腐蚀电池.ppt

1、第二章 腐蚀电池电化学腐蚀现象电化学腐蚀现象金属在电解质溶液中的腐蚀现象，是腐蚀电池作用的结果。自然界中大多数腐蚀现象是在电解质溶液中发生的实质是浸在电解质溶液中的金属表面上，形成了以金属阳极溶解，腐蚀剂发生阴极还原的腐蚀电池，这种电池是短了路的原电池。什么是腐蚀电池只能导致金属材料破坏而不能对外界作功的短路原电池。腐蚀电池的阳极反应是金属的氧化反应，结果造成金属材料的破坏。腐蚀电池的阴、阳极短路（即短路的原电池），电池产生的电流全部消耗在内部，转变为热，不对外做功。腐蚀电池中的反应是以最大限度的不可逆方式进行。腐蚀电池的特点：腐蚀电池的定义：形成腐蚀电池的原因形成腐蚀电池的原因金属方面金属方

2、面成分不均匀成分不均匀组织结构不均匀组织结构不均匀表面状态不均匀表面状态不均匀应力和形变不均匀应力和形变不均匀“亚微观亚微观”不均匀不均匀环境方面环境方面金属离子浓度差异金属离子浓度差异氧浓度的差异氧浓度的差异温度差异温度差异腐蚀电池形成原因举例腐蚀电池形成原因举例铝钢钢(a)不同金属组合不同金属组合渗碳体渗碳体铁铁(b)金属中含杂质金属中含杂质新管道新管道新管道新管道（c)表面状态不同表面状态不同应力集中应力集中（d）应力及形变差异）应力及形变差异砂土砂土粘土粘土（e）氧浓度差异）氧浓度差异铜铜铜铜表面状态不同缝内表面状态不同缝内Cu2+浓度浓度比缝外高比缝外高（f）金属离子浓度差异）金属离

3、子浓度差异HCl溶液ZnCuAKZnCuHCl溶液CuCuCuZn (a)Zn块和Cu块通 （b)Zn块和Cu块直 （c)Cu作为杂质分 过导线联接 接接触（短路） 布在Zn表面， 构成微电池 阳极Zn: Zn Zn2+2e （氧化反应） 阴极Cu: 2H+2e H2 （还原反应） 腐蚀电池的构成腐蚀电池的构成腐蚀电池组成部分阴极阳极电解质溶液连接阴阳极的电子导体氧化反应：金属的溶解，以离子形式进入溶液还原反应：阳极流过来的电子被阴极表面溶液中能够接受电子的物质吸收阳极反应、阴极反应、电流回路三个环节既相互独立，又彼此制约，其中任何一个受到抑制，都会使腐蚀电池工作强度减少。电流的流动金属中依靠

4、电子从阳极流向阴极溶液中依靠离子的迁移去极化剂阴极还原反应中能够吸收电子的氧化性物质常见的阴极去极化剂：O2、H+2H+2eH2 析氢腐蚀或氢去极化腐蚀O2+4H+4e2H2O （酸性溶液中）O2+2H2O+4e4OH-（中性或碱性溶液中）从金属腐蚀历程看电化学腐蚀与化学腐蚀的区别：被氧化与被还原物质之间的电子交换是直接进行的，氧化与还原反应不可分割。电化学腐蚀过程，氧化与还原反应过程是在不同部位相对独立进行的，电子的传递时间接的很多情况下，电化学腐蚀是以阴、阳极过程在不同区域局部进行为特征的。这是区分纯化学腐蚀与电化学腐蚀的一个重要标志腐蚀过程的产物腐蚀过程的产物初生产物：初生产物：阳极反应

5、和阴极反应的生成物。阳极反应和阴极反应的生成物。次生产物次生产物：初生产物继续反应的产物。初生产物继续反应的产物。初生和次生产物都有可溶和不可溶性产物。初生和次生产物都有可溶和不可溶性产物。只有不溶性产物才能产生保护金属的作用。不过，其保护只有不溶性产物才能产生保护金属的作用。不过，其保护性比氧在金属表面直接发生化学反应生成的初生膜要差得性比氧在金属表面直接发生化学反应生成的初生膜要差得多多腐蚀电池的种类腐蚀电池的种类腐蚀形态腐蚀形态是局部腐是局部腐蚀，腐蚀蚀，腐蚀破坏主要破坏主要 集中在阳集中在阳极区。极区。指阴极区和阳极区的尺寸较大，区分明显指阴极区和阳极区的尺寸较大，区分明显。 大电池（

6、宏观腐蚀电池）大电池（宏观腐蚀电池）异金属接触电池浓差电池温度腐蚀电池电解池阳极腐蚀电池指阳极区和阴极区尺寸小，很难区分。指阳极区和阴极区尺寸小，很难区分。 微电池（微观腐蚀电池）微电池（微观腐蚀电池）微电池的阴、阳极位置微电池的阴、阳极位置不断变化，腐蚀形态是不断变化，腐蚀形态是全面腐蚀；阴、阳极位全面腐蚀；阴、阳极位置固定不变，腐蚀形置固定不变，腐蚀形 态是局部腐蚀。态是局部腐蚀。化学成分不均匀性 金属组织不均匀性物理性质或状态的不均匀性金属表面膜不完整异金属接触电池两种具有不同电位的金属或合金相互接触(直接接触或用导线连接)，并处于同一电解质溶液中时，会使电位低的金属不断地被腐蚀，这种电池称为异金属接触电池。两种金属的电位差越大，腐蚀也越严重。浓差电池同一金属的不同部位与浓度(含氧量或含盐量)不同的介质接触构成的电池称浓差电池。温差腐蚀电池浸入电解质溶液中的金属各部分，由于温度的不同，可形成温差电池电解池阳极极化宏观腐蚀电池宏观腐蚀电池化学成分不均匀性： 金属组织不均匀性：物理性质或状态的不均匀性：金属表面膜不完：微观腐蚀电池微观腐蚀电池工业用的金属材料不同程度含有杂质、或有偏析,使金属表面化学成分不均匀。金属、杂质、非金属夹杂物的电极电位不同,当有电解质溶液时就会构成无数微小电池零件金属材料中不同的金相组织和晶体缺陷具有不同的电极电位,在有电解