl-3e
Pb-4e
Hg-e
Ag-e
Rh-3e
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
(贵金属),在含氧的中性介质中不腐蚀,在含氧或氧化剂的酸性介质中可能腐蚀。
Hg-2e
Pb-2e
Ir-3e
Pt-2e
+
+
+
+
,在含氧的酸性介质中是稳定的,含氧化剂时能够溶解在络合剂中。
Au-3e
Au-e
+
+
金属的热力学稳定性与元素周期表所处位置的关系
对于常见的金属,在同一族中,金属的热力学稳定性随元素的原子序数增大而增加。
最活性的金属位于第1主族,其次为第2主族,其活性随原子序数的增大而增加。
合金化提高金属材料的耐蚀性能:
对于电化学活化溶解的腐蚀体系:
腐蚀电池的电动势(Ee,c-Ee,a )为金属腐蚀的驱动力
通过合金化提高E0a、Pa、Pc和Re+ion,对于活化溶解的阳极过程,腐蚀电流密度降低
对于活化溶解的腐蚀体系,提高耐蚀性能的原理
(a)提高合金的平衡电位;(b)增大阴极极化率;(c)增大阳极极化率;
(d)增大腐蚀体系电阻
提高金属材料耐蚀性的合金化途径
1、提高提高金属阳极反应的平衡电位Ee,a(即提高金属材料的热力学稳定性):

途径:
低平衡电极电位的金属中加入高平衡电极电位的金属元素后,形成的金属间化合物或固溶体,其平衡电极电位升高,从而降低腐蚀电池的电动势,增大金属的热力学稳定性,提高耐蚀性能

塔曼定律或n/8定律:
低平衡电位的金属中加入高平衡电极电位的金属,其耐蚀性能并不随所加入的高平衡电位金属的量的增加,耐蚀性能增加,而是当加入量到一定的数值之后,其耐蚀性能才可能出现大幅度增加。
通过实验规律的总结发现,高平衡电位的金属在合金中含量在n/8时,耐蚀性能可能会出现突变。
Ni含量对Cu—Ni合金在氨溶液中浸泡120h后腐蚀速度的影响