金属的电化学腐蚀与防护
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第二章金属的电化学腐蚀通常规定凡是进行氧化反应的电极称为阳极;进行还原反应的电极就叫做阴极。
由此表明,作为一个腐蚀电池,它必需包括阴极、阳极、电解质溶液和电路四个不可分割的部分。
而腐蚀原电池的工作历程主要由下列三个基本过程组成:1、阳极过程:金属溶解,以离子的形式进入溶液,并把当量的电子留在金属上;2、阴极过程:从阳极过来的电子被电解质溶液中能够吸收电子的氧化性物质所接受;3、电流的流动:金属部分:电子由阳极流向阴极;溶液部分:正离子由阳极向阴极迁移。
4、腐蚀电池的类型可以把腐蚀电池分为两大类:宏观腐蚀电池和微观腐蚀电池一、宏观腐蚀电池1)、异金属接触电池2)、浓差电池3)、温差电池二、微观腐蚀电池在金属表面上由于存在许多极微小的电极而形成的电池称为微电池。
微电池是因金属表面的电化学的不均匀性所引起的1、金属化学成分的不均匀性2、组织结构的不均匀性3、物理状态的不均匀性4、金属表面膜的不完整性当参与电极反应的各组分活度(或分压)都等于1,温度规定为25 C,这种状态称为标准状态,此时,平衡电位Ee等于E0,故E0称为标准电位。
由于通过电流而引起原电池两极间电位差减小并因而引起电池工作电流强度降低的现象,称为原电池的极化作用。
当通过电流时阳极电位向正的方向移动的现象,称为阳极极化。
当通过电流时阴极电位向负的方向移动的现象,称为阴极极化。
消除或减弱阳极和阴极的极化作用的电极过程称为去极化作用或去极化过程根据控制步骤的不同,可将极化分为两类:电化学极化和浓度极化极化分类:电化学极化:电子转移步骤最慢为控制步骤所导致浓度极化:电子转移步骤快,而反应物从溶液相中向电极表面运动成产物自由电极表面向溶液相内部运动的液相传质成为控制步骤电阻极化:电流通过电解质溶液和电极表面的某种类型膜而产生的欧姆降。
产生阳极极化的原因:1、阳极的电化学极化2、阳极的浓度极化3、阳极的电阻极化。
析氢腐蚀以氢离子作为去极化剂的腐蚀过程,称为氢离子去极化腐蚀吸氧腐蚀以氧作为去极化剂的腐蚀过程,称为氧去极化腐蚀氢去极化腐蚀的特征1、阴极反应的浓度极化小,一般可以忽略。
金属材料的电化学腐蚀行为与防护引言:金属材料是广泛应用于工业和日常生活中的重要材料之一。
然而,金属材料在使用过程中往往会受到电化学腐蚀的影响,而腐蚀会导致金属材料性能下降、损坏甚至失效。
因此,了解金属材料的电化学腐蚀行为及其防护对于延长材料寿命、提高使用性能具有重要意义。
一、电化学腐蚀行为1. 腐蚀机理金属腐蚀主要是通过电化学反应进行的。
在电化学腐蚀中,金属表面发生氧化和还原反应,形成电荷传递过程,导致金属离子溶解和产生腐蚀产物。
2. 影响因素电化学腐蚀行为受多种因素影响,包括金属材料的组成、结构、表面状态、溶液环境等。
其中,溶液环境的酸碱度、温度、溶解氧含量等因素对金属腐蚀具有重要影响。
3. 腐蚀类型金属腐蚀可分为多种类型,包括常见的均匀腐蚀、局部腐蚀和应力腐蚀等。
均匀腐蚀是指金属表面均匀溶解,而局部腐蚀则是指局部区域发生腐蚀。
应力腐蚀是指金属在受到应力作用下发生腐蚀。
二、电化学腐蚀防护方法1. 材料选择选择耐腐蚀性能好的金属材料是防护的首要措施。
不同金属的耐腐蚀性能不同,可以通过选择具有更好耐腐蚀性能的金属或合金来减轻腐蚀问题。
2. 表面处理通过表面处理来改变金属表面的状态,形成保护层来防止腐蚀的产生。
常见的表面处理方法包括电镀、喷涂、阳极氧化等。
3. 缓蚀剂缓蚀剂是一种能够与金属表面形成保护膜的物质,可以减缓金属腐蚀速率的发展。
常见的缓蚀剂包括钝化剂、缓蚀剂添加剂等。
4. 阴极保护阴极保护是通过将金属材料变为阴极,从而减少其腐蚀速度。
常见的阴极保护方法有外加电流阴极保护和阳极保护。
5. 涂层保护将金属表面涂覆一层抗腐蚀的涂层,形成保护层来防止金属腐蚀。
常见的涂层材料包括有机涂层、无机涂层等。
三、电化学腐蚀行为与防护应用举例1. 钢铁的电化学腐蚀行为与防护钢铁作为常见的金属材料,其电化学腐蚀问题尤为突出。
可以通过合金化、阴极保护等方式来减缓钢铁腐蚀速率。
2. 铜及其合金的电化学腐蚀行为与防护铜及其合金在湿润环境中易受电化学腐蚀。