电化学腐蚀PPT教学课件

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第2章腐蚀电化学原理简介PPT课件

形成腐蚀电池并不是造成腐蚀的根本原因，只要材料与环境介质接触，形成热力学不稳定的体系，就会在释放化学能的推动下，使金属转变为离子溶解（即发生腐蚀）。
腐蚀反应中释放的化学能又是从何而来的？
形成腐蚀电池确实对腐蚀有加速作用。在腐蚀控制工作中仍然要注意防止形成腐蚀电池，或减小腐蚀电池的推动力。
Zn+2H+→Zn2++H2↑
电流的流动
金属中：电子从阳极流向阴极。
形溶液中：离子迁移。阳离子从阳极区向阴极区迁移，阴离子从
成
阴极区向阳极区迁移。
回路
阳极：发生氧化反应
阴极：发生还原反应
中国民航大学理学院 2010/8/14
5
A
k
e
-
+
化学 Zn
Cu
势能2H+
Zn2+
SO42-
电池工作的推动力是电池反应的化学势能，即反应物和反应产物之间的化学势差。
化学势能与构成电池的两个电极的电位差成正比。
ΔrGm=-nFE
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6
2.1 腐蚀电池
-+
Zn Cu e
Zn2+
2H+ SO42-
◦ 把Zn-Cu原电池短路，电池仍可以持续工作。
电池工作的结果仅造成Zn被溶解（腐蚀），不能输出有用的电功
形成了腐蚀原电池（可简称腐蚀电池）。电化学腐蚀是以腐蚀电池工作的方式完成的
中国民航大学理学院 2010/8/14
10
2.1 腐蚀电池
2.1.2 腐蚀电池的类型
◦ 按组成腐蚀电池的阴极、阳极的大小：
宏观腐蚀电池：阳极区和阴极区尺寸较大，区分明显，多数情况下肉眼可辨。

电化学腐蚀课件(公开课课件)

阳极保护技术原理与实践
阳极保护原理
将被保护金属与外加电源正极相连，使其成为阳极并发生钝化现象，从而阻止金属进一步腐蚀。
阳极保护实践
阳极保护技术适用于易钝化金属（如不锈钢、钛等）的防腐。实施阳极保护时，需控制阳极电位在钝化区间内，避免金属发生过钝化或活化现象。
涂层防护技术原理与实践
涂层防护原理
高温腐蚀的机理
金属在高温环境中的腐蚀主要是由于金属与高温气体中的氧化性物质发生化学反应，导致金属表面氧化、硫化等。
影响高温腐蚀的因素
温度、气氛成分（如氧含量、硫含量等）、压力以及金属材料的种类和表面状态等。
高温腐蚀的防护措施
采用耐高温腐蚀的合金材料、表面涂层保护、控制气氛成分等方法，以及降低温度、减少氧化性物质含量等措施。
腐蚀电池工作原理
腐蚀电池的形成
当金属与电解质溶液接触时，由于金属表面存在电化学不均匀性，会形成许多微小的原电池，即腐蚀电池。
腐蚀电池的工作过程
在腐蚀电池中，阳极发生氧化反应，金属溶解进入溶液；阴极发生还原反应，氧化剂接受电子。电子通过金属从阳极流向阴极，形成电流，从而加速了金属的腐蚀过程。
影响电化学腐蚀因素
盐类等发生化学反应，导致金属表面氧化、生锈等。
影响土壤腐蚀的因素
02
土壤的理化性质（如含水量、透气性、酸碱度等）、微生物活
动以及金属材料的种类和表面状态等。
土壤腐蚀的防护措施
03
采用耐土壤腐蚀的合金材料、阴极保护、涂覆防腐涂料等方法，
以及改善土壤环境（如降低含水量、提高酸碱度）等。
高温环境中金属腐蚀
土壤中的水分、盐分等导致管道腐蚀。
02
阴极保护系统设计
通过埋设牺牲阳极或外加电流阴极保护系统，为管道提供保护电流。

