极化曲线在电化学腐蚀中的应用
娄浩
(班级：材料化学13-1 学号：120133202059) 关键词：电化学腐蚀；极化；极化曲线；极化腐蚀图
据工业发达国家统计，每年由于腐蚀造成的损失约占国民生产总值的l～4％，世界钢铁年产量约有十分之一因腐蚀而报废，因此研究金属腐蚀对于国民经济发展和能源的合理利用具有重大意义。其中电化学腐蚀是金属腐蚀的一种最普遍的形式。论文分析了电化学腐蚀的机理以及极化曲线的理论基础。利用测量极化曲线的方法，研究金属腐蚀过程，已经得到广泛的应用。
1.金属腐蚀的电化学原理
金属腐蚀学是研究金属材料在其周围环境作用下发生破坏以及如何减缓或防止这种破坏的一门科学[1]。通常把金属腐蚀定义为：金属与周围环境(介质)之间发生化学或电化学而引起的破坏或变质。所以，可将腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀[2]。
化学腐蚀是指金属表面与非电解质直接发生纯化学作用而引起的破坏。其反应的特点是金属表面的原子与非电解质中的氧化剂直接发生氧化还原反应，形成腐蚀产物[3]。腐蚀过程中电子的传递是在金属与氧化剂之间直接进行的，因而没有电流产生。
电化学腐蚀是指金属表面与电子导电的介质(电解质)发生电化学反应而引起的破坏。任何以电化学机理进行的腐蚀反应至少包含有一个阳极反应和一个阴极反应，并以流过金属内部的电子流和介质中的离子流形成回路[4]。阳极反应是氧化过程，即金属离子从金属转移到介质中并放出电子；阴极反应为还原过程，即介质中的氧化剂组分吸收来自阳极的电子的过程。例如，碳钢[5]在酸中腐蚀，在阳极区Fe被氧化成Fe2+所放出的电子自阳极Fe流至钢表面的阴极区(如Fe3C)上，与H+作用而还原成氢气，即
阳极反应：Fe - 2e →Fe2+
阴极反应：2H+ + 2e →H2
总反应：Fe + 2H+ →Fe2+ + H2
与化学腐蚀不同，电化学腐蚀的特点在于，它的腐蚀历程可分为两个相对独立并可
同时进行的过程。由于在被腐蚀的金属表面上存在着在空间或时间上分开的阳极区和阴极区，腐蚀反应过程中电子的传递可通过金属从阳极区流向阴极区，其结果必有电流产生[6]。电化学腐蚀是最普遍、最常见的腐蚀。金属在大气、海水、土壤和各种电解质溶液中的腐蚀都属此类。
2.腐蚀电池的电极过程
2.1 阳极过程
腐蚀电池中电位较负的金属为阳极，发生氧化反应。因此，阳极过程就是阳极金属发生电化学溶解或阳极钝化的过程。
M n+·ne + mH2O→M n+·mH2O + ne
即金属表面晶格中的金属阳离子，在极性水分子作用下进入溶液，变成水化阳离子；而电子在阴、阳极电位差的作用下移向阴极，将进一步促进上述阳极反应的进行。
对于完整晶体的阳极溶解总是开始于晶格的顶端或边缘[7]。而工业金属常存在异相析出或非金属夹杂，它们会引起晶格畸变，能量增高，使该处的金属原子容易溶解到溶液中去。同样，晶格缺陷，如位错的露头点，滑移台阶处，也容易溶解。溶液中的某些组分也容易吸附到这些晶体缺陷处，起到加速或抑制阳极溶解的作用。当吸附的溶液在组分能与金属离子生成吸附络合物时，可降低阳极溶解活化能，从而促进阳极过程；反之，若溶液组分在金属表面上形成吸附阻挡层时，将妨碍金属离子进入溶液，从而抑制阳极过程。
2.2 阴极过程
腐蚀电池的阴极过程指电解质溶液中的氧化剂与金属阳极溶解后释放出来并转移到阴极区的电子相结合的反应过程。
电化学腐蚀的阴极去极化剂和阴极还原反应主要是H+和溶液中的氧的还原反应。
(1)氢离子还原反应或析氢反应
2H+ + 2e→H2
此反应是电位较负的金属在酸性介质中腐蚀时常见的阴极去极化反应。Zn、Al、Fe等金属的电极电位低于氢的电极电位。因此这些金属在酸性介质中的腐蚀将伴随着氢气的析出，叫做析氢腐蚀。腐蚀速度受阴极过程控制，且与析氢过电位的大小有关。
(2)溶液中溶解氧的还原反应
在中性或碱性溶液中，发生氧化还原反应，生成OH- 离子：
O2 + 2H2O + 4e→4OH-
(3)在酸性溶液中发生氧还原反应，生成水：
O2 + 4H++ 4e→2H2O
阴极过程为氧的还原反应的腐蚀，叫吸氧腐蚀。这是最普遍的一种电化学腐蚀。大多数金属在大气、土壤、海水和中性盐溶液中的腐蚀主要靠氧的阴极还原反应，其腐蚀速度通常受氧扩散控制[8]。在含氧的酸性介质中腐蚀时有可能同时发生上述H+离子和O2的两种还原反应。
3.金属腐蚀的极化现象
当电极上有净电流通过时，电极电位显著偏离了未通电时开路电位(平衡电位或非平衡的稳态电位)，这种现象叫做电极的极化。
3.1 阳极极化
阳极上有电流通过时，其电位向正方向移动，称为阳极极化。产生阳极极化的原因是：
(1)活化极化
因为阳极过程是金属离子从基体转移到溶液中，并形成水化离子的过程。如果金属离子进入溶液的反应速度小于电子由阳极通过导线流向阴极的速度，则阳极就会有过多的正电荷积累，改变双电层电荷分布及双电层间的电位差，使阳极电位向正向移动，由于反应需要一定的活化能，使阳极溶解反应的速度迟缓于电子移去的速度，由此引起的极化叫活化极化。
(2)浓差极化
阳极溶解产生的金属离子，首先进入阳极表面附近的液层中，使与溶液深处产生浓差。在此浓度梯度下金属离子向溶液深处扩散。但由于扩散速度不够快，致使阳极附近金属离子的浓度逐渐增高，阻碍阳极的进一步溶解。这犹如该电极插入高浓度金属离子的溶液中，因此电位变正，产生阳极极化。
(3)电阻极化
