第四章常见的阴极去极化

1、第四章第四章 常见的两类去极化腐蚀常见的两类去极化腐蚀要求掌握氢和氧去极化的特征；要求掌握氢和氧去极化的特征；理解阴极去极化的影响因素；理解阴极去极化的影响因素；熟悉阴极去极化剂熟悉阴极去极化剂。 阴极去极化剂的类型阴极去极化剂的类型 类型：类型： （1）阳离子）阳离子 （2）阴离子）阴离子 （3）中性分子）中性分子 （4）不溶产物）不溶产物 （5）有机物）有机物4-1 氢去极化腐蚀氢去极化腐蚀 1. 析氢反应及其步骤析氢反应及其步骤 酸性环境：酸性环境：H 2O+2eH2+2H 2O 中性和碱性环境：中性和碱性环境：2H2O+2eH2+2OH-H3O+H+H2OH+eHadsHads+Had

2、sH2Hads+H+eH2H2OH+OH-H+eHadsHads+HadsH2Hads+H+eH2 2. 析氢腐蚀发生的条件与动力学析氢腐蚀发生的条件与动力学 （1）必要条件）必要条件 思考：必要条件是什么？思考：必要条件是什么？CeHeHCH)(EEEECibalgHEHM直线段直线段：析氢反应满足塔菲尔电析氢反应满足塔菲尔电化学极化方程式化学极化方程式 ，即，即塔菲尔常数0lg3 . 2inFRTa塔菲尔斜率nFRTb3 . 2（2）腐蚀动力学）腐蚀动力学阴极极化曲线：阴极极化曲线： 根据根据a值大小可将金属材料按析氢过电位大小分成三类：值大小可将金属材料按析氢过电位大小分成三类： 1）高

3、氢过电位金属：）高氢过电位金属： a=1.01.5V，如，如Pb、Cd、Hg、Tl、Zn、Be、Sn等；等； 2）中氢过电位金属：）中氢过电位金属： a=0.50.7V，如，如Fe、Co、Ni、Cu、Ag、Ti等；等； 3）低氢过电位金属：）低氢过电位金属： a=0.10.3V，如，如Pt、Pd、Au、W等；等；氢过电位氢过电位电极材料种类电极材料种类表面状态：表面状态：粗糙粗糙溶液的溶液的pH值和成分：值和成分：酸碱性酸碱性、活性物质、活性物质温度：温度：升温升温影响因素影响因素 3. 腐蚀的特点与影响因素腐蚀的特点与影响因素 （1）阴极反应的浓度极化较小，一般可以忽略。）阴极反应的浓度极化

4、较小，一般可以忽略。活化极化活化极化 （2）与溶液）与溶液pH关系很大。关系很大。 （3）在酸性溶液中没有其它氧化还原电位较正的去极化剂）在酸性溶液中没有其它氧化还原电位较正的去极化剂（如氧、氧化性物质）存在时，金属腐蚀过程属于典型的析（如氧、氧化性物质）存在时，金属腐蚀过程属于典型的析氢腐蚀。氢腐蚀。 （4）金属在酸中的析氢腐蚀通常是一种宏观均匀的腐蚀现）金属在酸中的析氢腐蚀通常是一种宏观均匀的腐蚀现象。象。 （5）与金属材料的种类及表面状态有关。）与金属材料的种类及表面状态有关。 （6）与阴极面积有关。）与阴极面积有关。 （7）与温度有关。）与温度有关。4-2 氧去极化腐蚀氧去极化腐蚀条件

5、：条件：（1）溶液中必须有氧存在；）溶液中必须有氧存在；（2）阳极金属电位必须低于氧的离子化电位，）阳极金属电位必须低于氧的离子化电位，即即 Ee,a Ee,M发生吸氧腐蚀的体系发生吸氧腐蚀的体系 ：(1) 所有负电性金属在含溶解氧的水溶液中都能所有负电性金属在含溶解氧的水溶液中都能发生。发生。 (2) 某些正电性金属某些正电性金属(如如Cu)在含溶解氧的酸性和在含溶解氧的酸性和中性溶液中能发生吸氧腐蚀。中性溶液中能发生吸氧腐蚀。 1、吸氧腐蚀的条件与过程、吸氧腐蚀的条件与过程2、氧电化学反应机理与动力学、氧电化学反应机理与动力学 （1）在中性和碱性溶液中，氧的总还原反应为：）在中性和碱性溶液

6、中，氧的总还原反应为： O2 + 2H2O + 4e 4OH- 具体可能由以下一系列步骤组成：具体可能由以下一系列步骤组成： O2 + e O2- O2-+ H2O + e + OH- （2）在酸性溶液中，氧的总反应为：）在酸性溶液中，氧的总反应为： O2+ 4H+ + 4e 2H2O 具体可能分成以下几个基本反应步骤：具体可能分成以下几个基本反应步骤： O2 + e O2- O2-+ H+ HO2 HO2 + e HO2- HO2-+ H+ H2O2 H2O2 + H+ + e H2O + HO HO + H+ + e H2O反应机理反应机理 Ee(O2/H2O) 氧分子 还原反应的极化曲线 Ee(H+/H2)氢离子还原 反应的活化极化曲线 id 氧的极限扩散电流密度Ee(O2/H2O)PBCFSQGMNid Ee（H+/H2）（根据TOMAWOB）i极化曲线极化曲线 3、氧去极化腐蚀的特征与影响因素、氧去极化腐蚀的特征与影响因素（1）浓度极化突出）浓度极化突出bdnFDCi