电化学腐蚀

在均匀腐蚀时，金属表面上各处进行负极反应和正极反应的概率没有显著差别，进行两种反应的表面位置不断地随机变动。如果金属表面有某些区域主要进行负极反应，其余表面区域主要进行正极反应，则称前者为负极区，后者为正极区，负极区和正极区组成了腐蚀电池。直接造成金属材料破坏的是负极反应，故常采用外接电源或用导线将被保护金属与另一块电极电位较低的金属相联接，以使腐蚀发生在电位较低的金属上。
缓蚀剂保护是通过添加少量能阻止或减缓金属腐蚀的物质使金属得到保护的方法。缓蚀剂保护的特点是投资少、收效快、使用方便。但是缓蚀剂的应用也有一定的局限性：缓蚀剂不宜在高温下使用、只能用在封闭和循环的体系中、具有较强的针对性、污染及废液回收处理问题也应慎重考虑。所以缓蚀剂在使用时应该根据具体情况严格选择。在我国缓蚀剂是很重要的防腐方法之一，广泛应用于石油、化工、钢铁、机械、动力、运输等部门。缓蚀剂与其它防腐方法联合使用，取得的效果更佳。
现象危害
由于金属表面与铁垢之间的电位差异，从而引起金属的局部腐蚀，而且这种腐蚀一般是坑蚀，主要发生在水冷壁管有沉积物的下面，热负荷较高的位置。如喷燃器附近，炉管的向火侧等处，所以非常容易造成金属穿孔或超温爆管。尽管铜铁的高价氧化物对钢铁会产生腐蚀，但腐蚀作用是有限的，但有氧补充时，该腐蚀将会继续进行并加重。危害性是非常大的，一方面，它会在短期内使停用设备金属表面遭到大面积腐蚀。另一方面，由于停用腐蚀使金属表面产生沉积物及造成金属表面粗糙状态，使机组启动和运行时，给水铁含量增大。不但加剧了炉管内铁垢的形成，也加剧了热力设备运行时的腐蚀。
常用防腐方法
电化学保护
覆盖层保护
缓蚀剂保护
覆盖层保护是用耐蚀性能良好的金属或非金属材料覆盖在耐蚀性能较差的材料表面，把基体材料与腐蚀介质隔开，以达到控制腐蚀的目的。表面覆盖层保护法不仅能提高基底金属的耐腐蚀能力，而且能节约大量贵重金属和合金。

腐蚀电化学原理课件第3章极化与混合电位理论

涂层保护
通过在金属表面涂覆一层耐腐蚀的涂层，将金属与腐蚀介质隔离，以减缓腐蚀速率。
缓蚀剂
通过在腐蚀介质中添加能够抑制腐蚀反应的物质，降低腐蚀速率。
其他实用的腐蚀防护措施
控制环境因素
如温度、湿度、pH值等，以降低金属的腐蚀速率。
改高其耐蚀性。
根据混合电位理论，可以通过选择适当的材料组合或表面处理方法，使不同金属在腐蚀介质中形成低电位差，从而降低腐蚀速率。
防腐涂层设计
在防腐涂层设计中，可以利用混合电位理论优化涂层材料的选择和搭配，以提高涂层的保护效果。
混合电位理论的局限性与发展趋势
局限性
混合电位理论的应用受到腐蚀介质、金属种类和接触条件等多种因素的影响，有时难以准确预测腐蚀行为。
发展趋势
随着材料科学和电化学技术的不断发展，混合电位理论有望与现代测试技术相结合，进一步提高预测腐蚀行为的准确性。同时，研究不同金属在复杂环境中的腐蚀行为和机制，有助于拓展混合电位理论的应用范围。
04
CATALOGUE
电化学阻抗谱在腐蚀研究中的应用
电化学阻抗谱的基本原理
阻抗谱是一种测量电极系统在交流电信号作用下的阻抗值随频率变化的电化学技术。
概念
极化现象是腐蚀过程中的一个重要现象，它涉及到金属表面的电荷分布和电子转移过程，对腐蚀速率产生影响。
极化现象对腐蚀速率的影响
01
02
03
降低腐蚀速率
当金属表面发生阳极极化时，金属的腐蚀速率会降低，因为阳极反应受到抑制。
加速腐蚀
当金属表面发生阴极极化时，金属的腐蚀速率会加速，因为阴极反应得到促进。
通过对比不同极化条件下金属在腐蚀介质中的失重程度，可以验证极化现象对腐蚀速率的影响。

DC_第二章_电化学腐蚀的理论基础ppt课件

最新版整理ppt
15
5. Standard Electrochemical Series and Galvanic Series — 标准电位序和腐蚀电位序
最新版整理ppt
16
Section 2
Thermodynamic Conditions of Metal Electrochemical Corrosion
❖ 1.Electrochemical Corrosion—是指金属与介质发生电化学反应而引起的变质和损坏的现象。
❖ 2.Difference between Electrochemical Corrosion and
Chemical Corrosion
▪ 2.1电化学腐蚀介质为能电离、可导电的电解质，且大多为水溶液。
Standard Hydrogen Electrode 标准氢电极
4.1.3 Measurement of Potential — 电极电位的测量
最新版整理ppt
12
4. Specification Of Electric Potential—电极电位的确定
4.2 Calculation — 计算法
Z n H 2 S4O Zn 4 S H 2O
最新版整理ppt
4
1. The Phenomenon of Electrochemical Corrosion — 金属的电化学腐蚀现象
为什么铜能够加速锌与稀硫酸的作用呢？
铜之所以会加速锌片在稀硫酸中的溶解速度，是因为铜和锌以及稀硫酸组成了一个原电池，而且铜的析氢电位较低。
3.1.1 Single Electrode — 单电极在金属-溶液的界面上只发生单一的电极反应的电极。

