腐蚀与防护-第五章_析氢腐蚀与耗氧腐蚀.ppt

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1、析氢腐蚀与耗氧腐蚀去极化去极化剂/活化剂：能消除或抑制原电池阳极或阴极极化的物质阴极去极化电化学腐蚀的阴极去极化剂有：H+、O2、NO3－、Cr2O72－、高价金属离子及一些易被还原的有机化合物2.电极反应阴极2H＋＋2e＝H2阳极M－ne-＝Mn＋一、析氢腐蚀1.概念以氢离子还原反应为阴极过程的腐蚀为析氢腐蚀Fe++H+Fee-Fe++e-HHHHsteelwatersolutionH+3.氢去极化的基本步骤（1）水化氢离子（向电极扩散并在电极表面）脱水（2）氢离子放电成原子态氢（3）氢原子结合生成H2（4）氢分子形成气

2、泡从表面逸出氢原子在金属中的扩散吸附在金属表面的氢原子能够渗入金属并在金属内扩散，可能造成氢鼓泡，氢脆等损害，金属表面吸附氢原子浓度愈大，则渗入金属的氢原子愈多，氢损害的危害性愈大。因此，凡是在金属表面发生析氢反应的场合，都应当注意是否会造成氢损伤问题。4.析氢腐蚀的必要条件（1）电解质溶液中必须有H+（2）金属的电极电位EM必须低于氢离子的还原反应电位（析氢电位EH），即EM

3、(如Cu，Ag)也可能发生析氢腐蚀。一般来说，电位较低的金属（如：Fe、Zn、Cd）在稀酸中，电位非常低的金属（如：Mg、Al）在中性或碱性溶液中发生析氢腐蚀。一些强钝化金属（如：Ti、Cr），由于钝化膜在溶液中非常稳定，阳极的很大，它们并不发生析氢腐蚀。6.析氢腐蚀的阴极过程H+还原反应的动力学特征c很小时，c=Rficc较大时，c=a–blgic(1)a值a是ic=1单位时的过电位c值。文献中常称为氢过电位。金属电极材料的种类对析氢反应的a值有重大影响。高氢过电位金属(如Hg，Pb，Zn，Cd

4、)中氢过电位金属(如Cu，Fe，Ni)低氢过电位金属(如Pt，Pd)a=blgi0可知，a值反映了交换电流密度i0大小。(随着i0增大，

5、a

6、减小)按

7、a

8、的大小可划分:(2)b值b称为Tafel斜率，与金属材料和溶液关系很小，故各种金属表面上析氢反应的b值相差不大。b=118mV(=51.24mV)，这是一个典型的数值。对单电子反应n=1，取传递系数=0.5，在25C，可以算出b=118mv。金属溶液a伏b伏io(安培/厘米2)各种金属上析氢反应的常数a(i=1安培/厘米2),b及交换电流密度ioPbHgCdZnC

9、uAgFeNiPd光亮Pt1NH2SO41NH2SO41.3NH2SO41NH2SO42NH2SO41NHcl1NHcl1.1NKoH1NHcl0.11NNaoH-1.56-1.415-1.4-1.24-0.80-0.95-0.70-0.64-0.53-0.100.1100.1130.120.1180.1150.1160.1250.1100.1300.136.6x10-153.0x10-132.2x10-123.1x10-111.1x10-76x10-92.5x10-61.5x10-68x10-50.17HgPtAgCdN

10、iFeCoCuZn某些电极反应的交换电流密度(室温)电极材料电极反应溶液io(安培/厘米2)H++e=1/2H2H++e=1/2H2Ag++e=Ag1/2Cd2++e=1/2Cd1/2Ni2++e=1/2Ni1/2Fe2+e=1/2Fe1/2Co2+e=1/2Co1/2Cu2++e=1/2Cu1/2Zn2+e=1/2Zu1.0NH2SO40.2NH2SO4100g/lAgNo3160g/lCdSO42.0NNiSO42.0NFeSO42.0NCocl22.0NCuSO42.0NZuSO45x10-1310-31.1x10-

11、21.4x10-22x10-910-88x10-72x10-52x10-57.析氢腐蚀的控制类型根据析氢腐蚀特点：●可以按照均相腐蚀电极处理，欧姆电阻可以忽略，只需要比较阴极反应和阳极反应的阻力。●属于电化学极化腐蚀体系，阳极反应都受活化极化控制。因此，比较电极反应的阻力，只需比较交换电流密度就行了。（1）阴极极化控制如Zn在稀酸溶液中的腐蚀。因为Zn是高氢过电位金属，ia0>>ic0，故为阴极极化控制。其特点是腐蚀电位Ecor与阳极反应平衡电位Eea靠近。对这种类型的腐蚀体系，在阴极区析氢反应交换电流密度的大小将对腐蚀速

12、度产生很大影响。（2）阳极极化控制当ia0<