电化学腐蚀与防护汇总

腐蚀与防护复习资料汇总1.材料腐蚀的概念：材料与环境介质接触的表⾯发⽣作⽤（物理、化学或电化学），⽽引起的破坏或变质（性能退化)。

2.根据反应类型划分腐蚀种类：化学腐蚀、电化学腐蚀、物理溶解腐蚀。

3.腐蚀过程的本质是什么？⾦属从⼀个热⼒学不稳定状态向稳定状态转变的，是⼀种⾃然趋势，可以从冶炼⾦属（或合⾦）时所消耗能量的多少或者难易程度来⼤致判断其腐蚀倾向⼤⼩。

4.材料的损坏或失效类型：腐蚀、磨损和断裂，决定了材料的寿命。

5. （计算题）⾦属腐蚀速度的表⽰⽅法：失重法（增重法）、深度法和电流密度。

1)失重法：v 式中:W-为腐蚀速度（g/m2.h ）；m0为试样腐蚀前的重量；m1为试样清除腐蚀产物后的质量（g ）；S 为试样表⾯积（m2）；t 为腐蚀时间（h）。

2)深度法: 式中: D 为腐蚀深度,单位为mm/a 。

V 为腐蚀速度（g/m2.h ），ρ为⾦属的密度，g/cm3。

3)由失重指标转换为电流密度指标:其中icorr ，A/cm2,V 失,g/(m2·h)三级标准6.腐蚀原电池:阴极,阳极,内电路:离⼦导通的回路;外电路:⾦属本⾝.腐蚀原电池特征：短路的原电池；材料表⾯分为阳极和阴极，阴极和阳极具有不同电位，位于不同位置；阳极和阴极之间要有两个电性连接：电⼦导体通道和离⼦导体通道；离⼦导体为腐蚀环境。

7.盐⽔滴试验:实验说明：⾦属表⾯结构或组织不均匀性，或腐蚀介质不均匀性，都可以导致腐蚀电池的形成；失电⼦的阳极反应和得电⼦的阴极还原反应是在两个相对独⽴的区域进⾏的，但彼此⼜不可分割同时完成；⾦属的电化学腐蚀过程随着电流的发⽣，该电流表征⾦属腐蚀速度；发⽣局部腐蚀情况下，通常阳极区⾯积⽐阴极区⾯积⼩得多，阳极区腐蚀强烈。

8.宏观电池、微观电池：宏：⾦属材料和介质的差异；微：电化学不均匀性宏观腐蚀电池（宏电池）：阳极和阴极电极尺⼨相对较⼤，宏观上单独的电极⾁眼可见（可分辩）。

微观腐蚀电池(微电池)：阳极和阴极尺⼨微⼩，宏观上单独的电极不可见，⾁眼不可分辩。

金属的电化学腐蚀与防护方法金属在我们的日常生活和工业生产中无处不在，从建筑结构到交通工具，从电子设备到医疗器械。

然而，金属面临着一个普遍而严重的问题——电化学腐蚀。

这一现象不仅会导致金属材料的性能下降，缩短其使用寿命，还可能引发安全隐患和巨大的经济损失。

因此，了解金属的电化学腐蚀原理以及掌握有效的防护方法至关重要。

一、金属电化学腐蚀的原理要理解金属的电化学腐蚀，首先需要了解一些基本的电化学概念。

电化学腐蚀本质上是一个氧化还原反应，涉及到电子的转移。

当金属暴露在电解质溶液（如潮湿的空气、海水等）中时，金属表面会形成无数微小的原电池。

以铁为例，在潮湿的空气中，铁表面吸附的水膜会溶解氧气和二氧化碳等气体，形成电解质溶液。

铁中的杂质（如碳）与铁本身形成了许多微小的电极。

铁原子失去电子变成亚铁离子进入溶液，发生氧化反应：Fe 2e⁻＝Fe²⁺。

而在另一些区域，氧气得到电子发生还原反应：O₂＋ 2H₂O ＋ 4e⁻＝ 4OH⁻。

这样，电子从铁原子转移到氧气，形成了电流，导致铁不断被腐蚀。

不同的金属在电化学序列中的位置不同，其活泼性也不同。

位置越靠前的金属，越容易失去电子发生氧化反应，也就越容易被腐蚀。

例如，锌比铁活泼，在锌铁原电池中，锌会优先被腐蚀，从而保护了铁，这就是常见的牺牲阳极的阴极保护法的原理。

二、金属电化学腐蚀的类型1、析氢腐蚀在酸性较强的环境中，金属发生电化学腐蚀时，氢离子在阴极得到电子生成氢气，这种腐蚀称为析氢腐蚀。

例如，铁在酸性溶液中的腐蚀：阳极（Fe）：Fe 2e⁻＝ Fe²⁺阴极（杂质）：2H⁺＋ 2e⁻＝ H₂↑2、吸氧腐蚀在中性或弱酸性环境中，金属发生电化学腐蚀时，氧气在阴极得到电子，与水共同作用生成氢氧根离子，这种腐蚀称为吸氧腐蚀。

