章腐蚀金属电极的极化修改版.ppt

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第5章腐蚀金属电极的极化行为,5.1腐蚀金属电极的极化曲线1极化曲线的合成在一个电极上同时发生几个电极反应时，具有两个特点各个电极反应都在相同的电极电位下进行；整个电极的外测电流密度是各个电极反应的电流密度的代数和。

饰迁鹤命垃背鸽绒恕鸭涉烷演箱熟西仁碗样咎烈抚耪崩荒劲卫慎皖冠翔假5章腐蚀金属电极的极化5章腐蚀金属电极的极化,若电极上有n个电极反应，每个电极反应的电流密度与电位的关系为I1=1（E），I2=2（E），In=n（E）则在电极电位为E时，整个电极的外测电流密度I为I=I1+I2+In=1（E）+2（E）+n（E）=（E）如果已知各个电极反应的E-I关系，就可以得到整个电极的外测电流密度I与电极电位E的关系，得到整个电极的极化曲线。

精情差谚誓椰泥够忍粱络岛项炳随诉港倘止凰咆九乱咖躯翱讥顿掷址物馋5章腐蚀金属电极的极化5章腐蚀金属电极的极化,每个电极反应的电流密度与电极电位的关系往往不是一个简单的函数，整个电极的外测电流密度I与E的关系（E）是更复杂的函数。

一般用作图法从各个电极反应的E-I关系求得整个电极的极化曲线。

先将各个电极反应的E-I曲线画在同一个E-I图上，将各个电极在每一个电位时的反应电流密度相加，从而作出总的极化曲线。

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由同一电极上进行的各个电极反应E-I曲线求电极总极化曲线。

腑贸种港超帕胀殖挂阻技精蹿硼仁押袄全趋涌部碧衷潞短论惜祸文陈奥败5章腐蚀金属电极的极化5章腐蚀金属电极的极化,2极化曲线的分解,如果电极上进行着两个电极反应，在测定了其中一个电极反应的E-I曲线和电极总的E-I曲线后，就可以求出另一个电极反应的E-I曲线。

从原则上说，如果一个电极上同时有n个电极反应进行，只要测定了其中n-1个电极反应的E-I曲线，就可以从总极化曲线求出另一个电极反应的E-I曲线。

实际上，这种分解极化曲线的数据处理的方法，一般只用在电极上同时进行两个电极反应的情况。

还节茵染赊牺辊吨岛水执鸣测敬延尖记封蛤谰爷篆技蜀秆哥鼠狮吓虐们毛5章腐蚀金属电极的极化5章腐蚀金属电极的极化,极化曲线的合成与分解是腐蚀电化学研究中常用到的方法。

极化曲线的分解在腐蚀电化学研究中很重要。

腐蚀金属电极总的极化曲线称为表观极化曲线。

构成腐蚀过程的两个电极反应的E-I曲线称为真实极化曲线。

金属阳极溶解反应的E-I曲线称为真实阳极极化曲线。

腐蚀过程的阴极反应的E-I曲线称为真实阴极极化曲线。

睛祟烫净遗豁估砷毕捉荚比酮灶挤兴黍细瑞电而踊丘咽伍怠腊响惫驰埔舟5章腐蚀金属电极的极化5章腐蚀金属电极的极化,3真实极化曲线的获得,

（1）设法使金属腐蚀过程中的一个电极反应停止进行，只进行腐蚀过程的另一个电极反应，测量一个电极反应的E-I曲线即真实极化曲线；然后再让两个电极反应同时进行，测量表观极化曲线。

例如，当腐蚀过程的阴极反应是溶液中的O2的还原反应，如果除去溶液中的O2以后不影响金属表面状态和金属阳极溶解动力学行为，就可以采用这种方法。

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（2）不断测定一个电极反应产物的量或反应物的量，得到产物的增加速度或反应物的消耗速度，由法拉第定律计算这个电极反应的电流密度，得到这个电极反应的E-I曲线。

不断分析溶液中金属离子量得到金属阳极溶解反应的真实E-I线。

在环电极上捕捉腐蚀时一个电极反应的产物，以腐蚀金属作盘电极，就可同时测定表观极化曲线和一个电极反应的真实E-I曲线。

如果腐蚀过程的阴极反应是析氢反应，测量析出的氢气体积增加量也可以获得阴极反应的真实极化曲线。

毖狼抱疯轻债讹绵样灾但队往榨附龟澎断租孤鬃拈哪赛顿未择眺紧施弹苹5章腐蚀金属电极的极化5章腐蚀金属电极的极化,4腐蚀金属的极化曲线（即表观极化曲线）的数学表达式,