当金属表面有氧化膜，或在腐蚀过程中形成膜时，金属离子通过这层膜进入溶液中，或者阳极反反应生成的水化离子通过膜中充满电解液的微孔时，都有很大电阻。阳极电流在此膜中产生很大的电压降，从而使电位显著变正。由此引起的极化叫做电阻极化。
阳极极化可减缓金属腐蚀。阳极极化程度的大小，直接影响阳极过程进行的速
一、极化曲线 1.绘制原理 铁在酸溶液中，将不断被溶解，同时产生H2，即： Fe + 2H+ = Fe2+ + H2(a) 当电极不与外电路接通时，其净电流I总为零。在稳定状态下，铁溶解的阳极电流I(Fe)和H＋还原出H2的阴极电流I(H)，它们在数值上相等但符号相反，即： (1) I(Fe)的大小反映Fe在H+中的溶解速率，而维持I(Fe)，I(H)相等时的电势称为Fe／H+体系的自腐蚀电势εcor。 图1 极化曲线 图1是Fe在H+中的阳极极化和阴极极化曲线图。 当对电极进行阳极极化(即加更大正电势)时，反应(c)被抑制，反应(b)加快。此时，电化学过程以Fe的溶解为主要倾向。通过测定对应的极化电势和极化电流，就可得到Fe／H+体系的阳极极化曲线rba。 当对电极进行阴极极化，即加更负的电势时，反应(b)被抑制，电化学过程以反应(c)为主要倾向。同理，可获得阴极极化曲线rdc。 2.图形分析
图2 铜合金在海水中典型极化曲线 （1）斜率 斜率越小，反应阻力越小，腐蚀速率越大，越易腐蚀。 斜率越大，反应阻力越大，腐蚀速率越小，越耐腐蚀。 （2）同一曲线上各各段形状变化 如图2，在section2中，电流随电位升高的升高反而减小。这是因为此次发生了钝化现象，产生了致密的氧化膜，阻碍了离子的扩散，导致腐蚀电流下降。 （3）曲线随时间的变动 图3 以7天和0天两曲线为例，对于Y轴，七天后曲线下移（负移），自腐蚀电位降低，说明更容易腐蚀。对于X轴，七天后曲线正移，腐蚀电流增大，亦说明更容易腐蚀。
二、阻抗谱 1.测量原理 它是基于测量对体系施加小幅度微扰时的电化学响应，在每个测量的频率点的原始数据中，都包含了施加信号电压（或电流）对测得的信号电流（或电压）的相位移及阻抗的幅模值。从这些数据中可以计算出电化学响应的实部和虚部。阻抗中涉及的参数有阻抗幅模（| Z |）、阻抗实部（Z,）、阻抗虚部（Z,,）、相位移（θ）、频率（ω）等变量，同时还可以计算出导纳（Y）和电容（C）的实部和虚部，因而阻抗谱可以通过多种方式表示。 2. Bode图 Bode图是阻抗幅模的对数log| Z |和相角θ对相同时间的横坐标频率的对数logf的图。
1、金属腐蚀过程的特点是什么？采用那些指标可以测定金属全面腐蚀的速度。 答：特点因腐蚀造成的破坏一般从金属表面开始，然后伴着腐蚀的过程进一步发展，富士破坏将扩展到金属材料的内部，并使金属的性质和组成发生改变；金属材料的表面对腐蚀过程进行有显著的影响。重量指标：就是金属因腐蚀而发生的重量变化。深度指标：指金属的厚度因腐蚀而减少的量。电流指标：以金属电化学腐蚀过程阳极过程电流密度的大小。2、双电层的类型有哪些？平衡电极电位，电极电位的氢标度的定义？ 答：类型：金属离子和极性水分子之间的水花力大于金属离子与电子之间的结合力；金属离子和极性水分子之间的水化力小于金属离子与电子之间的结合力；吸附双电层。平衡电极电位：金属浸入含有同种金属离子的溶液中参与物质迁移的是同一种金属离子，当反应达到动态平衡，反映的正逆过程的电荷和物质达到平衡，这是电位为平衡电极电位；电极电位的氢标度：以标准氢电极作为参考电极而测出的相对电极电位值称为电极电位的氢标度。 3、判断金属腐蚀倾向的方法有哪几种？ 答：a腐蚀反映自由能的变化△G<0则反应能自发进行△G=0则达到平衡△G>0不能自发反应b标准电极电位越负，金属越易腐蚀 4、以Fe-H2O体系为例，试述电位-PH图的应用。 答：以电位E为纵坐标，PH为横坐标，对金属—水体系中每一种可能的化学反应或电化学反应，在取定溶液中金属离子活度的条件下，将其平衡关系表现在图上，这种图叫做电位PH平衡图。应用：预测金属的腐蚀倾向；选择控制腐蚀的途径。 5、腐蚀原电池的组成及工作历程？它有那些类型。 答：组成：阴阳极、电解质溶液、电路四个部分；工作历程：阳极过程、阴极过程、电流的流动；类型：a宏观腐蚀电池：异金属解除电池、浓差电池、温差电池；b微观腐蚀电池。 6、极化作用、极极化、阴极极化的定义是什么？极化的本质是什么？极化的类型有哪几种？答：极化作用：由于通过电流而引起原电池两级的电位差减小，并因而引起电池工作电流强度降低的现象；阳极极化：当通过电流时，阳极电位向正的方向移动的现象；阴极极化：当通过电流时，阴极电位向负的方向移动的现象；极化的本质：电子迁移的速度比电极反应及有关的连续步骤完成的快；极化的类型：电化学极化、浓度极化、电阻极化。 7、发生阳极极化与阴极极化的原因是什么？ 答：阳极：阳极的电化学极化：如果金属离子离开晶格进入溶液的速度比电子离开阳极表面的速度慢，则在阳极表面上就会积累较多的正电荷而使阳极电位向正方向移动；阳极的浓度极化：阳极反应产生的金属离子进入分布在阳极表面附近溶液的速度慢，就会使阳极表面附近的金属离子浓度逐渐增加；阳极的电阻极化：很多金属在特定的溶液中能在表面生成保护膜能阻碍金属离子从晶格进入溶液的过程，而使阳极电位剧烈的向正的方向移动，生成保护膜而引起的阳极极化。阴极：电化学：氧化态物质与电子结合的速度比外电路输入电子的速度慢，使得电子在阴极上积累，由于这种原因引起的电位向负的方向移动；阴极的浓度极化：氧化态物质达到阴极表面的速度落后于在阴极表面还原反应的速度，或者还原产物离开电极表面的速度缓慢，将导致电子在阴极上的积累。 8、比较实测极化曲线与理想极化曲线的不同点？极化率的定义是什么？极化图有哪些应用？怎样判断电化学腐蚀过程的控制取决于哪些方面。 答：区别：理想极化曲线是理想电极上得到的曲线，只发生一个电极反应，初始电位为平衡电极电位，实际极化曲线是实际测量得到的曲线，不只发生一个电极反应，初始电位为混合电位。极化率：电极电位随电流密度的变化率，即电极电位对于电流密度的导数。极化图的应用：用Evans极化图表示影响腐蚀电流的因素；表示腐蚀电池的控制类型。控制取决于：阴极极化控制、阳极极化控制、欧姆电阻控制。
