析氢腐蚀和吸氧腐蚀PPT文件格式下载.ppt

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原原则则上上，所所有有能能吸吸收收金金属属中中的的电电子子的的还还原原反反应，都可以构成金属电化学腐蚀的阴极过程。

应，都可以构成金属电化学腐蚀的阴极过程。

2金属腐蚀与防护（金属腐蚀与防护（2009-2010学年学年）化工与生物技术学院化工与生物技术学院一般的说，在不同条件下金属腐蚀的阴极过程可以一般的说，在不同条件下金属腐蚀的阴极过程可以有以下几种类型：

有以下几种类型：

1.溶液中的阳离子的还原，例如溶液中的阳离子的还原，例如2.溶液中的阴离子的还原，例如溶液中的阴离子的还原，例如3.溶液中的中性分子的还原，例如溶液中的中性分子的还原，例如4.不溶性产物的还原，例如不溶性产物的还原，例如5.溶液中的有机化合物的还原，例如溶液中的有机化合物的还原，例如3金属腐蚀与防护（金属腐蚀与防护（2009-2010学年学年）化工与生物技术学院化工与生物技术学院析氢腐蚀析氢腐蚀4金属腐蚀与防护（金属腐蚀与防护（2009-2010学年学年）化工与生物技术学院化工与生物技术学院5金属腐蚀与防护（金属腐蚀与防护（2009-2010学年学年）化工与生物技术学院化工与生物技术学院发生氢去极化腐蚀的前提条件是金属的电极电位发生氢去极化腐蚀的前提条件是金属的电极电位比析氢反应的电极电位更负。

比析氢反应的电极电位更负。

6金属腐蚀与防护（金属腐蚀与防护（2009-2010学年学年）化工与生物技术学院化工与生物技术学院7金属腐蚀与防护（金属腐蚀与防护（2009-2010学年学年）化工与生物技术学院化工与生物技术学院8金属腐蚀与防护（金属腐蚀与防护（2009-2010学年学年）化工与生物技术学院化工与生物技术学院9金属腐蚀与防护（金属腐蚀与防护（2009-2010学年学年）化工与生物技术学院化工与生物技术学院一般认为在酸性溶液中，氢去极化过程是按下列步骤一般认为在酸性溶液中，氢去极化过程是按下列步骤进行的：

进行的：

1、H+H2O（溶液）（溶液）H+H2O（电极）（电极）H+H2OH+H2O2、H+M（e）MH3、MH+MHH2+2M或电化学脱附或电化学脱附MH+H+M（e）H2+2MM电极电极MH吸附在电极表面的氢原子吸附在电极表面的氢原子4、氢分子形成气泡析出、氢分子形成气泡析出在这些步骤中，如果有一个步骤进行较慢，就会影响到其它在这些步骤中，如果有一个步骤进行较慢，就会影响到其它步骤的顺利进行，而使整个氢去极化过程受阻，导致电极步骤的顺利进行，而使整个氢去极化过程受阻，导致电极电位向负方向移动，产生一定的过电位。

电位向负方向移动，产生一定的过电位。

10金属腐蚀与防护（金属腐蚀与防护（2009-2010学年学年）化工与生物技术学院化工与生物技术学院在碱性溶液中，在电极上还原的不是氢离子，而是水分子，在碱性溶液中，在电极上还原的不是氢离子，而是水分子，析氢的阴极过程按下列步骤进行：

析氢的阴极过程按下列步骤进行：

1.水分子到达电极与氢氧离子离开电极水分子到达电极与氢氧离子离开电极2.水分子电离及氢离子还原生成吸附在电极表面的氢原子水分子电离及氢离子还原生成吸附在电极表面的氢原子H2OH+OH-H+M（e）MH3.吸附氢原子的复合脱附吸附氢原子的复合脱附MH+MHH2+2M或电化学脱附或电化学脱附MH+H+M（e）H2+2M4、氢分子形成气泡析出、氢分子形成气泡析出11金属腐蚀与防护（金属腐蚀与防护（2009-2010学年学年）化工与生物技术学院化工与生物技术学院氢去极化的阴极极化曲线与氢过电位氢去极化的阴极极化曲线与氢过电位由于缓慢步骤形成的阻力，在氢电极的平衡电位由于缓慢步骤形成的阻力，在氢电极的平衡电位下将不能发生析氢过程，只有克服了这一阻力才下将不能发生析氢过程，只有克服了这一阻力才能进行氢的析出。

