文档介绍：绪论
1,腐蚀分类:化学腐蚀、电化学腐蚀
2,电化学腐蚀的特点:(1)介质为离子导电的电解质(2)金属/电解质界面反应过程是因为电荷转移而引起的电化学反应(3)界面上的电化学过程可以分为两个相互独立的氧化和还原过程(4)电化学腐蚀过程伴随电子的流动
3,金属/电解质界面上伴随电荷转移发生的化学反应称为电极反应
第一章
1,电化学腐蚀——依靠腐蚀原电池的作用而进行的腐蚀过程叫做电化学腐蚀。
2,电位—pH图(p9)
(1)m线: 4H+ + 4e + O2 =2H2O n线: 2H+ + 2e=H2
n线之下有H2析出,是H2稳定区;高于m线则有O2析出,是O2稳定区
(2)D到D’的发生过程
① Fe位于D点处生成铁锈的腐蚀过程
在该区域内Fe(OH)2和H2O是稳定的,因此在PH=∽(OH)2钝化膜。腐蚀体系中的电极反应为
阳极反应:Fe——Fe2++2e 2H2O=2H++2OH-
次生反应:Fe2++2OH-——Fe(OH)2
阴极反应:2H++1/2O2+2e——H2O
总反应:Fe+1/2O2+ H2O——Fe(OH)2
②当体系的电位升高至D点以上,在图的右上方D’时,随着电位上升,氧的平衡分压增加,Fe(OH)2将进一步氧化成Fe(OH)3
阳极反应:2Fe(OH)2+2H2O——2 Fe(OH)3+2H++2e
阴极反应:1/2O2+ H2O+2e——2OH-
总反应:2Fe(OH)2+1/2O2+ H2O——2 Fe(OH)3
③欲使图1-6中的B点位置移出腐蚀区,可采用的控制腐蚀措施:a:降低电极电位至非腐蚀区,即通常采用的阴极保护法;b:把Fe 的电位升高至钝化区,即采用阳极保护,或在溶液中注入缓蚀剂,使金属表面形成钝化膜;c:调整溶液PH值,在PH=∽(OH)2 或Fe(OH)3钝化膜
3,腐蚀原电池分类:微电池、宏电池
地下管道最常见的腐蚀现象——氧浓差电池
4,腐蚀原电池作用过程:①阳极过程:金属溶解,以离子形式转入溶液,并把当量电子留在金属上;②电子转移:在电路中电子由阳极流至阴极;③阴极过程:由阳极流过来的电子被溶液中能吸收电子的氧化剂D所接受,其本身被还原
5,腐蚀原电池形成条件:①有电解质溶液与金属相接触;②金属的不同部位或两种金属间存在电极电位差;③两极之间相互连通
6,腐蚀速度v-是指单位时间内单位面积上损失的质量。g/(m2h)
v-=W/St=3600IA/(SFn) S——阳极的金属表面积
凡是能降低腐蚀电流I的因素,都能减缓腐蚀
7,极化——腐蚀原电池在电路接通以后,电流流过电极时电位偏离初始电位的现象称为电极。
阳极电位往正方向偏移,叫阳极极化;阴极电位往负方向偏移,叫阴极极化。
电极极化分类:①活化计划;②浓度极化;③电阻极化
活化极化——由于电极上电化学反应速度缓慢而引起的极化叫活性极化,(电化学极化)
过电位是相对可逆电极偏离平衡态时的电位变化值,它是与电极反应相联系的。η活化=a+[RT/(αnF)] lni=a+βlni
8,腐蚀极化图 p17图1-11
EA0 阳极的平衡电极电位,曲线EA0S是阳极极化曲线
EC0 阴极的平衡电极电位,曲线EC0S是阴极极化曲线
两条极化曲线相交于S,横坐标Icorr表示当电池的回路电阻R等于零时电池中流过的电流,也就是电池可能达到的腐蚀电流最大限度Imax,此时两级电位相等。
腐蚀的控制因素(定义)——腐蚀原电池的作用过程是由阳极过程、阴极过程和电子转移三步骤构成,其中阻力最大步骤对腐蚀速度起主要影响,称为腐蚀的控制因素
利用腐蚀极化图,说明腐蚀过程受哪些因素控制(p17图1-12)
的控制因素是阳极极化性能(b)的控制因素是阴极极化性能(c)是混合控制(d)为电阻极化所控制
9,金属钝化
引起金属钝化的因素:化学钝化、电化学钝化
①化学钝化——一般在强氧化剂(如***、***银、***酸、重络酸钾或氧)中钝化,属于化学因素引起的钝化,叫做化学钝化
②电化学钝化——外加电流引起的阳极极化时的钝化,电极电位正移,属于电化学因素引起的钝化,叫做电化学钝化
阳极钝化现象是金属钝化的主要特征之一
典型的阳极极化钝化曲线(P24 图1-19)
AB——电流随电位升高而增大,处于金属活化溶解区
BC——电流急剧下降,处于不稳定状态,为活化/钝化过渡区
CD——随着电位的正移电流几乎保持不变,是稳定钝化区
DE——电流再次随着电位升高而增大,为过钝化区
①化学反应
AB:Fe——Fe2++2e
BC:2Fe+3H2O——Fe2O3+6H++6e
CD:Fe2+——Fe3++e 3Fe