极化曲线在电化学腐蚀中的应用 娄浩 (班级：材料化学13-1 学号：9) 关键词：电化学腐蚀；极化；极化曲线；极化腐蚀图 据工业发达国家统计，每年由于腐蚀造成的损失约占国民生产总值的l～4％，世界钢铁年产量约有十分之一因腐蚀而报废，因此研究金属腐蚀对于国民经济发展和能源的合理利用具有重大意义。其中电化学腐蚀是金属腐蚀的一种最普遍的形式。论文分析了电化学腐蚀的机理以及极化曲线的理论基础。利用测量极化曲线的方法，研究金属腐蚀过程，已经得到广泛的应用。 1.金属腐蚀的电化学原理 金属腐蚀学是研究金属材料在其周围环境作用下发生破坏以及如何减缓或防止这种破坏的一门科学[1]。通常把金属腐蚀定义为：金属与周围环境(介质)之间发生化学或电化学而引起的破坏或变质。所以，可将腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀[2]。 化学腐蚀是指金属表面与非电解质直接发生纯化学作用而引起的破坏。其反应的特点是金属表面的原子与非电解质中的氧化剂直接发生氧化还原反应，形成腐蚀产物[3]。腐蚀过程中电子的传递是在金属与氧化剂之间直接进行的，因而没有电流产生。 电化学腐蚀是指金属表面与电子导电的介质(电解质)发生电化学反应而引起的破坏。任何以电化学机理进行的腐蚀反应至少包含有一个阳极反应和一个阴极反应，并以流过金属部的电子流和介质中的离子流形成回路[4]。阳极反应是氧化过程，即金属离子从金属转移到介质中并放出电子；阴极反应为还原过程，即介质中的氧化剂组分吸收来自阳极的电子的过程。例如，碳钢[5]在酸中腐蚀，在阳极区Fe被氧化成Fe2+所放出的电子自阳极Fe流至钢表面的阴极区(如Fe3C)上，与H+作用而还原成氢气，即 阳极反应：Fe - 2e →Fe2+ 阴极反应：2H+ + 2e →H2 总反应：Fe + 2H+ →Fe2+ + H2 与化学腐蚀不同，电化学腐蚀的特点在于，它的腐蚀历程可分为两个相对独立并可
1.材料腐蚀的定义是什么? 按腐蚀机理是如何分类的？按腐蚀形态又分为几大类？金属腐蚀的危害有哪些方面？ 材料腐蚀是指物体在环境作用下，引起的破坏和变质。 按腐蚀机理分为：(1)化学腐蚀、(2)电化学腐蚀、(3)物理腐蚀、(4)生物腐蚀。 按腐蚀形态分为：(1)全面腐蚀或均匀腐蚀、(2)局部腐蚀、(3)应力作用下的腐蚀三类金属腐蚀的危害包括：（1）巨大的经济损失，（2）安全、环境的危害，(3)阻碍新技术的发展，（4）促进自然资源的消耗。 2.材料防护技术包括哪些基本方面？ 包括： 1)提高金属材料本身的抗蚀性：耐蚀合金。 2)改变环境：温度和流速、除氧、消除应力、缓蚀剂 3)电化学保护阴极保护阳极保护 4)涂镀层.衬里隔离 5)改进设计 第1章金属的高温腐蚀与防护习题 1.我们学过的金属氧化机理有几种？简单介绍Wanger理论机理。 (1)极薄氧化膜(厚度为几纳米)的生长机理； (2)薄氧化膜(厚度为10~200nm)的生长机理； (3)Wanger理论(电化学腐蚀机理) (3)Wanger理论(电化学腐蚀机理)：适合于具有一定厚度的氧化膜的生长。可视一定厚度的氧化膜为固体电解质，金属/氧化物和氧化物/氧气两个界面分别为阳极和阴极。因为氧化物为半导体，具有电子和离子导电性。在电场和浓度梯度作用下，电子由金属/氧化物界面(阳极)通过氧化膜到达氧化膜/氧(阴极)。因此，厚膜下高温氧化与水溶液腐蚀类似，也是电化学腐蚀过程。 Wagner理论是基于氧化膜中存在着浓度梯度和电势梯度而进行扩散和电迁移而导出的。因此，它对于薄的和极薄的氧化膜的生长并不适用。 掺杂对合金氧化有什么作用？ 掺杂----可降低离子或电子的迁移 ----提高金属的抗氧化性能。 1）.形成离子导体氧化膜时 掺杂高价金属，可降低氧化速度，如Ag中掺杂少量Cd 形成Ag-Cd合金。
实验九极化曲线的测定 【目的要求】 1. 掌握稳态恒电位法测定金属极化曲线的基本原理和测试方法. 2. 了解极化曲线的意义和应用. 3. 掌握恒电位仪的使用方法. 【实验原理】 1. 极化现象与极化曲线 为了探索电极过程机理及影响电极过程的各种因素,必须对电极过程进行研究,其中极化曲线的测定是重要方法之一.我们知道在研究可逆电池的电动势和电池反应时,电极上几乎没有电流通过,每个电极反应都是在接近于平衡状态下进行的,因此电极反应是可逆的.但当有电流明显地通过电池时,电极的平衡状态被破坏,电极电势偏离平衡值,电极反应处于不可逆状态,而且随着电极上电流密度的增加,电极反应的不可逆程度也随之增大.由于电流通过电极而导致电极电势偏离平衡值的现象称为电极的极化,描述电流密度与电极电势之间关系的曲线称作极化曲线,如图2-19-1所示. 图2-19-1 极化曲线 A-B:活性溶解区;B:临界钝化点B-C:过渡钝化区;C-D:稳定钝化区D-E:超(过)钝化区 金属的阳极过程是指金属作为阳极时在一定的外电势下发生的阳极溶解过程,如下式所示: M→Mn++ne 此过程只有在电极电势正于其热力学电势时才能发生.