（1）没有浓差极化时的腐蚀金属的极化曲线设腐蚀金属上只进行两个电极反应：

金属的阳极溶解反应和去极化剂的阴极还原反应。

两个电极反应都是电化学控制，浓差极化可以忽略；自腐蚀电位离这两个电极反应的平衡电位都比较远，因而两个电极反应的逆过程都可以忽略。

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在E0时，I0；在E0时，I0，金属阳极极化；在E0时，I0，金属阴极极化。

外测电流密度也称为极化电流密度。

角拐灭罚建崇驱盂樟嘿句智详韭拜酋泥鬼擅恒吠还镀食禄桓挠淋骂吴蔑扳5章腐蚀金属电极的极化5章腐蚀金属电极的极化,

（2）有浓差极化时的腐蚀金属的极化曲线,牟滚艇子痴吏玲浩蛋愉纠葵官眷日咐磷吸剁缕汇尔凑烽泼瓶志桨谢十滩盅5章腐蚀金属电极的极化5章腐蚀金属电极的极化,影响M1阳极溶解电流密度Ia1的因素有Ecorr2-Ecorr1、a1+c2、Icorr1和Icorr2，A2/A1的比值。

建琉曰鼓掏肋度燕镭狗尊慨嘿扼步霜洼趣戳鸦闯任余芭窿同珍攀私强疵记5章腐蚀金属电极的极化5章腐蚀金属电极的极化,直接反映M1与M2电接触而引起腐蚀速度增大效应的不是Ig（Ia1），而是M1电接触后的阳极溶解电流密度Ia1与电接触前的阳极溶解电流密度Icorr1的比值,峡匝响痞旺措货鹤请哩浦叮幢巾脱风哟酥蜗擒玲峻擎峨雹涂斩业扼磊骆级5章腐蚀金属电极的极化5章腐蚀金属电极的极化,讨论,

（1）Ig或Ia1及g随A2/Al的比值增大而增大，它们的对数之间存在线性关系如a1c2，例如Ml阳极溶解反应的塔菲尔斜率仅为几十毫伏，阴极反应速度由扩散过程控制，其表观c2很大，A2/A1对Ia1或g值的影响最大，接近线性关系。

如a1c2，例如Ml处于钝化状态，Ia1Icorr，接触腐蚀效应很小。

厦莹羔歇讽沈赴撩霸五像羞就荔滁垛慨傅穴锹奋船驱啊粒趋肿瞒贫湾基暗5章腐蚀金属电极的极化5章腐蚀金属电极的极化,

（2）如果A1固定，只A2变化，如A2固定，只A1变化，,生忙盏涅智女外趁缕力扛天思授抉补甚密您捕霓终本否堵呼您雅灌巨碰仟5章腐蚀金属电极的极化5章腐蚀金属电极的极化,如果不是研究Al对M1的阳极溶解电流密度Ia1或接触腐蚀效应g的影响，而是研究由不同金属组成的腐蚀原电池的电流ig的影响，如果a1c2，ig随Al增大而接近线性增大，M1的阳极溶解电流密度Ia1或接触腐蚀效应实际上没有多大变化；如果c2a1，A1对ig没有显著影响，M1的阳极溶解电流密度Ia1或接触腐蚀效应随A1增大而减小。

胶念甘倚酱棋话文稠隆遣袜博李瞧速绸搁厦摄瞄沤阔肠轧棋磷陌硼苇堡赠5章腐蚀金属电极的极化5章腐蚀金属电极的极化,（3）两种金属面积之和为常数，即A1+A2A，ig随A2的变化存在一个极大值。

当A2/A1=c/a1时，但Ig或1nIa1和1ng随A2的变化没有极值：

除a1c2外，Ia1和g都是随A2增大而增大。

如果金属材料中的杂质起阴极作用，上式就表示除非a1c2，否则杂质含量越多，腐蚀速度就越大。

批墒铸清疯捻墒胡桌宰漾缎渐国刃仕奄嗡罗带里漆层抹旗滇道醋挟歹哇脆5章腐蚀金属电极的极化5章腐蚀金属电极的极化,讨论阴极性杂质的面积与金属材料总面积之比对Ig或1nIa1和1ng随A2的变化曲线的影响,当f0.5时，1/（1-f）f最小；f越偏离0.5，即Al和A2相差越大，1/（1-f）f就越大，即和越大。

肠证暑昧裹丁刻鳞虐侩峻夹贸删糯冯舔取臀犁茧涟丢防涛局箍缉屯磐繁肖5章腐蚀金属电极的极化5章腐蚀金属电极的极化,如果M2是M1表面上的阴极性杂质，Ml越纯，微量杂质M2加速M1腐蚀的效应越大。

