电化学腐蚀原理讲课讲稿.ppt

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1、电化学腐蚀原理2.电化学腐蚀——按照腐蚀电池类型分类腐蚀电池类型多，不同形态的腐蚀电池，可形成不同的腐蚀形式，决定于材料/环境的特征,主要有：a.宏观腐蚀电池(阴、阳极区可分辨,稳定)(1)异金属电偶电池；(2)浓差电池；(3)温差电池；b.微观电池(阴、阳极不可分辨，不稳定)(1)化学组分不均一性；夹杂物(2)金属组织结构不均一性；相组织差异(3)金属物理状态不均一性；机械损伤(4)表面膜不完整性；c.亚微观(10－100A)-金属表面结构的显微不均匀性，阴、阳极无序，统计分布，交替变化(1)成分差异(2)晶体取向差异(3)晶界，异种夹杂物(4)晶格不完整，结晶点阵中位错(5)界面溶液涨落

2、(6)亚微观电化学不均匀(7)应力作用形成位错定向移动–SCC(8)交变力场作用-腐蚀疲劳等。（Q=W·F/N）=N·Q/S·t·F=k·iNH4Cl碳棒锌片ICuZnH2Zn+2Zn+2H2eeeeH+H电极反应：2H++2e——H2Zn-2e——Zn+2反应速度：V=ΔW/S·t=k·i实质上是一个短路原电池，电流不对外作功，电子自耗于腐蚀电池内阴极还原反应中。电偶腐蚀腐蚀原电池的特点：阴、阳极区肉眼可分或不可分，或交替发生；体系不稳定稳定，腐蚀过程是自发反应；只要介质中存在氧化剂(去极化剂)，能获得电子使金属氧化，腐蚀就可发生；腐蚀的二次产物对腐蚀影响很大；电化学腐蚀离不开

3、金属/电解质界面电迁移，电子由低电位金属或地区传荷到电位高的金属或地区，再转移给氧化剂；腐蚀电池包括阴极、阳极、电解质溶液和电路四部分，缺一不可；阴极、阳极反应相对独立，但又必须耦合，形成腐蚀电池；ia=ic，无净电荷积累；腐蚀电池不对外作功，只导致金属腐蚀破坏的短路原电池。盐水滴试验饱和NaCl(空气)酚酞试剂铁氰化甲试剂腐蚀电池由四部分构成：阳极，阴极，外回路，电解液；阳极过程：Me——Men++ne阴极过程：D+ne——[D·ne]电流流动：溶液中离子迁移,在回路上电子运动腐蚀的次生过程例如：在中性的3%NaCl溶液中：阴极反应O2+2H2O+4e——4OH-阳极反应Fe-2e

4、——Fe2+Fe2++2OH-——Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O——4Fe(OH)3铁锈分子式：FeOOH、Fe2O3H2O、xFeOyFe2O32H2O常见一些阴极反应O2+4H++4e——2H2OO2+2H2O+4e——4OH-2H++2e——H2Men++e——Me(n-1)+Me++e——Me电极上可能同时发生多个电极反应材料腐蚀与防护学科的任务：1．研究材料在不同环境条件下腐蚀破坏的本质机理和规律性（1）现代腐蚀电化学理论（2）新体系(新材料/新环境)的腐蚀行为（3）局部腐蚀（4）高温腐蚀（5）表面涂覆条件下的腐蚀（6）研究方法2．研究如何有效控制材料腐蚀破坏（1）

5、高耐蚀材料研制—非晶，多相，无机，高聚物……（2）选材，工艺和设计（3）电化学保护（4）添加剂（5）涂覆与衬里（6）环境处理CorrosionScienceBritishCorrosionJournalCorrosionPreventionandControlAnti-CorrosionElectrochimicaActaCorrosionMaterialsPerformanceJournaloftheElectrochemicalSocietyOxidationofMetalsProgressinOrganicCoatingsJournalofMaterialsScienceCorrosi

6、onAbstracts日本防蚀技术材料与环境防钴管理等中国腐蚀与防护学报腐蚀与防护石油化工设备材料保护(武汉)腐蚀科学与防护技术化工新材料化工腐蚀与防护防护包装化工机械化工防腐蚀咨询服务物理化学金属学报材料科学进展电化学防腐蚀英：腐蚀科学学会、金属学会、腐蚀工艺学会、电化学会；美：腐蚀工程师协会(NACE)、电化学会、材料学会、日本：防蚀协会、防锈技术协会等；欧洲：欧洲腐蚀联盟。§2电化学腐蚀热力学基础电化学腐蚀概述1、双电层—电极电位本质2、电极电位的概念3、腐蚀倾向性的判断（△G,E°）4、pH—电位图5、腐蚀影响因素电化学腐蚀概述金属进入溶液中成为水化阳离子Me+nH2O—Men+nH

7、2O+ne水化阳离子在金属表面沉积Men+nH2O+ne—Me+nH2O正电性金属或非金属在电解质中形成相应气体电极＋＋＋＋＋－－－－－带电质点两相间的转移，两相界面出现剩余电荷腐蚀总是发生在相间界面，重要概念－电极电位，即电极各相间电位差之和。双电层普遍存在是相间电位差本质原因。1、双电层的本质电化学腐蚀概述几种情况的金属表面双电层示意图：－－－－－＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋－＋－＋－＋－＋－＋偶极分子在界面的定