金属的电化学腐蚀PPT教学课件

上表皮下表皮
气孔保卫细胞
填图练习
金属的电化学腐蚀
氢氧燃料电池示意图
A
e-
e-
电解质溶液
H2
H+ OH-
O2
H+ OH-
H2O
负极正极
A
e-
e-
Fe
C
电解质溶液
O2
负极正极
金属的电化学腐蚀
不纯的金属或合金与电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失电子被氧化而消耗的过程叫做金属的电化学腐蚀。
背背景景
2.下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是 (5) (2)(1)(3) (4)
3.2000年5月，保利集团在香港拍卖会上花费3000 多万港币购回在火烧圆明园时流失的国宝：铜铸的牛首、猴首和虎首，普通铜器时间稍久容易出现铜绿，其主要成分是[Cu2(OH)2CO3]这三件1760 年铜铸的国宝在240 年后看上去仍然熠熠生辉不生锈，下列对起原因的分析，最可能的是（ D ）
钢铁表面形成的微小原电池示意图
钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
条件
水膜呈酸性
水膜呈弱酸性或呈中性
电极
负极(Fe)
反应
正极(C)
Fe - 2e- = Fe2+ 2H+ + 2e- = H2
2Fe - 4e- = 2Fe2+ O2+4e-+2H2O=4OH-
总反应进一步反应
Fe+2H+=Fe2++H2
结论：说明装置中有气体参加反应。
该气体是什么呢？几天之后发现铁钉表面生锈，发生的是析氢腐蚀还是吸氧腐蚀？

电化学腐蚀1ppt课件

实例二
在桥梁防腐中，采用外加电流法对被保护钢构桥梁进行阴极保护。通过在桥梁基础部位设置辅助阳极和参比电极，并连接外加电源负极和正极，组成外加电流阴极保护系统。通过调整外加电源的输出电压和电流，使桥梁钢构处于阴极保护状态。
04 表面处理技术在电化学腐蚀防护中应用

涂层技术种类和选择依据
涂层技术种类
面临的挑战与解决方案
探讨目前新型抗电化学腐蚀材料研究所面临的挑战，如材料性能与成本的平衡、制备工艺的改进等，并提出可能的解决方案和发展
建议。
06 实验方法与检测设备在电化学腐蚀研究中应用
实验方法设计思路和实施步骤
设计思路
根据电化学腐蚀的原理和影响因素，设计合理的实验方案，包括电极材料的选择、电解质的配制、实验条件的控制等。
05 新型抗电化学腐蚀材料研究进展
耐蚀合金材料研究进展
1 2 3
耐蚀合金材料的种类与特性
介绍常见的耐蚀合金材料，如不锈钢、镍基合金、钛合金等，并分析其耐蚀性能及适用环境。
耐蚀合金材料的制备工艺
阐述耐蚀合金材料的制备方法，如粉末冶金、电镀、化学镀等，并探讨不同工艺对材料性能的影响。
耐蚀合金材料的应用领域
数据处理
对实验数据进行整理、筛选和分类，提取有效信息。
结果分析
运用统计学方法对数据进行分析，揭示电化学腐蚀的规律和影响因素。结合实验现象和理论知识，对实验结果进行解释和讨论。
THANKS 感谢观看
速率较慢。
潮大气腐蚀
在潮湿的大气环境中，金属表面水膜连续且较薄，氧的扩散和金属氧化物的形成加速，腐蚀速率
增加。
湿大气腐蚀
在湿润的大气环境中，金属表面水膜较厚，氧的扩散和金属氧化物的形成进一步加速，同时水膜中可能含有腐蚀性离子，导致腐

