材料腐蚀与防护.doc

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1、工业纯锌，金属锌在稀硫酸中的腐蚀差异：把一块工业纯锌浸入稀硫酸溶液中，同样发生2个原电池反应。工业纯锌屮含有少最的杂质Fe,以FeZn7形式存在,电位比Zn搞，Zn为阳极，杂质为阴极，Zn被溶解了。由此可见金属Zn在稀硫酸中的溶解也是由丁形成腐蚀电池而引起的。腐蚀电池/原电池区别：原电池是能够吧化学能转变为电能，作出有用功的装置。腐蚀电池是只能导致金属破坏而不能作有用功的短路电池。宏观电池：肉眼可分辨出电极极性的电池。浓差电池：同一种金加浸入同一种电解质溶液中，当局部的浓度（或温度）不同时，构成的腐蚀

2、电池。微观电池：肉眼难以分辨出电极极性的电池。电极电位：在金属与溶液的界面上进行的电化学反应称为电极反应。电极反应导致在金属和溶液的界而上形成双电层，双电层两侧的电位差，即为电极电位，也称为绝对电极电位。平衡电极电位：当金属电极上只冇唯一的一种电极反应，并且该反应处于动态平衡吋，金属的溶解速度等于金丿成离子的沉积速度，则建立如下电化学平衡：Me11*•ne+mH20<^>Men+•mH20+ne。此时电极获得了一个不变的电位值。自腐蚀电位：外电流为零时的电极电位（Eg）,ERo非平衡电极电位：金属电极

3、上可能同时存在两个或者两个以上不同物质参与的电化学反应，当动态平衡时，电极上不可能出现物质交换与电荷交换均达到平衡的情况,这种情况下的电极电位称为非平衡电极电位。标准电极电位：参与电极反应的物质都处于标准状态：25°C,离子活度为I,分压为l*lO5Pa时测得的电势。标准氢电极：由电解镀钳丝浸入H•活度等于1的溶液和l（fPa氢压气氛屮构成的。规定在任何温度下，标准氮电极电势都为0,用表示。铜/硫酸铜电极：金属电极的电极反应通式：McOMc^+nc电极电位表达式：E=E0+RT*lnC/nF硫酸铜电极

4、是在工业屮常用的参比电极。甘汞电极：甘汞电极是参比电极屮用得最多的一种。简化：（SCE）HgIHg2C12IKC1（饱和水溶液）IIH（aH+=l）,H2（l*105Pa）IPt（SHE）。甘汞电极的优点：电位稳定。缺点：对温度比较敏感。极化：电击伤有净电流通过，电极电位显苦的偏离了未通净电流的起始电位的变化现象。塔菲尔关系：r）a=±B*lgi/i°r

5、a=a+blni式中：na：电化学极化过电位；B：Tafel常数或Tafel直线斜率；i：电流密度（阳极或阴极反应速度）；i°：交换电流密度；a：通

6、过单位极化电流密度时的过电位；b：极化曲线斜率，其值范围在0.1〜0.14V；土：代表阳极，阴极变化。0

7、突变，电位继续增加，电流急肿J下降，金属由活化态进入钝化态。B点标，忐着金属钝化的开始。CD区：钝化区或稳定钝化区。在这个区金属处于钝态并以ip速度溶解着。Ip基本与电极电位无关，随电位增加，在一个相当宽的电位范围内金属阳极溶解速度儿乎不变。金属表面可能牛成一层耐蚀性好的高价氧化物膜。DE区：过钝化区。特征：阳极电流密度再次随电位的升高而增加。当电位超过Eop时，金属溶解速度急剧增加，氧化膜进一步氧化生成更高价的可溶性氧化物。Er：稳态电位/口腐蚀电位Eb：临界钝化ib：临界钝态电流密度ip：钝态电流

8、Ep：钝态电位Eop：过钝态。析氢腐蚀：由氢去极化引起的金属腐蚀。提高析氢过电位措施：1•加入析氢过电位高的合金元素，增加合金的耐蚀性，如Hg,Pb。2.提高金属的纯度，消除或减少杂质。3.加入阴极缓蚀剂提高阴极析氢过电位，提高合金的耐蚀性。如在酸性溶液中加As,Sb,Hg,盐。氧去极化腐蚀：吸氧腐蚀。当电解质溶液中有氧存在时，在阴极上发生氧去极化反应。在中性或碱性溶液中:O2+2H2O+4c->4OH-；酸性溶液中:O2+4H++4C-2H2O。由此引起阳极金属不断溶解的现象。腐蚀极化图：伊文思极化

9、图：在一个均相的腐蚀电极上，如果只进行两个电极反应，则金属阳极溶解的电流强度la—•定等于阴极还原反应的电流强度Ico金属的钝化：由活化态转为钝态的过程成为钝化。钝化原因：引起金属钝化的因素有化学及电化学两种。化学因素：一般是由强氧化剂引起如硝酸，硝酸银，氯酸，氯酸钾，重馅酸钾，氧。他们也是钝化剂。电化学钝化：外加电流的阳极极化产生的钝化。如Fe在0.5mol/L的H2SO4溶液屮，外加电流引起的钝化。全面腐蚀速度及耐蚀标：重量法：V“w=（W]・Wo）