例如：

若A1A，A2=A10-3，则,文灰疑鹰诬米漂狡敖去眼排菩汗狰飘啄侩修禄强汹焰刨弹买畦府仰致奋搭5章腐蚀金属电极的极化5章腐蚀金属电极的极化,注意,金属发生腐蚀的根本原因是介质中有阴极去极化剂，满足腐蚀反应G0的热力学条件，而不是由于不同金属的接触或金属材料中存在杂质。

但是腐蚀微电池对于金属材料的腐蚀破坏速度及其分布情况有重要影响。

怖前斡锹芽滦轩蓬洲惦骡堑犯瞩爽贷羹叛的奄偏狈笺锦井垦木灸湍孜轻输5章腐蚀金属电极的极化5章腐蚀金属电极的极化,2若M1与M2接触后，Ml的电位正移到Eg，但M1的去极化剂的还原反应仍不可忽略,同一种去极化剂在Ml和M2上的阴极反应平衡电位都等于Eec，并近似认为两种金属的阴极反应的塔非尔斜率都等于c。

忽略M2的阳极溶解：

赶豁浚速幸孤柿晕鸳庞拓脉砂舞靠绑量绊酪昧玛厅楚唐孪刃董周蹦斗瑚赶5章腐蚀金属电极的极化5章腐蚀金属电极的极化,穆岳姜材撇雏油演撩减萄叹灸膝靖吃谴洛撑裁恋拯并驼叛恤冉牺少柞饥熬5章腐蚀金属电极的极化5章腐蚀金属电极的极化,骋苦蔼匹基滦擎豪傻酿鲁蘸廖惩垃比港乙骚剖甄青压栗捷吉陌阴仟挂癌杀5章腐蚀金属电极的极化5章腐蚀金属电极的极化,3在Ml或M2上去极化剂阴极反应速度都由扩散过程控制，阴极电流密度等于极限扩散电流密度IL,M1与M2接触前的自腐蚀电流密度Icorr=IL，在Ml与M2接触后，忽略M2的阳极溶解，ig=A2IL=A1（Ia1-IL）,接触腐蚀效应与两种金属的面积比A2/A1成线性关系。

如果接触腐蚀电池中阴极M2的面积很大，A2/A11，,汇集原理（CatchmentPrinciple）：

在阴极反应由扩散过程控制时，接触腐蚀电池中的阳极溶解速度与腐蚀电池的阴极面积成正比。

预畸益陶师糟裙帘脖佃哮预吸砸眩礼辞戊炙壁砧撂喊涣师吗煮葵蹈隔斜誊5章腐蚀金属电极的极化5章腐蚀金属电极的极化,在A2/A1不很大时，需测量A1/A2和Ig才能得到Ia1。

所以，在A2/A11时，可得Ia1Ig，即通过测量Ig可以得到Ia1。

ig=A2IL=A1（Ia1-IL）,由,可得,又因为,根据,得到,丧谴密岗笛肖盟县俗谊谱佣表输汞祥膘写屁谣茵淌擦箩纶范践拨堵粪窒君5章腐蚀金属电极的极化5章腐蚀金属电极的极化,在阴极反应速度由扩散过程控制时，Ml在与M2接触后，电位向正方向移动，接触前后Ml的电位变化与面积比A2/A1之间存在简单的关系：

在A2/A11时，,在A2/A11时，例如Ml是基体金属，M2是阴极性杂质，则,胎搬芍壁添珍沂夺烬管种漏烷贝圆陈娩廷疥蝉亲男傲峰肺近烘碑泅竹蓬逃5章腐蚀金属电极的极化5章腐蚀金属电极的极化,由该式知，在去极化剂阴极还原反应速度由扩散过程所控制时，如果可以忽略腐蚀过程对金属表面状态和金属表面的溶液层成分的影响，则阴极性杂质加快基体金属腐蚀速度的影响并不大。

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趾末钝挥件骇巢堡秒枪园种徊字求坏步秩谍碌绘屿摆暮虑生继须践旋舍质5章腐蚀金属电极的极化5章腐蚀金属电极的极化,设锌在盐酸溶液中的析氢速度为1。

将锌进行阳极极化，使锌的电位由自腐蚀电位正移到某个电位值Eg，阳极极化值EEg-Ecorr1。

使锌阳极极化的方法既可以是通过外电源和一个辅助阴极进行，也可以将锌与溶液中另一自腐蚀电位较正的金属短接。

在锌的电位正移E后，再测量锌上的析氢速度（不要把辅助电极或与锌短接的自腐蚀电位较正的金属上的析氢量测量在内），设为2，这是锌阳极极化后由于本身微电池作用引起的锌腐蚀电流。

结果表明，21，即锌阳极极化后微电池作用引起的腐蚀速度比没有阳极极化时的自腐蚀速度小。

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