《电化学腐蚀原理》课件

电化学腐蚀的机理
1
离子迁移
电化学腐蚀过程中，离子在电解质中的迁移导致了金属表面的反应和损坏。
2
金属氧化还原
金属表面与电解质发生氧化还原反应，导致腐蚀产物的生成和金属原子的丧失。
影响电化学腐蚀的因素
电解质浓度
高浓度电解质导致更快的离子迁移和更严重的腐蚀。
电位
金属表面的电位与电解质之间的电位差可以决定腐蚀速率。
电化学腐蚀的实际应用
1 生产工艺中的电化学腐蚀控制
通过控制工艺参数和材料选择来减少腐蚀对生产设备的损坏。
2 环境保护中的电化学腐蚀控制
采用电化学方法来处理工业废水和废气，减少对环境的污染。
3 其他应用场景
电化学腐蚀也被应用于电池、防腐涂料和金属加工等领域。
总结与展望
电化学腐蚀的重要性
电化学腐蚀对工业生产和环境保护都具有重要影响，需要引起足够的重视。
温度
高温环境下，电化学腐蚀速率通常更高。
气体影响
氧气、二氧化碳等气体可以加速电化学腐蚀的发生。
如何避免电化学腐蚀
1
进行防护处理
2
通过涂层、电镀等方式对金属表面进行
保护。
3
材料选择
选择抗腐蚀性能好的材料，如不锈钢或高耐蚀合金。
确定合适的工作条件
调整电解质浓度、电位和温度等参数来研究新材料、新工艺和新方法来进一步提高电化学腐蚀的控制效果。
《电化学腐蚀原理》PPT 课件
在这个PPT课件中，我们将介绍电化学腐蚀的原理，探讨电化学腐蚀的机理以及影响因素，并讨论如何避免和应用电化学腐蚀。
什么是电化学腐蚀
定义
电化学腐蚀是一种通过离子迁移和金属氧化还原反应导致金属表面遭受损坏的过程。

3-电化学腐蚀热力学.ppt

（1）氢电极 H2 ⇔ 2H ++2e （2）氧电极 O2+4e+2H2 O
⇔
4OH-
3.氧化还原电极（简称氧还电极）将金属—溶液界面上只有电子可以交换和迁移的金属电极称为氧化还原电极，亦称惰性金属电极.
二．双电层 1．双电层的建立（1）水化的力量能克服金属晶格中金属正离子和电子之间的引力－－金属表面的一些金属正离子脱离金属，进入溶液而成为水化离子→→金属表面积累了过剩的电子，使金属表面带负电.
2．金属组织不均匀性构成的微电池．
多晶体材料，晶界的电位通常比晶粒内部要低－－微电池的阳极。
3．金属物理状态的不均匀性引起的微电池
金属各部分变形、加工不均匀、晶粒畸变，都会导致形成微观电池。一般形变大、内应力大部分为阳极区，易遭受腐蚀。此外，温差、光照等不均匀，也可形成微观电池。
4 4．金属表面膜不完整引起的微电池
1.阳极过程－－金属进行阳极溶解
[n+ n+ −
2.阴极过程－－还原反应：
ne + [ D ] → D ⋅ ne
− −
3．电流的流动
二．腐蚀原电池的类型两大类：宏观腐蚀电池微观腐蚀电池宏观腐蚀电池、微观腐蚀电池宏观腐蚀电池（一）宏观腐蚀电池
2．只与PH值有关而与电极电位无关 Fe 2+ +2H2O ⇔ Fe(OH)2+2H+ (沉淀反应) Fe 3++ H2O ⇔ Fe(OH)2++H+ (水解反应)
在电位-pH图上为平衡与纵轴的垂线，图c。
3. 既与电极电位有关,也与PH有关,在电位-PH图上为一斜线.图b 。例如：

金属的电化学腐蚀完整版PPT课件-2024鲜版

8
金属的电化学腐蚀过程
阳极过程
金属原子失去电子成为金属离子，进入电解质溶液。阳极反应通常是金属的氧化反应。
阴极过程
电解质溶液中的氧化剂在阴极接受电子，发生还原反应。阴极反应通常是氧或氢离子的还原。
电流回路
通过电解质溶液和金属内部的电子流动，形成闭合回路，维持腐蚀反应的进行。
2024/3/28
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19
缓蚀剂的应用
无机缓蚀剂
如硅酸盐、磷酸盐等，通过与金属表面发生化学反应形成保护膜，
减缓金属的腐蚀速率。
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有机缓蚀剂
如胺类、醛类、羧酸类等有机化合物，通过吸附在金属表面形成保护膜或改变金属表面的电化学性质来抑制腐蚀。
复合缓蚀剂
将无机缓蚀剂和有机缓蚀剂复配使用，发挥协同作用，提高缓蚀效果。
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表面改性
通过化学或物理方法改变金属表面的性质，提高其耐蚀性，如化学镀、激光处理等。
表面合金化
在金属表面形成耐蚀性合金层，提高金属的耐蚀性能。
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阴极保护与阳极保护
阴极保护
通过向金属施加负电位，使其成为阴极而得到保护，如外加电流阴极保护和牺牲阳极阴极保护等。
阳极保护
将金属连接到外加电源的正极上，使其成为阳极并形成致密的氧化膜，从而防止金属的进一步腐蚀。
可以缩短试验周期，降低成本，同时模拟多种腐蚀因素的作用。
缺点
应用范围
模拟条件与实际使用环境可能存在差异，结果仅供参考。
适用于金属材料的耐腐蚀性能评估和选材依据。
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06
金属电化学腐蚀的案例分析与讨论
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金属腐蚀学 -电化学腐蚀动力学PPT课件