阳极的溶解速度随电位变正而逐渐增大,这是正常的阳极溶出,但当阳极电势正到某一数值时,其溶解速度达到最大值,此后阳极溶解速度随电势变正反而大幅度降低,这种现象称为金属的钝化现象.图2-19-1 中曲线表明,从A点开始,随着电位向正方向移动,电流密度也随之增加,电势超过B点后,电流密度随电势增加迅速减至最小,这是因为在金属表面生产了一层电阻高,耐腐蚀的钝化膜.B点对应的电势称为临界钝化电势,对应的电流称为临界钝化电流.电势到达C点以后,随着电势的继续增加,电流却保持在一个基本不变的很小的数值上,该电流称为维钝电流,直到电势升到D点,电流才有随着电势的上升而增大,表示阳极又发生了氧化过程,可能是高价金属离子产生也可能是水分子放电析出氧气,DE段称为过钝化区. 2. 极化曲线的测定 (1) 恒电位法 恒电位法就是将研究电极依次恒定在不同的数值上,然后测量对应于各电位下的电流.极化曲线的测量应尽可能接近体系稳态.稳态体系指被研究体系的极化电流,电极电势,电极表面状态等基本上不随时间而改变.在实际测量中,常用的控制电位测量方法有以下两种: 静态法:将电极电势恒定在某一数值,测定相应的稳定电流值,如此逐点地测量一系列各个电极电势下的稳定电流值,以获得完整的极化曲线.对某些体系,达到稳态可能需要很长时间,为节省时间,提高测量重现性,往往人们自行规定每次电势恒定的时间. 动态法:控制电极电势以较慢的速度连续地改变(扫描),并测量对应电位下的瞬时电流值,以瞬时电流与对应的电极电势作图,获得整个的极化曲线.一般来说,电极表面建立稳态的速度愈慢,则电位扫描速度也应愈慢.因此对不同的电极体系,扫描速度也不相同.为测得稳态极化曲线,人们通常依次减小扫描速度测定若干条极化曲线,当测至极化曲线不再明显变化时,可确定此扫描速度下测得的极化曲线即为稳态极化曲线.同样,为节省时间,对于那些只是为了比较不同因素对电极过程影响的极化曲线,则选取适当的扫描速度绘
一 一、名词解释 材料腐蚀：材料受环境介质的化学，电化学和物理溶解作用产生的损坏或变质现象 化学腐蚀：金属在干燥气体（或高温气体）作用下的腐蚀和金属在非电解质溶液中的腐蚀电化学腐蚀：金属表面与电解质溶液发生电化学反应而引起的破坏 二、简答题 电化学腐蚀的主要特点是什么？ 答：其特点是在腐蚀过程中同时存在两个相对独立的反应过程，即阳极反应和阴极反应，并有电流产生。 二 填空题 1金属发生电化学腐蚀时，金属的腐蚀溶解发生在( 阳极)。 2根据腐蚀倾向的热力学判据，金属发生腐蚀的电化学判据为（（△G）t，p<0 ） 3金属的标准电极电位（越负），越容易被( 腐蚀)。 4活泼金属在水溶液中不能被电沉积出来，原因是其电位比( 氢)的电位负。 5由于金属表面存在电化学（不均匀性），金属表面形成许多（腐蚀微电池），造成金属腐蚀。 判断题 2金属的电位一pH图只能用来预测金属腐蚀倾向的大小，而无法预测金属腐蚀速率的大小( √)。 4材料腐蚀过程是系统自由能降低的过程。（√） 三 填空题 1极化现象的本质在于( 电子)的迁移比（电极反应）及其有关的步骤完成迅速。2极化作用对于减缓金属的（腐蚀）是非常重要和有益的。 名词解释 极化：当电极上有净电流通过时，引起电极电位偏离平衡电位的现象 过电位：为了表示电位偏离平衡电位的程度，把某一极化电流密度下的电极电位E 与其平衡电极电位Ee间之差的绝对值称为该反应的过电位，以η表示。 阳极极化：通过电流时阳极电位向正方向移动的现象 阴极极化：通过电流时阴极电位向负方向移动的现象 四 填空题 1在酸性溶液的电化学反应中，溶解氧发生还原反应，其反应方程式为： （O?+4H++4e-=2H2O ）。 2氧去极化腐蚀速度主要取决于溶解氧向电极表面的（输送）速度和氧在电极表面的（放电）速度。 名词解释 析氢腐蚀：以氢离子去极化剂，在阴极上放电，促使金属阳极溶解过程持续进行而引起的金属腐蚀，称为氢去极化腐蚀．或称析氢腐蚀。 吸氧腐蚀：以氧的还原反应为阴极过程的腐蚀称为氧还原腐蚀或称吸氧腐蚀。 五 名词解释 钝化现象：铁或其它金属或合金在一定条件下，或经过一定的处理，失去了原来的化学活性，
应用电化学实验 本课程安排4个综合实验，每个实验4个学时，共16个学时，按照10人一组分别进行。自编实验讲义。实验仪器有：分析天平；直流稳压稳流电源；电化学工作站；恒温水浴；饱和甘汞电极；鲁金毛细管；H 型电解槽；Pt 电极；电解槽；赫尔槽；电力搅拌器、磁力搅拌器；pH 计。 实验1：极化曲线的测定 实验内容：测定Ni 2+离子、Co 2+离子单金属电沉积、以及Ni-Co 合金共电沉积的稳态阴极极化曲线。 一、 实验目的 1.掌握三电极体系装置和电化学工作站的应用。 2.掌握用线性电位扫描法测量极化曲线的原理和实验方法，学会从极化曲线上分析电极过程特征。 2.测定金属电沉积的阴极极化曲线。 3.学会数据的分析和处理。 二、 实验原理 研究电极过程的基本方法是测定极化曲线。电极上电势随电流密度变化的关系曲线称为极化曲线。极化曲线表示了电极电位与电流密度之间的关系，从极化曲线上可以求得任一电流密度下的过电势（超电势），看出不同电流密度时电势变化的趋势，直观地反映了电极反应速度与电极电势的关系。在某一电流密度下极化曲线的斜率i ???称为极化度（极化率），极化度的大小可以衡量极化的程度，判断电极过程的难易。极化度小，电极过程容易进行；极化度大，电极过程受到较大阻碍而难以进行。从极化曲线还可求电极过程动力学参数，如交换电流密度i 0、电子传递系数α、标准速度常数、以及扩散系数；还可以测定反应级数、电化学反应活化能等。 被控制的变量电极电位是随时间连续线性变化的。随时间连续线性变化的电位可用线性方程表示： Vt i +=??； 其中：?——扫描电位，t ——扫描时间，V ——扫描速度，i ?——扫描起点电位。
