去极化3-4 高温腐蚀理论 教学课件
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极化与去极化极化与去极化第四节极化与去极化以上己节讨论了金属电化学腐蚀的热力学倾向,并未涉及腐蚀速度和影响腐蚀速度的因素等人们最为关心的问题。
电化学过程中的极化和去极化是影响腐蚀速度的最重要因素,认清极化和去极化规律对研究金属的腐蚀与保护有重要的意义。
一、极化作用我们已经知道,电化学腐蚀是由于腐蚀电池的作用而引起的,腐蚀电池产生的腐蚀电流的大小可以用来表示电化学腐蚀的速度。
根据欧姆定律,腐蚀电流c a V V I R-= (2-7)式中 I ——腐蚀电流强度(A );c V ——阴极电极电位(V );a V ——阳极电极电位(V );R ——腐蚀体系总电阻(包括R R 外内+)(Ω)。
按理将此带入式(2-5)或(2-6)就可算出理论腐蚀速度,然而通过试验测定的腐蚀速度与计算值相差甚远,计算值可以达到实测值的几十倍甚至上百倍。
进一步的研究发现,造成这一差别的结果是腐蚀电池的阴、阳极电位的电流通过时发生了明显的变化,阴极电位变负而阳极电位变正,使得阴、阳极间的电位差(c a V V -)急剧缩小。
如果把无电流通过时的电极电位叫做电极的起始电位,以平衡电位的符号e V 表示,那么腐蚀电池的起始电位差远大于其变化以后的电位差(ec ea c a V V V V ->>-),如图2-10所示,正因如此,计算所得腐蚀速度远大于实测的腐蚀速度。
极化就是指由于电极上通过电流而使电极电位发生变化的现象。
阳极通过电流电位向正的方向变化叫阳极极化。
阴极通过电流电位向负的方向变化叫阴极变化。
无论阳极极化或阴极极化都能使腐蚀原电池的极间电位差减小,导致腐蚀电流减小,阻碍腐蚀过程顺利进行。
极化又称极化作用、极化现象。
二、极化曲线试验证明,极化与电流密度关系密切,电流密度越大,电位变化幅度也越大。
所谓极化曲线就是表示同一电极上电极电位与电流密度之间变化关系的曲线。
利用图2-11的装置,就可以测定腐蚀电池的阴、阳极极化曲线。
§ 2-5 极化与去极化以上几节我们讲述的是有关金属发生电化学腐蚀的倾向问题,并没有涉及到腐蚀速度和影响腐蚀速度的因素等一些实际中人们普遍关注的问题。
电化学过程中的极化和去极化是影响腐蚀速度的最重要的因素,认清极化和去极化规律对研究金属的电化学腐蚀与防护有着重要的现实意义。
一、 极化现象电化学腐蚀通常是按腐蚀原电池的历程进行的,腐蚀着的金属作为腐蚀电池的阳极发生氧化(溶解)反应,因此电化学腐蚀速度可用阳极电流密度表示。
下面我们来考察铜-铁浸入电解质溶液中构成的组成的宏观腐蚀电池(图2-16),当电池回路未接通时,阳极(铁)的开路电极电位为0A V ,阴极(铜)的开路电极电位为0k V ,腐蚀体系的电阻为R (包括外线路电阻及溶液的内阻)。
电池的回路接通以后,根据欧姆定律,这时腐蚀体系的电流应为:R V V I A K 000-=图2-16 极化现象观测图图2-17 极化引起的电流变化《化工机械材料腐蚀与防护》P15 图1-7、8 实验发现,仅仅在电池回路刚接通的瞬间,电流表上指示出相当大的0I 值,之后的电流迅速下降,逐渐稳定到I 值,I <<I 0,如图2-17所示。
腐蚀电池工作后,电路中的欧姆电阻在短时间内不会发生变化,电流的减小只能是电池的电动势降低所致。
这可能是阴极的电极电位降低了,也可能是阳极的电极电位升高了,或者是两者都发生了变化。
实验证明,在有电流流动时,0A V 和0k V 都改变了,如图2-18所示。
图2-18 腐蚀控制程度示意图 教材P33图2-10我们把腐蚀电池工作过程中由于电流流动而引起电极电位发生变化的现象称为极化现象,简称极化。
阳极通过电流以后电极电位向正的方向变化叫做阳极极化。
阴极通过电流以后电极电位向负的方向变化叫做阴极极化。
极化现象的存在将使腐蚀电池的工作强度大为降低,因此了解极化作用的原因及其影响因素有着重要的意义。
二、极化曲线表示极化电位与电流或极化电流密度之间关系的曲线,称为极化曲线。