如铁在潮湿空气中的腐蚀：阳极（Fe）：Fe 2e⁻＝ Fe²⁺阴极（杂质）：O₂＋ 2H₂O ＋ 4e⁻＝ 4OH⁻三、金属电化学腐蚀的影响因素1、金属的本性不同的金属在相同的环境中，其腐蚀速率往往不同。

电化学腐蚀和防护1、金属腐蚀内容：金属的腐蚀是指金属或者合金跟周围接触到的化学物质发生化学反应而腐蚀损耗的过程2、金属腐蚀的本质：金属原子失去电子变为金属阳离子，金属发生氧化反应3、金属腐蚀的类型：(1)化学腐蚀——金属和接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀化学腐蚀实质：金属和非电解质或其它物质相接触直接发生氧化还原反应而引起的腐蚀。

其腐蚀过程没有电流产生(2)电化学腐蚀——不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应。

比较活泼的金属失去电子而被氧化，这种腐蚀叫做电化学腐蚀。

电化学腐蚀过程有电流产生(3)化学腐蚀与电化学腐蚀类型化学腐蚀电化学腐蚀条件金属跟非金属单质直接接触不纯金属或合金跟电解质溶液接触现象无电流产生有微弱电流产生本质金属被氧化较活泼金属被氧化联系两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍4、电化学腐蚀的分类————以钢铁的腐蚀为例进行分析类型析氢腐蚀(腐蚀过程中不断有氢气放出) 吸氧腐蚀(反应过程吸收氧气)条件水膜酸性较强(pH≤4.3)水膜酸性很弱或呈中性电极反应负极Fe－2e－===Fe2＋Fe－2e－===Fe2＋正极2H＋＋2e－===H2↑O2＋2H2O＋4e－===4OH－总反应式Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)24Fe(OH)2＋O2＋2H2O4Fe(OH)3Fe(OH)3脱去一部分水就生成Fe2O3·xH2O(铁锈主要成分)联系吸氧腐蚀更普遍5(1)对同一电解质溶液来说，腐蚀速率的快慢：电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防腐措施的腐蚀(2)对同一金属来说，在不同溶液中腐蚀速率的快慢：强电解质溶液中>弱电解质溶液中>非电解质溶液中(3)活动性不同的两种金属，活动性差别越大，腐蚀速率越快(4)对同一种电解质溶液来说，电解质浓度越大，金属腐蚀越快6、金属的防护(1)电化学防护①牺牲阳极的阴极保护法—原电池原理a．负极：比被保护金属活泼的金属b．正极：被保护的金属设备c．应用：在被保护的钢铁设备上装上若干锌块，腐蚀锌块保护钢铁设备，负极：锌块被腐蚀；正极：钢铁设备被保护②外加电流的阴极保护法—电解原理a．阴极：被保护的金属设备b．阳极：惰性金属或石墨c．应用：把被保护的钢铁设备作为阴极，惰性电极作为辅助阳极，均存在于电解质溶液中，接上外加直流电源。

一电化学腐蚀原理1．腐蚀电池(原电池或微电池)金属的电化学腐蚀是金属与介质接触时发生的自溶解过程。

在这个过程中金属被氧化，所释放的电子完全为氧化剂消耗，构成一个自发的短路电池，这类电池被称之为腐蚀电池。

腐蚀电池分为三（或二）类：（1）不同金属与同一种电解质溶液接触就会形成腐蚀电池。

例如：在铜板上有一铁铆钉，其形成的腐蚀电池。

铁作阳极（负极）发生金属的氧化反应：Fe→Fe2++2e-；（Fe→Fe2++2e）＝－0.447V.阴极（正极）铜上可能有如下两种还原反应：(a)在空气中氧分压=21kPa时：O2+4H＋＋4e-→2H2O；(O2+4H＋＋4e-→2H2O)＝1.229V,(b)没有氧气时，发生2H++2e-→H2；（2H++2e-→H2）＝0V，有氧气存在的电池电动势E1=1.229－(-0.447)＝1.676V;没有氧气存在时，电池的电动势E2＝0-(-0.447)=0.447V。

