碳钢在碳酸铵溶液.ppt

1、碳钢在碳酸铵溶液中极化曲线的测定,-恒电势法测定极化曲线 李高月 学号10071550205,实验目的,1.掌握恒电势法测定极化曲线的方法。 2.改变测量参数测定碳钢在碳酸铵溶液中的钝化曲线。 3.分析各个参数对碳钢在碳酸铵溶液中的钝化曲线的影响。,实验基本原理,当某种金属浸入电解质溶液时，金属表面与 溶液之间就会建立起一个电位，腐蚀电化学 中把这个电位称为自然腐蚀电位。向浸在电 解质溶液中的金属施加直流电，金属的自然 腐蚀电位会发生变化，这个现象称为极化。 把电位与电流密度之间对应的关系画成曲线 叫做极化曲线。,1，极化,实验基本原理,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

2、所示： MMn+ne- 当具有钝化金属在进行阳极极化时，在金属表面上能够生成一层具有很高耐腐蚀的钝化膜而使电流减少，金属表面呈钝态，这就叫做金属钝化。继续施较小的电流就可以维持这种钝化状态，钝态金属表面溶解量很小从而防止了金属的腐蚀，这就是阳极保护的基本原理。,2，金属钝化,实验基本原理,1. AB段活化区，此时金属进行正常的阳极溶解。 2.BC段为钝化过渡区，电势达到B点时，电流为最大值，此时的电流称为钝化电流，所对应的电势称为临界电势或钝化电势。电势过B电后，金属开始钝化，溶解速率不断降低并过渡到钝化状态。 3. CD段为钝化区，在该区域中金属的溶解速率基本上不随电势而改变。此时的电流称为

3、钝化金属的稳定溶解电流。 4.DE段为过钝化区，D点之后阳极电流又重新随电势的正移而增大，此时可能是高价金属离子的产生；也可能是水的电解而析出O2；还可能是两者同时出现。,3，阳极极化曲线,实验基本原理,恒电位法就是将研究电极的电势恒定维持在所需要的数值上，然后测量对应于各电位下的电流密度。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。,4，极化曲线的测定,实验基本原理,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，测定电流密度随时间的变化，直到电流基本达到某一稳定值，如此逐点地测量在各个

4、电极下的稳定电流密度值，以获得完整的极化曲线。 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。这样才能使测得的极化曲线与采用静态法测得的结果相同。静态法测量结果虽然接近稳定值，但测量时间长，本实验采用动态法。,实验操作步骤,1.电动势法除去碳钢表面的氧化膜. 2.测定碳钢的极化曲线，每测定完成碳钢的极化曲线，都需重复进行步骤1，除去碳钢表面的氧化膜，然后依次改变各种参数，扫描速率，步长，等待时间，并且改变这些变量45次。 3.将同一参变量的碳钢极

5、化曲线制作在同一个图上，以利于进行分析比较。,仪器装置图,碳钢在2MOL/L碳酸铵溶液中的钝化曲线,碳钢在不同扫描速率下的钝化曲线,有图表观察可知：扫描速率越快，临界钝化电流密度，维钝电流密度越大，稳定钝化化越小。,碳钢在不同步长下的钝化曲线,有图表观察可知： 在步长改变时，临 界钝化电流密度,维钝电流密度基本不变，说明步长对钝化曲线影响 小。,碳钢在不同等待时间下的钝化曲线,有图表观察可知： 在等待时间改变 时，临界钝化电流密度，维钝电流密度基本不变，说明等待时间对钝化曲线影响小。,碳钢在不同C（cl-）下的钝化曲线,有图表观察可知：氯离子浓度越大，临界钝化电流密度，维钝电流密度越大，稳定钝化化越小。因为氯离子是电负性很强的离子，容易吸附到金属表面，促进反应，生成金属阳离子，使维钝电流密度增大,实验注意事项,1.在除去碳钢氧化膜时，需在硫酸