金属的电化学腐蚀与防 护习题 集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）
训练5 金属的电化学腐蚀与防护 一、金属的腐蚀 1．关于金属腐蚀的叙述中，正确的是 ( ) A ．金属被腐蚀的本质是M ＋n H 2O===M(OH)n ＋n 2 H 2↑ B ．马口铁(镀锡铁)镀层破损后被腐蚀时，首先是镀层被氧化 C ．金属在一般情况下发生的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀 D ．常温下，置于空气中的金属主要发生化学腐蚀 2．下列事实与电化学腐蚀无关的是 ( ) A ．光亮的自行车钢圈不易生锈 B ．黄铜(Cu 、Zn 合金)制的铜锣不易生锈 C ．铜、铝电线一般不连接起来作导线 D ．生铁比熟铁(几乎是纯铁)容易生锈 3．出土的锡青铜(铜锡合金)文物常有Cu 2(OH)3Cl 覆盖在其表面。下列说 法不正确的是( ) A ．锡青铜的熔点比纯铜低 B ．在自然环境中，锡青铜中的锡可对铜起保护作用 C ．锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中快 D ．生成Cu 2(OH)3Cl 覆盖物是电化学腐蚀过程，但不是化学反应过程 二、铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀 4．下列关于钢铁的析氢腐蚀的说法中正确的是 ( ) A ．铁为正极 B ．碳为正极 C ．溶液中氢离子浓度不变 D ．析氢腐蚀在任何溶液中都会发生 5．在铁的吸氧腐蚀过程中，下列5种变化可能发生的是 ( ) ①Fe 由＋2价转化成＋3价 ②O 2被还原 ③产生H 2 ④Fe(OH)3失水 形成Fe 2O 3·x H 2O ⑤杂质C 被氧化除去 A ．①②④ B ．③④ C ．①②③④ D ．①②③④⑤ 6．钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀，发生的原电池反应为2Fe ＋2H 2O ＋ O 2===2Fe(OH)2。以下说法正确的是 ( ) A ．负极发生的反应为Fe －2e －===Fe 2＋
《金属腐蚀原理》作业题 绪论 1、金属腐蚀按照腐蚀过程的特点可以分为几类？ 2、均匀腐蚀情况下金属腐蚀速度的衡量指标有哪几种？ 第一章金属电化学腐蚀倾向的判断 1、什么是内电位、外电位、电化学位？ 2、什么是绝对电极电位、相对电极电位？两者有何区别？ 3、相间电位差产生的原因是什么？ 4、什么是金属的平衡电极电位？ 5、结合电位-pH图说明处于腐蚀状态的金属可以采取哪几种防腐蚀方法？ 第二章电化学腐蚀动力学 1、什么是原电池的极化作用？什么是阳极极化、阴极极化？ 2、极化现象的本质是什么？ 3、掌握电化学极化时，极化电流与过电位之间的关系方程式。 4、熟练掌握稳态极化时的动力学公式，掌握强极化区和微极化区极化过电位和极化电流之间近似极化公式的推导过程。 5、什么是共轭体系？分析课本p61页图2-17中各点所对应的电流和电位的物理意义。 6、结合图2-19详细说明牺牲阳极保护法的基本原理。 7、结合活化控制的腐蚀体系极化公式（课本公式2-60）分析金属腐蚀速度测试的电化学方法都有哪些？
8、腐蚀体系中，当电流处于强极化区时采用何种测试方法？微极化区采用何种测试方法？各有何适用条件？各自的原理和具体操作步骤是什么？弱极化区的测试方法有哪几种？掌握两点法和三点法的推导过程。 第三章氢去极化腐蚀和氧去极化腐蚀 1、什么是氢去极化？什么是氧去极化？各自发生的条件是什么？ 2、什么是氢过电位？氢过电位的数值大小对氢去极化腐蚀有何影响？ 3、金属中具有不同氢过电位的杂质存在对基体金属腐蚀速度的影响情况是什么？ 4、什么是铂盐效应？以铁和锌在酸中的腐蚀速度为例说明氢过电位对于腐蚀速度的影响情况。 5、氧去极化腐蚀的影响因素有哪些？ 6、什么是氧浓差电池？在氧浓差电池中何者做阳极，何者做阴极？第四章金属的钝化 1、什么是钝化作用？什么是化学钝化、电化学钝化？ 2、结合金属的钝化曲线分析钝化过程中的电化学参数，并说明阳极保护的基本原理是什么？ 3、阳极钝化曲线的测定和塔菲尔法测定金属腐蚀速度时的极化曲线各自采用什么方法测定？ 4、目前钝化理论主要包括哪几种？每种钝化理论所能够成功解释的问题是什么？