可见吸氧腐蚀更容易发生，当有氧气存在时铁的锈蚀特别严重。

铜板与铁钉两种金属(电极)连结一起，相当于电池的外电路短接，于是两极上不断发生上述氧化—还原反应。

Fe氧化成Fe2+进入溶液，多余的电子转向铜极上，在铜极上O2与H＋发生还原反应，消耗电子，并且消耗了H＋，使溶液的pH值增大。

在水膜中生成的Fe2+离子与其中的OH—离子作用生成Fe(OH)2，接着又被空气中氧继续氧化，即：Fe2++2OH-→Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2→4Fe(OH)3 Fe(OH)3乃是铁锈的主要成分。

这样不断地进行下去，机械部件就受到腐蚀。

（2）电解质溶液接触的一种金属也会因表面不均匀或含杂质微电池。

例如工业用钢材其中含杂质(如碳等)，当其表面覆盖一层电解质薄膜时，铁、碳及电解质溶液就构成微型腐蚀电池。

该微型电池中铁是阳极：Fe→Fe2++2e-碳作为阴极：如果电解质溶液是酸性，则阴极上有氢气放出（2H++2e-→H2）；如果电解质溶液是碱性，则阴极上发生反应O2+2H2O+4e-→4OH-。

电化学腐蚀与防护知识讲解电化学腐蚀与防护是关于金属材料在电解质溶液中遭受腐蚀的一门学科。

电化学腐蚀是指金属在电解质中发生氧化或还原反应，从而造成金属表面的损坏。

在现实生活和工业生产中，电化学腐蚀是一个严重的问题，会导致设备的损坏、金属结构的衰退以及经济损失。

因此，了解电化学腐蚀的机理以及相应的防护措施显得尤为重要。

电化学腐蚀的机理主要涉及三个基本要素：金属、电解质和电流。

当金属与电解质接触并通电时，金属表面会发生氧化或还原反应。

这些反应产生的电流会通过电解质传递，导致金属表面的原子或离子发生变化，从而引起腐蚀。

在电化学腐蚀过程中，有两个重要的反应：阳极反应和阴极反应。

阳极反应是指金属表面的原子或离子失去电子并进入电解质中，从而形成阳极溶解。

阴极反应则是指电解质中的氧气或水接受电子并与金属表面的离子结合，从而形成阴极还原。

这两个反应共同作用，加速了金属的腐蚀过程。

为了防止电化学腐蚀，人们采取了各种防护措施。

其中最常见的方法是使用保护涂层。

保护涂层可以阻隔金属与电解质的直接接触，减少氧气和水分子进入金属表面的机会，从而降低了腐蚀的速度。

常见的保护涂层材料包括有机涂料、无机涂料和金属涂层。

有机涂料一般用于室温下的腐蚀防护，而无机涂料和金属涂层则适用于高温和腐蚀性环境下的防护。

除了保护涂层，还有其他的防护方法可以应用于电化学腐蚀。

例如，可以通过电化学方法来保护金属。

电化学保护是利用外加电流来抵消电化学腐蚀反应，从而保护金属不受腐蚀。

这种方法常常用于防护埋地管道和水下设备。

另外，还可以采用合金化、电镀和阳极保护等方法来提高金属的抗腐蚀性能。

还需要注意一些因素来预防电化学腐蚀。

例如，要控制电解质的浓度和温度，避免过高的浓度和温度加速腐蚀的发生。

电化学腐蚀与防护是一个重要的学科，关乎到工业生产和设备的正常运行。

了解电化学腐蚀的机理和防护措施对于保护金属材料的完整性和延长使用寿命至关重要。

通过合理的防护措施和预防措施，可以有效地减少电化学腐蚀的发生，降低经济损失。

金属的电化学腐蚀与防护在我们的日常生活和工业生产中，金属材料无处不在，从建筑结构到交通工具，从家用电器到机械设备。

然而，金属的腐蚀问题却始终困扰着我们，给社会带来了巨大的经济损失和安全隐患。

其中，电化学腐蚀是金属腐蚀中最常见、危害最大的一种形式。

那么，什么是金属的电化学腐蚀？它是如何发生的？又该如何进行有效的防护呢？让我们一起来深入了解一下。

首先，我们来认识一下什么是电化学腐蚀。