Ca
E a
E E e,O2 /OH
e,Fe/ Fe2
0.163
13%
0.805 (0.463)
Cc
E c
E E e,O2 /OH
e,Fe/ Fe2
1.105
87%
0.805 (0.463)
24
第24页/共27页
引用及版权声明
本课件的内容涉及到引用国内外学者的专著、教材、论文、课件、报告及一些网站等，没有逐一注释，向相关者表示感谢！
ic
n 2
H2
iC ia ic
i
ic iA ia
i
iC( EcP)= ic( EcM)- ia( EcG)
iA( EaQ)= ia( EaN)- ic( EaF)
4
第4页/共27页
实测极化曲线与理想极化曲线的比较
• 当iC= ic(体系电位达到Ec0)或iA= ia (体系电位达到Ea0)
时，进一步增加阴极极化电流或阳极极化电流，体系
7
第7页/共27页
利用腐蚀原电池自身电流变化进行极化曲线的测量
断路：Ea0、Ec0 接通：R外↓，I ↑
若不极化，R总＝0，I→∞ 极化： R →0 ， I → I max
I ↑，电位差减小
测定腐蚀极化图的装置
R外＝0 ， R溶液， R总≠0 ：实际测量两极化曲线不会相交
理论上：交点S，对应体系的腐蚀电位Ecorr 和腐蚀电流Icorr
流差值由外电流来补偿
阴极极化：阳极极化：
iC= ic- ia iA= ia- ic
3
第3页/共27页
实测极化曲线与理想极化曲线的关系
E
M ia Mn+ ne

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电化学腐蚀
一、金属的腐蚀
金属腐蚀的实质金属原子被氧 -ne化
金属阳离子
2、金属腐蚀的种类
种类
化学腐蚀
电化腐蚀
条件例如电流
金属与非电解质等直接发生化学反应
2Fe＋3Cl2＝2FeCl3
无
不纯金属或合金跟电解质溶液接触发生原电池反应
钢铁腐蚀
有微弱的电流
本质
相互关系
金属被氧化较活泼金属被氧化化学腐蚀、电化腐蚀常同时发生
*铁锈的生成
Fe2+ + 2OH- = Fe(OH)2↓ 4Fe(OH)2 + 2H2O + O2 = 4Fe(OH)3 2Fe(OH)3＝Fe2O3·xH2O＋(3-x)H2O 生成的Fe2O3·xH2O就是铁锈。
4、金属的防护（1）腐蚀因素：金属本性、介质（2）方法
a、涂层：表面涂矿物性油脂、油漆、覆盖搪瓷 b、电镀、喷镀：白铁皮（Zn）、马口铁（Sn） c、表面钝化：枪炮表面致密的Fe3O4保护膜 d、合金：不锈钢——铁铬合金 e、电化学
e、电化学
在轮船船壳水线以下部分镶上Zn块，来防止船壳的腐蚀
ne-
正极：被保护金属负极：外加一种更活泼的金属
e-
e-
Fe
e-
e-
Al
例1、下列叙述正确的为
A、原电池中阳离子向负极移动 B、原电池中的负极发生氧化反应 C、马口铁（镀锡）的表面一旦破损，铁腐蚀加快 D、白铁（镀锌）的表面一旦破损，铁腐蚀加快
3、电化学腐蚀
(1) 析氢腐蚀
水膜酸性较强
H2O＋CO2
H2CO3
H＋＋HCO3-
负极 (Fe) Fe－2e-＝Fe2＋
正极 (C) 2H＋＋2e-＝H2↑
（2）吸氧腐蚀水膜酸性较弱或中性
O2
负极(Fe)： 2FFee--24ee- -==F2eF2+e2+ 正极 (C)：2H2O + O2 + 4e- = 4OH-
Unit Five My Home
Living room
bedroom
bathroom
kitchen
study
home
shelf
bed
fridge
phone
sofa
TV
table
desk
table
பைடு நூலகம்