电化学曲线极化曲线阻抗谱分析 一、极化曲线 1.绘制原理 铁在酸溶液中，将不断被溶解，同时产生H2，即：Fe + 2H+ = Fe2+ + H2 (a) 当电极不与外电路接通时，其净电流I总为零。在稳定状态下，铁溶解的阳极电流I(Fe)和H＋还原出H2的阴极电流I(H)，它们在数值上相等但符号相反，即：(1) I(Fe)的大小反映Fe在H+中的溶解速率，而维持I(Fe)，I(H)相等时的电势称为Fe／H+体系的自腐蚀电势εcor。 图1是Fe在H+中的阳极极化和阴极极化曲线图。图2 铜合金在海水中典型极化曲线 当对电极进行阳极极化(即加更大正电势)时，反应(c)被抑制，反应(b)加快。此时，电化学过程以Fe的溶解为主要倾向。通过测定对应的极化电势和极化电流，就可得到Fe／H+体系的阳极极化曲线rba。 当对电极进行阴极极化，即加更负的电势时，反应(b)被抑制，电化学过程以反应(c)为主要倾向。同理，可获得阴极极化曲线rdc。 2.图形分析 （1）斜率 斜率越小，反应阻力越小，腐蚀速率越大，越易腐蚀。斜率越大，反应阻力越大，腐蚀速率越小，越耐腐蚀。 （2）同一曲线上各各段形状变化 如图2，在section2中，电流随电位升高的升高反而减小。这是因为此次发生了钝化现象，产生了致密的氧化膜，阻碍了离子的扩散，导致腐蚀电流下降。 （3）曲线随时间的变动 以7天和0天两曲线为例，对于Y轴，七天后曲线下移（负移），自腐蚀电位降低，说明更容易腐蚀。对于X轴，七天后曲线正移，腐蚀电流增大，亦说明更容易腐蚀。 二、阻抗谱 1.测量原理 它是基于测量对体系施加小幅度微扰时的电化学响应，在每个测量的频率点的原始数据中，都包含了施加信号电压（或电流）对测得的信号电流（或电压）的相位移及阻抗的幅模值。从这些数据中可以计算出电化学响应的实部和虚部。阻抗中涉及的参数有阻抗幅模（| Z |）、阻抗实部（Z,）、阻抗虚部（Z,,）、相位移（θ）、频率（ω）等变量，同时还可以计算出导纳（Y）和电容（C）的实部和虚部，因而阻抗谱可以通过多种方式表示。
高中化学复习知识点：金属的化学腐蚀与电化学腐蚀 一、单选题 1．埋在地下的钢管道可以用如图所示方法进行电化学保护，下列说法正确的是（） A．钢管道表面发生了还原反应 B．该方法将电能转化为了化学能 C．该方法称为外加电流阴极保护法 D．镁块上发生的电极反应：O2+2H2O+4e→4OH- 2．下列与金属腐蚀有关的说法，正确的是（） A．图1中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重 B．图2中，插入溶液中的铁棒容易溶解，主要是发生电化学腐蚀 C．图3中，燃气灶的中心部位容易生锈，主要是由于高温下铁发生电化学腐蚀 D．图4中，用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀，镁块相当于原电池的负极 3．美籍华裔化学家钱永健获得诺贝尔化学奖。少年时代，他就对化学产生了浓厚的兴趣。16岁时，他凭借一个金属易受硫氰酸盐腐蚀的调查项目，荣获有“少年诺贝尔”
之称的著名奖项。下列说法正确的是 A．金属腐蚀就是金属原子失去电子被还原的过程 B．合金都比纯金属易被腐蚀 C．将金属与外加直流电源的负极相连，而将正极接到废铁上，可以防止金属被腐蚀。D．镀锌铁比镀锡铁更容易被腐蚀 4．各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为（） A．④②①③B．④③①②C．②①③④D．③②④①5．关于金属腐蚀和防护原理的叙述中，错误的是（） A．镀锌铁皮发生电化腐蚀时，锌发生还原反应 B．船底镶嵌锌块，锌作负极，以防船体被腐蚀 C．钢铁析氢腐蚀的正极反应：2H+＋2e → H2↑ D．埋在地下的钢管与电源负极连接可以减缓腐蚀 6．埋在地下的铸铁输油管道，在下列情况下被腐蚀得最慢的是 A．在潮湿疏松的碱性土壤中B．在干燥致密的酸性土壤中 C．将输油管道与电源负极相连D．在输油管道接口处包上铜皮 7．每年由于腐蚀造成的钢铁损失约占年产量的10~20%，金属的防腐十分重要。钢铁防腐方法有许多种，图—1与图—2是两个典型的例子。对其中原理的描述正确的是（） A．图—1：a为电源正极B．图—1：辅助电极上发生氧化反应C．图—2：电流方向d→c D．图—2：金属A可以是耐腐蚀的金属铜8．关于金属腐蚀和防护原理的叙述中，错误的是( ) A．埋在地下的钢管与电源负极连接可以减缓腐蚀 B．原电池负极和电解池阳极发生的都是氧化反应 C．钢铁析氢腐蚀的正极反应：2H+＋2e → H2↑ D．为了避免青铜器生成铜绿，将青铜器放在银质托盘上 9．有关金属腐蚀的叙述正确的是
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)2 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O4Fe(OH)3 Fe(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。通电后电子大量在钢铁设备上积累，抑制了钢铁失去电子的反应 (2)改变金属的内部结构，如制成合金、不锈钢等 (3)加防护层，如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化等方法 7、两种保护方法的比较：外加电流的阴极保护法保护效果大于牺牲阳极的阴极保护法 【课后作业】 1、判断正误，正确的划“√”，错误的划“×” (1)所有金属纯度越大，越不易被腐蚀() (2)纯银器表面变黑和钢铁表面生锈腐蚀原理一样() (3)干燥环境下金属不被腐蚀() (4)Al、Fe、Cu在潮湿的空气中腐蚀均生成氧化物() (5)钢铁发生电化学腐蚀时，负极铁失去电子生成Fe3＋() (6)在金属表面覆盖保护层，若保护层破损后，就完全失去了对金属的保护作用() (7)外加电流的阴极保护法，构成了电解池；牺牲阳极的阴极保护法构成了原电池。二者均能有效地保护金属不容易被腐蚀() 2、如图所示，各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀的速度由快到慢的顺序为() A．②①③④⑤⑥B．⑤④③①②⑥C．⑤④②①③⑥D．⑤③②④①⑥ 3、下列与金属腐蚀有关的说法，正确的是()