简单来说，电化学腐蚀就是金属在电解质溶液中发生的氧化还原反应，导致金属原子失去电子变成离子而被腐蚀的过程。

与化学腐蚀不同，电化学腐蚀需要有电解质溶液的存在，并且会形成原电池，从而加速腐蚀的进行。

电化学腐蚀的发生通常需要满足几个条件。

第一，金属表面存在不均匀性，比如化学成分的差异、组织结构的不同或者物理状态的差别。

第二，要有电解质溶液，它可以是水、酸、碱或者盐溶液等。

第三，还需要有氧气或者其他氧化性物质的存在。

为了更清楚地理解电化学腐蚀的过程，我们以钢铁在潮湿空气中的腐蚀为例。

钢铁中通常含有碳等杂质，在潮湿的空气中，钢铁表面会吸附一层薄薄的水膜，水膜中溶解了氧气和二氧化碳等物质，形成了电解质溶液。

此时，钢铁中的铁和碳就构成了无数微小的原电池。

铁作为负极，失去电子被氧化成亚铁离子：Fe 2e⁻＝ Fe²⁺；碳作为正极，氧气在正极得到电子被还原：O₂＋ 2H₂O ＋ 4e⁻＝ 4OH⁻。

亚铁离子进一步与氢氧根离子结合生成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁再被氧气氧化成氢氧化铁，最终脱水形成铁锈。

电化学腐蚀的危害是巨大的。

它不仅会导致金属材料的强度降低、性能下降，缩短设备的使用寿命，还可能引发严重的安全事故。

例如，桥梁的钢梁因为腐蚀而强度减弱，可能会发生坍塌；石油管道因为腐蚀而破裂，会造成环境污染和资源浪费。

既然电化学腐蚀如此可怕，那么我们应该如何进行防护呢？常见的防护方法主要有以下几种：第一种是涂层防护。

在金属表面涂上一层防腐涂料，如油漆、塑料、橡胶等，将金属与外界的电解质溶液隔离开来，从而阻止腐蚀的发生。

电化学腐蚀与防护知识讲解电化学腐蚀是指材料在电解质溶液中发生的一种化学反应，由于外加电压或电流的作用，使金属表面发生氧化还原反应，导致金属表面的腐蚀现象。

电化学腐蚀是金属材料不可避免的问题，因此了解电化学腐蚀的机理和相应的防护措施非常重要。

一、电化学腐蚀机理电化学腐蚀的机理主要涉及三个要素：金属、电解质和电流。

在电解质溶液中，金属表面会存在一层氧化膜，称为被动膜。

当金属电极与电解质溶液接触时，电解质中的离子会进入金属表面，并在金属表面发生氧化还原反应。

这些反应可以分为阳极和阴极两个区域。

在阳极区域，金属表面发生氧化反应，而在阴极区域，发生还原反应。

这两个区域之间的电流称为腐蚀电流，也是金属腐蚀的主要原因。

二、电化学腐蚀类型根据腐蚀过程中的电流方向和金属的腐蚀行为，电化学腐蚀可以分为以下几种类型：1. 均匀腐蚀：金属表面均匀地腐蚀，导致金属整体性能下降。

这种腐蚀通常是由于金属与电解质溶液中的氧发生反应导致的。

2. 非均匀腐蚀：金属表面只有一部分区域腐蚀，而其他区域则相对较少。

这种腐蚀通常是由于材料内部存在着不均匀的组织结构或杂质引起的。

3. 显著腐蚀：金属表面局部出现大范围的腐蚀，形成孔洞或裂纹。

这种腐蚀通常是由于金属表面的局部缺陷或应力集中引起的。

三、电化学腐蚀的防护措施为了防止金属腐蚀，可以采取以下几种防护措施：1. 使用耐腐蚀性材料：选择具有良好耐腐蚀性能的材料可以减少金属腐蚀的风险。

例如，不锈钢具有良好的耐腐蚀性能，适用于许多腐蚀环境。

2. 表面涂层保护：在金属表面涂上一层保护性涂层，可以隔绝金属与电解质的接触，减少腐蚀的可能性。

常用的涂层材料包括涂漆、涂蜡等。

3. 电化学方法：通过施加外加电压或电流，可以改变金属表面的电位，从而减缓腐蚀速度。

例如，阳极保护和阴极保护就是常用的电化学防护方法。

4. 控制环境条件：控制金属周围的环境条件，如温度、湿度和气氛等，可以减少腐蚀的发生。

例如，保持金属表面干燥和清洁可以有效地减少腐蚀的可能性。