能进行氢的析出。

因此氢的析出电位要比氢电极的平衡电位更负一因此氢的析出电位要比氢电极的平衡电位更负一些，两者间差值的绝对值称为氢过电位。

些，两者间差值的绝对值称为氢过电位。

12金属腐蚀与防护（金属腐蚀与防护（2009-2010学年学年）化工与生物技术学院化工与生物技术学院图是典型的氢去极化的阴极极化曲线，是在没有图是典型的氢去极化的阴极极化曲线，是在没有任何其它氧化剂存在，氢离子作为唯一的去极化任何其它氧化剂存在，氢离子作为唯一的去极化剂的情况下绘制而成的。

剂的情况下绘制而成的。

13金属腐蚀与防护（金属腐蚀与防护（2009-2010学年学年）化工与生物技术学院化工与生物技术学院在平衡电位在平衡电位E0,H时，阴极电时，阴极电密为密为0。

当有阴极电流通过。

当有阴极电流通过时，析时，析H2过程中的某步受过程中的某步受阻，产生阴极极化，阴极阻，产生阴极极化，阴极电位变负。

在一定电密下，电位变负。

在一定电密下，氢的电位变负到一定值时，氢的电位变负到一定值时，就会有就会有H2析出。

析出。

H=EH-EO,HH越大，析越大，析H2电位就越接近阳极电位，腐蚀电池电位电位就越接近阳极电位，腐蚀电池电位差减小，腐蚀过程减缓。

差减小，腐蚀过程减缓。

14金属腐蚀与防护（金属腐蚀与防护（2009-2010学年学年）化工与生物技术学院化工与生物技术学院15金属腐蚀与防护（金属腐蚀与防护（2009-2010学年学年）化工与生物技术学院化工与生物技术学院16金属腐蚀与防护（金属腐蚀与防护（2009-2010学年学年）化工与生物技术学院化工与生物技术学院17金属腐蚀与防护（金属腐蚀与防护（2009-2010学年学年）化工与生物技术学院化工与生物技术学院根据根据a值的大小，可将金属材料分为三类：

值的大小，可将金属材料分为三类：

1.高氢过电位金属，主要有铅、铊、汞、镉、锌、高氢过电位金属，主要有铅、铊、汞、镉、锌、镓、锡等，镓、锡等，a值在值在1.01.5伏；

伏；

2.中氢过电位金属，主要有铁、钴、镍、铜、钨、中氢过电位金属，主要有铁、钴、镍、铜、钨、金等，金等，a值在值在0.50.7伏；

3.低氢过电位金属，主要是铂和钯等铂族金属，低氢过电位金属，主要是铂和钯等铂族金属，a值在值在0.10.3伏。

伏。

电极材料对过电位的影响电极材料对过电位的影响18金属腐蚀与防护（金属腐蚀与防护（2009-2010学年学年）化工与生物技术学院化工与生物技术学院腐蚀速度快腐蚀速度快19金属腐蚀与防护（金属腐蚀与防护（2009-2010学年学年）化工与生物技术学院化工与生物技术学院20金属腐蚀与防护（金属腐蚀与防护（2009-2010学年学年）化工与生物技术学院化工与生物技术学院21金属腐蚀与防护（金属腐蚀与防护（2009-2010学年学年）化工与生物技术学院化工与生物技术学院Zn在酸中的腐蚀是阴极控制下的析氢腐蚀，腐蚀速度主在酸中的腐蚀是阴极控制下的析氢腐蚀，腐蚀速度主要取决于要取决于H。