电化学腐蚀的种类和金属 金属是以稳定状态的氧化物、硫化物、碳酸盐等物质存在于大自然的矿石之中，经开采、冶炼得到较纯金属。金属不是十分稳定的，它与大自然中的水、氧接触，会使其表面发生氧化还原反应，生成多种金属氧化物或氢氧化物。氧、水与金属反应生成的这些金属氧化物有固态的、液态的和气态的，其物理化学性质对金属都是有害的，因为它们存在与金属表面可以加快金属的腐蚀过程。即使给金属提供各种较好的存放条件，若不采取防腐措施，也是无济于事的。金属在干燥条件中或理想环境中，只能降低或减缓腐蚀的进程。因此，必须认真研究金属腐蚀的机理，了解金属遭受腐蚀过程、腐蚀的种类及表现形式，以便有针对性地采取有效的防腐措施。 金属腐蚀的种类很多，依据腐蚀过程中表现的不同特点，可分化学腐蚀、电化学腐蚀两大类。其腐蚀分类的含义如下： 化学腐蚀顾名思义，化学腐蚀就是金属表面在各种化学介质作用下所受到的腐蚀，称为化学腐蚀。化学腐蚀又分为在气体中腐蚀和在下导电溶液中的腐蚀。气体腐蚀是指干燥气体同金属相接触，使金属表面生成化合物，例如氧化物、氯化物、硫化物等。又如钢材在扎制、焊接、热处理过程中，因高温氧化而生成氧化皮。有时在常温下，放置一段时间后的电镀件表面光泽发暗等也属此类腐蚀。金属在不导电溶液中的腐蚀是指金属在诸如石油、乙醇等有机液体中受到腐蚀（是硫化物作用的结果）。 电化学腐蚀电化学腐蚀是金属与周围的电解质溶液相接触时，由于电流作用而产生的腐蚀。电化学腐蚀是很普遍的，为人们所常见，其腐蚀原理与原电池一样。电化学腐蚀的表面形式很多，又可分为：空气腐蚀、导电介质中的腐蚀和其它条件下的腐蚀。空气腐蚀，是金属在潮湿的空气中的腐蚀。导电介质中的腐蚀，是金属在受到雨水浇淋，或在各种酸、碱、盐类的水溶液中的腐蚀。其它条件下的腐蚀，是指地下铺设的金属管道、构件等，长期受到潮湿土壤中的多种腐蚀介质的侵蚀而遭到的腐蚀破坏。 我国作为世界上钢铁产量最多的国家（2005年全国生产钢材37117.02万吨），每年被腐蚀的铁占到我国钢铁年产量的十分之一，因为金属腐蚀而造成的损失占到国内生产总值的2%~4%；约合人民币：3000亿元（ 2005年我国国内生产总值将达15万亿元）。 根据各国调查结果，一般说来，金属腐蚀所造成的经济损失大致为该国国民生产总值的4%左右。 另据国外统计，金属腐蚀的年损失远远超过水灾、火灾、风灾和地震（平均值）损失的总和，在这里还不包括由于腐蚀导致的停工、减产和爆炸等造成的间接损失。
电化学腐蚀的种类和金属防护常用的方法 在日常生活中，学生对于金属的腐蚀较为熟悉，但只停留在简单的对于金属腐蚀的条件的理解，知道金属腐蚀需要水和氧气，但是对于电化学腐蚀的原理还不了解，电化学反应也是比较难以理解和掌握的，因此，要使学生能够掌握电化学腐蚀的种类和金属防护常用的方法需要我们联系实际，从生活中的实际入手，提高学生的化学素养。 例如，首先介绍金属腐蚀会导致国民经济的巨大损失，美国在20世纪80年代初期的统计年损失达1千多亿美元；估计我国的年损失在300亿元以上。电化学腐蚀与防护问题既有我们日常生活常见到的钢铁生锈、电池的点蚀等问题，也与当前新能源、新材料等领域密切相关，使学生了解金属防护的重要性，树立节约保护的意识。 根据学生的了解知道在有氧气和水的条件下，金属容易腐蚀，铁会生成四氧化三铁，铜会生成硫酸铜，再通过阅读课本内容，了解一般化学腐蚀和电化学腐蚀的区别，金属腐蚀的本质是电子的得失，并使学生考虑环境的影响是否对金属的腐蚀有所影响，引导学生分析酸性环境和碱性环境下，电化学腐蚀的反应原理。以钢铁为例，经过分析后，分别写出在酸性环境下和碱性环境下的反应原理。归纳出电化学腐蚀的种类： 1.析氢腐蚀 (酸性较强的溶液) 负极: Fe – 2e- = Fe2+ 正极: 2H+ + 2e- = H 2 ↑ 总式：Fe + 2H+ = Fe2+ + H 2 ↑ 2. 吸氧腐蚀 (中性或弱酸性溶液) 负极: 2Fe – 4e- = 2Fe2+ 正极: O 2+4e- +2H 2 O = 4OH- 总式：2Fe + O 2 +2H 2 O =2 Fe(OH) 2 离子方程式：Fe2+ + 2OH- = Fe(OH) 2 4Fe(OH) 2 + O 2 + 2H 2 O = 4Fe(OH) 3 进而，根据金属腐蚀的条件分析出影响金属腐蚀快慢的因素一是本性（1）金属的活动性（2）纯度（3）氧化膜；二是介质：环境（腐蚀性气体，电解质溶液），最后根据影响因素思考金属防护的方法： 1、改变金属的内部结构（钢→不锈钢，在钢中加入镍和铬） 2、覆盖保护膜。在金属表面覆盖保护层，使金属制品与周围腐蚀介质隔离，
