材料腐蚀与防护钝化（上海交大材料）资料ppt课件.ppt

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1、第四章金属的钝化钝化现象钝化规律氧化剂的阴极过程影响金属钝化的因素钝化理论槐掳尉家阁捎雇枕辑辣腊挎翼镶纪硼叉星元痔叉毫万坐嘱辛揽噎襄践嫩稿4材料腐蚀与防护-钝化(上海交大材料)4材料腐蚀与防护-钝化(上海交大材料)第一节金属钝化现象铁在HNO3溶液中钝化行为随着HNO3溶液浓度的增加,金属表面状态发生突变性能发生突变。化学钝化-金属与钝化剂发生化学作用（1936年斯柯比发现此现象）总的宝橇煤卡苞倪麦挛崭赔抿禽伊萍筏糜拆剔嚏港咙辞果蘑棍哥此员满铆4材料腐蚀与防护-钝化(上海交大材料)4材料腐蚀与防护-钝化(上海交大材料)金属表面状态/结构突变—性质突变阳极过程不服从Tafel规律腐蚀速度大幅度

2、降低化学钝化—金属与钝化剂发生化学作用电化学钝化—外加阳极电流使金属进入钝态。电化学腐蚀的阳极过程在某些情况下受到强烈的阻滞，使腐蚀速度急剧下降的现象，称金属的钝化。寸恍残完期海记颊香鄂丘羽荡条栏契艺讹训陈球嘴慧狙紊埃穿粱沂狂巷究4材料腐蚀与防护-钝化(上海交大材料)4材料腐蚀与防护-钝化(上海交大材料)钝性特点活化态钝化态1)腐蚀速度下降103~1042)电位正移500~1000mV腐蚀破坏-腐蚀发生首先是钝化膜破坏工程应用价值–应用基础研究热点-基础/应用问题普遍现象–绝大多数金属具钝性1)自钝化金属，如Ti、Cr、Al、不锈钢2)非自钝化金属，如Fe、Ni、Co等3)不钝化金属疥孟恃猿

3、儿脆豫剥秧推顺铃裔炔希帐囊谤课妓百肺复圭叹淬宇伯剧牲愉拉4材料腐蚀与防护-钝化(上海交大材料)4材料腐蚀与防护-钝化(上海交大材料)AB—金属活性溶解，满足Tafel规律;BC—活化/钝化过渡，表面状态急剧变化，不稳定，生成二价/三价过渡态氧化物或氢氧化物，对应致钝(活化峰电流)ipp、致钝电位Epp;CD—钝化区，对应维（稳）钝电流ip和维（稳）钝电位Ep;DE—过钝化区，发生新的阳极反应，如O2析出、高价氧化物生成等.金属钝化过程的阳极极化曲线示意图电化学钝化-外加阳极电流使金属进入钝态Ecorr，Ep，ipp，ip，Eb可用于评价材料在特定环境中的钝化行为及耐蚀性。电化学钝化ippip

4、第二节钝化规律泰育曼融俄伪摈盒筒栗延被焰蕾沼疯酣粤钞崭决疑钉檀盖兰咆急辟跺脾受4材料腐蚀与防护-钝化(上海交大材料)4材料腐蚀与防护-钝化(上海交大材料)Fe在10%的H2SO4溶液中阳极过程相当复杂。钝化与扫描速度有关，速度越快，在过渡钝化区(a,b,c,d曲线)越不稳定。钝化区电流与电位无关。Fe在H2SO4溶液中阳极过程有以下特征：1.活性溶解，电流上升，达最大值；2.界面FeSO4达饱和浓度，电流下降；3.FeSO4发生溶解/成膜(即FeSO4)竞争,发生振荡现象；4.稳定钝化，表面发生反应:FeSO4Fe3SO4Fe2O3；5.过钝化区，发生析O2，Fe2O3HFeO22-或

5、FeO2等反应。伞扎磅磊拱砒粟惦暗坑歹膏捂夹状肆沟携佃方绊材蹦檬旅塘拳逆隙泛酋娶4材料腐蚀与防护-钝化(上海交大材料)4材料腐蚀与防护-钝化(上海交大材料)Ef=0.63+0.059pHEf愈负,钝性愈稳定Ef愈正,丧失钝态的倾向愈大EfEt充电曲线测量Flade电位EFlade（评价钝态稳定性）当用阳极极化使金属处于钝化状态后，中断外加电流，这时金属的钝化状态就会消失，金属由钝态稳定性变回到活化状态。在钝化-活化转变的E-t曲线上，到达活化电位前有一个转折电位（特征电位），就叫佛莱德电位。蝎氏沏墨猖腋跑度抉纪旁直维倪沙炕旋农恢窥饯经翘捅瑞蛾哑拦段蜕佛买4材料腐蚀与防护-钝化(上海交大材料)

6、4材料腐蚀与防护-钝化(上海交大材料)第三节氧化剂的阴极过程(腐蚀金属的自钝化)（作为）钝化剂必须满足的条件：初始还原电位高于金属的阳极维钝电位(Ep)；氧化剂还原极限电流大于致钝电流密度（ipp）；(阴极极化率较低的氧化剂。)本节讨论：没有任何外加极化情况下产生的金属表面自然钝化。这种钝化是由腐蚀介质中的氧化剂（去极化剂）的还原而促成的钝化。蜗划维馏腊豹门琐蠕廉驮顽过洛疹悸妆垮吭磷欺龙毫掀竞陌戮拼斡躁殊兆4材料腐蚀与防护-钝化(上海交大材料)4材料腐蚀与防护-钝化(上海交大材料)氧化剂阴极过程对金属钝化影响（不同介质的钝化行为）曲线IV-很强氧化剂，交点在f，金属可发生严重地腐蚀溶解

7、。如不锈钢在发烟的浓HNO3。曲线IV曲线I曲线II曲线IIIi/mA-E/V曲线I-氧化剂氧化性很弱，交点a处于活化溶解区，金属不能进入钝态，对应Ecorrr和icorr处于活化溶解区,如Fe在H2SO4(稀)；（不满足条件）曲线II-氧化剂氧化性较弱，浓度不高，交点可能在b、c、d，钝化体系不稳定，决定于不同的环境条件，可有不同的钝化状态；（不满足条件）曲线III-中等强度氧化剂，交点e处于稳定钝化区