纯。

纯Zn和工业和工业Zn在酸中的腐蚀极化图。

在酸中的腐蚀极化图。

由于氢在由于氢在Zn上的析上的析H2过电位很高，故为阴极控制。

阴极过电位很高，故为阴极控制。

阴极控制下使控制下使icorr的腐蚀电位的腐蚀电位Ecorr变正。

变正。

22金属腐蚀与防护（金属腐蚀与防护（2009-2010学年学年）化工与生物技术学院化工与生物技术学院铝、不锈钢等有钝化膜的金属在稀酸中的腐蚀属阳极控制。

铝、不锈钢等有钝化膜的金属在稀酸中的腐蚀属阳极控制。

因金属离子进入溶液，要穿透钝化膜不容易，故有很高的阳因金属离子进入溶液，要穿透钝化膜不容易，故有很高的阳极极化，阳极过程阻力大，为阳极控制。

极极化，阳极过程阻力大，为阳极控制。

阳极控制下，使阳极控制下，使icorr的的Ecorr变负。

变负。

溶液中有溶液中有O2时，钝化膜易被修复，时，钝化膜易被修复，icorr。

溶液中有溶液中有Cl-时，钝化膜被破坏，时，钝化膜被破坏，icorr。

23金属腐蚀与防护（金属腐蚀与防护（2009-2010学年学年）化工与生物技术学院化工与生物技术学院Fe和不同成份碳钢的析和不同成份碳钢的析H2腐蚀极化图。

腐蚀极化图。

碳钢比纯碳钢比纯Fe的析的析H2腐蚀速度大。

碳钢阴、阳极极化率比腐蚀速度大。

碳钢阴、阳极极化率比Fe小。

小。

高硫钢比钢的析高硫钢比钢的析H2腐蚀速度大。

主要是形成腐蚀速度大。

主要是形成Fe-FeS微电池，钢微电池，钢中中S以以S2-进入溶液。

进入溶液。

在混合控制下腐蚀电位在混合控制下腐蚀电位可变正，可变负。

可变正，可变负。

24金属腐蚀与防护（金属腐蚀与防护（2009-2010学年学年）化工与生物技术学院化工与生物技术学院25金属腐蚀与防护（金属腐蚀与防护（2009-2010学年学年）化工与生物技术学院化工与生物技术学院吸氧腐蚀吸氧腐蚀发生吸氧腐蚀的发生吸氧腐蚀的体系体系

（1）所有负电性金属在含溶解氧的水溶液中都能发生。

所有负电性金属在含溶解氧的水溶液中都能发生。

（2）某些正电性金属某些正电性金属（如如Cu）在含溶解氧的酸性和中性溶液在含溶解氧的酸性和中性溶液中能发生吸氧腐蚀。

中能发生吸氧腐蚀。

26金属腐蚀与防护（金属腐蚀与防护（2009-2010学年学年）化工与生物技术学院化工与生物技术学院27金属腐蚀与防护（金属腐蚀与防护（2009-2010学年学年）化工与生物技术学院化工与生物技术学院28金属腐蚀与防护（金属腐蚀与防护（2009-2010学年学年）化工与生物技术学院化工与生物技术学院29金属腐蚀与防护（金属腐蚀与防护（2009-2010学年学年）化工与生物技术学院化工与生物技术学院30金属腐蚀与防护（金属腐蚀与防护（2009-2010学年学年）化工与生物技术学院化工与生物技术学院31金属腐蚀与防护（金属腐蚀与防护（2009-2010学年学年）化工与生物技术学院化工与生物技术学院32金属腐蚀与防护（金属腐蚀与防护（2009-2010学年学年）化工与生物技术学院化工与生物技术学院33金属腐蚀与防护（金属腐蚀与防护（2009-2010学年学年）化工与生物技术学院化工与生物技术学院氧还原反应过程的机理氧还原反应过程的机理根据现有的实验事实，大致可将氧还原反应过程的机理分根据现有的实验事实，大致可将氧还原反应过程的机理分为两类。

第一类的中间产物为过氧化氢或二氧化一氢离子。

在为两类。

在酸性溶液中的基本步骤为：

酸性溶液中的基本步骤为：

34金属腐蚀与防护（金属腐蚀与防护（2009-2010学年学年）化工与生物技术学院化工与生物技术学院在碱性溶液中的基本步骤为：

在碱性溶液中的基本步骤为：

35金属腐蚀与防护（金属腐蚀与防护（2009-2010学年学年）化工与生物技术学院化工与生物技术学院36金属腐蚀与防护（金属腐蚀与防护（2009-2010学年学年）化工与生物技术学院化工与生物技术学院37金属腐蚀与防护（金属腐蚀与防护（2009-2010学年学年）化工与生物