镍在不同电解质中阳极极化曲线的测定 (微型绿色实验) 实验背景 钢铁，尤其是特种钢及有色金属的年产量是衡量一个国家工业和国防发展水平的重要标志之一。故世界各国都对本国的钢铁生产给予极大的重视并尽可能扩大钢铁的产量。然而，由于各种原因，钢铁因腐蚀造成的损失也是惊人的。据不完全统计，全世界各国每年仅因腐蚀而损耗的钢铁可达到当年钢铁生产总量的十分之一以上。与此同时，有色金属的腐蚀和防护也是腐蚀研究的重要内容。因此，金属腐蚀与防护理论及相关防腐技术的研究是与材料、环保、能源乃至其他部门密切相关的，它既有理论意义又有应用价值，既有经济效益又有社会效益。研究金属腐蚀的方法因腐蚀机理的不同而不同。在电化学领域，阳极极化曲线是研究金属电化学腐蚀及电化学防腐的基本工具之一，通过对阳极极化曲线的测量和分析，可以获得金属在所给介质中溶解腐蚀和钝化情况的资料，从而为金属的防护提供理论依据。本实验将利用CHI电化学分析仪，通过对镍的阳极极化曲线的测定，研究镍在不同电解质中的腐蚀及钝化行为，考察不同添加剂对镍腐蚀行为的影响，最后要求按照规范化的科研论文的格式将研究内容写成论文。 实验提示 1、关键词（key worlds） 查阅《中国化学化工文摘》和《中国学术期刊文摘》，可用的关键词为： 电化学腐蚀，电化学，电极，电化学测量，镍 如果你想查阅美国化学文摘（C.A），可以使用的主题词有：Corrosion，Electrode，Nickel 2、主要参考文献 （1）《腐蚀与防护手册》，化工部化工机械研究所编，化学工业出版社出版，575~582页，1990年8月，北京 （2）《腐蚀数据与选材手册》，左景伊，左禹编著，化学工业出版社出版，638~661页，1995年10月，北京 （3）《中国化学化工文摘》、《中国学术期刊文摘》、美国化学文摘（C.A） （4）（英）U.R.艾万思著，华保定译，《金属的腐蚀与氧化》，机械工业出版社出版，P179~205，1976年6月，北京。 （5）魏宝明主编，《金属腐蚀理论及应用》，（高等学校试用教材），化学工业出版社出版，P114~137，北京。 3、相关原理 典型的金属阳极极化曲线如图5-75-1。图中，A 点电势为初始扫描电势，它可以是电极的开路电势， 也可以由实验者自己设定。图中的阳极极化曲线可 分为四个部分： （1）AB段为阳极的活性溶解区：随着电极电势 的升高，阳极电流逐渐增大，表示金属的活性腐蚀 增强，此时金属晶格上的金属原子溶解进入溶液中 形成水合离子（或络离子）B点对应的电流j B称为 最大腐蚀电流。
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。
第一部分基本概念 1.金属腐蚀：金属受到环境的化学、电化学、物理作用而破坏或变质的现象。 2.化学腐蚀：金属表面与周围介质直接发生纯化学作用而引起的破环。 3.电化学腐蚀：金属表面与离子导体的电解质发生电化学反应而引起的破环。 4.平衡电极电位：当一个电极反应的阴极反应速率和阳极反应速率相等时，电荷和物质都达到平衡，在这种情况下，金属/溶液界面上就有一个恒定的电位差，这个差值就叫做金属的平衡电极电位。 5.非平衡电极电位：当电极反应偏离平衡状态时，电极系统的电极电位就偏离平衡电极电位，这时的电极电位就叫做非平衡电极电位。 6.共轭体系：如果在一个孤立的电极上，同时以相等的速率进行着一个阴极反应和一个阳极反应，那么这个时候的腐蚀体系就称为共轭体系。 7．混合电位：在一对共轭体系中，电极电位E既是阳极反应的非平衡电极，又是阴极反应的非平衡电极电位，我们把电极电位E称为共轭体系的混合电位。 8.交换电流密度：一个电极反应的阳极反应电流密度ia与阴极电流密度ik相等时的电流密度，即i0=ia=ik ，i0就称为交换电流密度。 9.自腐蚀电流密度：在一个腐蚀体系中，阴极反应速率与阳极反应速率相等时，即ia=ik=ic，ic就称为金属的自腐蚀电流密度。 10.电化学极化：如果电极反应所需要的活化能较高，即电荷转移的电化学速度变得很慢，使之成为整个电极过程的控制步骤，由此导致的极化称为电化学极化或者活化极化。 11.浓度极化：如果电子转移步骤很快，而液相传质步骤非常慢慢，以至于成为整个电极反应的控制步骤，由此导致的极化称为浓度极化或者浓差极化。 12.氢的去极化腐蚀：金属在腐蚀介质中，如果金属的平衡电极电位比氢的平衡电极电位低，氢就会作为阴极，金属作为阳极溶解而腐蚀。 13.氧的去极化腐蚀：金属在含氧的腐蚀介质中，如果金属的平衡电极电位比氧气的平衡电极电位低，氧就会作为阴极，金属就作为阳极溶解而腐蚀。 第二部分画图题 1（见作业题7题）请绘制Fe-H2O体系的电位-PH图，并在图中标出下面腐蚀行为的位置。 PH=4，阳极：Fe - 2e- = Fe2+ ,阴极2H+ =2H – 2e- 指出可以用哪些措施对A体系进行防腐。 2画出电化学控制的阴极极化曲线和阳极极化曲线，并指出在强极化和微极化是阴极过电位与和极化电流密度之间的关系。 3.画出由浓度极化控制的两种情况下（即产物不容和产物可容两种情况）的阴极极化曲线。并分析氧的去极化阴极极化过程在哪个阶段由浓度极化控制。 4.画出理想极化曲线与实测极化曲线，分析为什么可以实测极化曲线来研究腐蚀问题(提示：它们遵循相同的动力学规律) 5什么是伊文思极化图（只考虑过程中阴阳两极极化性能的相对大小，而不管电极电位随电流密度的详细情况，则可将理论极化曲线表示成直线形式，并用电流强度作横坐标），它的应用有哪些？？
《腐蚀与防腐》综合复习资料 一、填空题 1、常用的防腐方法有金属防腐的结构改变法、金属防腐的保护层法、金属防腐的电化学保护法和金属防腐的腐蚀介质处理法。（课件，金属腐蚀防护技术） 2、极化曲线分为阳极极化曲线和阴极极化曲线两种。（课件，极化与去极化， 极化曲线） 3、氧去极化的阴极过程可以分为两个基本环节：氧向金属表面的输送过程和氧离子化反应过程。（课件，极化与去极化，氧去极化） 4、金属的腐蚀是由氧化与还原反应组成的电池反应过程实现的，依据氧化与还原电极的大小及肉眼的可分辨性，腐蚀电池可分为阳极和阴极两种。（课件，腐蚀原电池） 5、在腐蚀控制方式中，当R＝0，P a<