材料腐蚀理论第二章电化学腐蚀理论ppt课件.ppt

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1、第二章电化学腐蚀理论腐蚀热力学：反应方向腐蚀动力学：反应速度钝化现象：表面结构造成的反常现象11、导体（电子导体、离子导体）电子导体：电子或空穴导电，金属和半导体离子导体：带电离子，电解质溶液或熔融盐2、相一个系统中由化学性质和物理性质一致的物质所组成而与系统中的其他部分之间有“界面”隔开的集合体。电化学理论中关于电极系统和电极反应的几个概念：电化学腐蚀基本概念23、电极系统一个系统由一个电子导体相和一个离子导体相组成，有电荷从一个相通过两相界面转移到另一个相。4、电极反应在电极系统中伴随着两个非同类导体之间的

2、电荷转移而在两相界面上发生的化学反应。Cu(M)Cu2+(sol)+2e(M)Ag(M)+Cl-AgCl(s)+e(M)1/2H2(g)H+(sol)+e(M)Fe2+(sol)Fe3+(sol)+e(M)35、法拉第（Faraday）定律由于腐蚀电池电流流动，使阳极金属腐蚀，发生的腐蚀量W和电池电流I的关系符合：W＝(M/nF)·I·tM：金属摩尔原子量n：阳极反应中的金属价态变化F：法拉第常数，96485C/mol，1mol电子的电量I：电池中的电流，At：电流持续时间，s在电极反应中，当1mol的氧化体转化为还

3、原体，前者需要从电极取得n个法拉第常数的电量的电子；而当1mol还原体转化为氧化体时，电极从还原体得到数值等于n个法拉第常数的电量的电子。46、电极：电极系统中的电子导体相阳极：发生氧化反应的电极阳极反应：失去电子的反应阴极：发生还原反应的电极阴极反应：得到电子的反应原电池产生电流：两电极之间的电位差引起——电极反应的驱动力：电池的电位差阴极电位高：正极；阳极电位低：负极5一、腐蚀热力学（一）腐蚀电池1、原电池与腐蚀电池1）原电池：把化学能转变为电能的装置6阳极Anode(-)负极Zn-->Zn2++2e阴极Cath

4、ode(+)正极2NH4++2e-->2NH3+H2干电池电流的产生是由于两极间电位差引起的，电功W=QE7Cu2+CuZnZn2+eICuZnZn2+H+H2eHCl电池不对外界做功实际腐蚀电池化学能电能热能2）腐蚀电池将原电池短路8两电极间短路，电位差为零，电功W=QE=0腐蚀电池：短路的原电池阳极：ZnZn2++2e（氧化反应）阴极：2H++2eH2（还原反应）9干电池潮湿大气中腐蚀的钢板锌皮碳棒NH4Cl溶液ZnC离子通道电子通道+++---金属阳极离子通道电子通道阴极10丹聂尔（Daniell）电池

5、11122、腐蚀电池的基本要素和工作过程1)基本要素阳极阴极电解质溶液外电路132)工作过程阳极过程：电极材料溶解，以离子形式进入溶液，或其它物质在电极氧化，把电子流在阳极上M[Mn+.ne]Mn++ne阴极过程：从阳极流过来的电子被电解质溶液中能够吸收电子的氧化性物质接受D+ne[D.ne]电流的流动：阳极和阴极间有一个电流回路维持上述电极反应进行。即在金属中依靠电子从阳极流向阴极；在溶液中依靠离子的迁移（三个基本过程既相互独立又紧密联系，其中任一过程受阻不能进行，则腐蚀过程停止；材料的腐蚀破坏集中在

6、阳极区，阴极区起传递电子的作用）14电化学腐蚀过程15Corrosion铁锈：演示电化学腐蚀过程163）电化学腐蚀的次生过程阳极过程和阴极过程的产物因扩散作用在相遇处导致腐蚀次生反应的发生，形成难溶性产物。如Zn、Cu和NaCl溶液组成的腐蚀电池沉淀物在从阳极扩散来的金属离子和从阴极区迁移来的OH-相遇处生成，结构疏松二次腐蚀产物在一定程度上可阻止腐蚀过程进行，保护性比金属表面直接发生化学反应时生成的初生膜差得多173、腐蚀电池的类型根据组成腐蚀电池的电极大小，促使形成腐蚀电池的影响因素，金属被破坏的表现形式宏观腐蚀

7、电池腐蚀电池微观腐蚀电池181）宏观腐蚀电池（1）定义：由肉眼可见的电极构成的电池（2）分类异种金属接触电池（电偶电池）浓差电池温差电池19电偶电池具有不同电极电位的金属或合金相互接触，并处于电解质溶液中时，电位较负的金属不断遭受腐蚀，电位较正的金属得到保护两金属的电极电位相差愈大，电偶腐蚀愈严重201）宏观腐蚀电池（1）定义：由肉眼可见的电极构成的电池（2）分类异种金属接触电池（电偶电池）浓差电池温差电池21浓差电池同一金属的不同部位接触的介质浓度不同引起的包括：盐浓差电池氧浓差电池可利用能斯特方程说明水线腐蚀缝隙

8、腐蚀点腐蚀221）宏观腐蚀电池（1）定义：由肉眼可见的电极构成的电池（2）分类异种金属接触电池（电偶电池）浓差电池温差电池23温差电池由于浸入电解液的金属处于不同温度条件下形成的换热器、浸式加热器等设备中易发生241821年，赛贝克发现，把两种不同的金属导体接成闭合电路时，如果把它的两个接点分别置于温度不同的两个环境中，则电路中就会有电流产生。