铁在不同NaCl溶液中的腐蚀行为 毕业设计.doc

本科生毕业论文（设计） 题目 铁在不同nacl溶液中的腐蚀行为 姓名 xx 学号 xxxxxxxx 院系 化学与化工学院 专业 应用化学 指导教师 xxxx 职称 教授 2010年 5月 26 日曲阜师范大学教务处制 目录摘要1关键词1abstract1key words1引言（或绪论）11实验方法与材质21.1 实验方法21.2 实验材料21.2.1电极21.2.2溶液21.2.3电解池22结果与讨论22.1铁的极化曲线22.2铁的tafel曲线 53 讨论731 铁的腐蚀容易732 铁的钝化733铁的使用环境7致谢8参考文献8铁在不同浓度nacl溶液中的腐蚀行为 摘要：采用恒电位实验方法研究铁在不同浓度nacl溶液中的腐蚀行为，获得铁在不同氯离子浓度下的极化曲线，从而获得了氯离子浓度对铁腐蚀参数的影响数据。并依据图表显示铁属于较活泼的金属材料。结果表明，在本工作所选的介质条件下，氯离子在表观上影响铁的腐蚀电位，促进铁的腐蚀。随着cl-1浓度的不断的增加铁的腐蚀电位逐渐减小，可以得出铁在nacl溶液中随着cl-1浓度的增加而变得更易腐蚀。从而可以得出在铁制品的使用中应尽量避免太高浓度的使用环境。关键词：cl- 1浓度，纯铁，腐蚀电位corrosionbehavior of iron nacl solution at different concentration abstract：experimental method using constant potential of iron in nacl solutions of different concentrations of the corrosion behavior of iron in different concentrations of chloride ions under the polarization curve, which won the chloride ion concentration on corrosion of iron parameters in the data.and according to the chart shows a relatively active iron metal material, the results show that, in this work under the conditions of the chosen medium, chloride ions in the apparent effect of iron on the corrosion potential, and promote iron corrosion.as the cl-1increase in iron concentration of the corrosion potential decreases, can the iron in nacl solution with increasing concentration of cl-1becomes more corrosive. which can be drawn in the use of iron products to avoid the use of high concentrations of the environment.key words: cl-1concentration, pure iron, the corrosion potential引言铁是一种较活泼化学元素，它的化学符号是fe，它的原子序数是26，是最常用的金属它是过渡金属的一种1。是地壳含量第二高的金属元素。中国是发现和掌握炼铁技术最早的国家。钢铁是世界上生产量最大，使用最普遍达金属材料2。如今,随着铁制品在日常生活中广泛应用，阻止铁的腐蚀已经成为刻不容缓的任务。其中氯在一定条件下对铁的腐蚀严重影响了铁制品使用寿命，这些腐蚀现象大多都属于电化学腐蚀3，影响电化学腐蚀的因数有许多，这和铁自身的特性有关，也与氯的特性有关。其中氯浓度对铁的电化学腐蚀有很大影响，且普遍存在，危害极大4。为此，总结铁在不同氯介质浓度下所发生的电化学反应腐蚀的规律，研究发生腐蚀的机理，并采取有效的防腐方法，对提高材料的使用寿命，减少损失，意义重大。今天我便简单的讨论一下铁在不同浓度的nacl溶液中的腐蚀行为5。 试验方法与材质 11 恒电位法采用三电极体系，以饱和甘汞电极为参比电极，铂电极为辅助电极，工作电极材料为圆柱形纯铁。12 实验材料121实验铁金属材料为圆柱形纯铁，除一面裸露外，其余都以环氧树脂固化封装。试样一面用砂纸打磨至表面无氧化膜为止，即纯净有光泽。122实验用的nacl溶液为自配的nacl溶液，其浓度分别为10-1、10-2、10-3、10-4mol/l。123 自制电解池。2. 结果与讨论2.1 铁的极化曲线图1为纯铁在不同浓度nacl溶液中的腐蚀极化曲线，如图1所示铁在不同浓度nacl溶液中据有不同的电化学腐蚀腐蚀行为。铁和氧形成两个电极，组成腐蚀原电池。因为铁的电极电位总比氧的电极电位低，所以铁是阳极，遭到腐蚀。铁在中性溶液中发生的腐蚀为吸氧腐蚀：负极(fe)：fe=fe2+2e-正极：o22h2o4e-=4oh-总反应：2feo22h2o=2fe(oh)2纯铁一般发生点腐蚀，这种腐蚀集中在金属表面不大的区域内。并迅速向深处发展，最后穿透金属，是一种危害较大的腐蚀破坏6。金属在中性盐中(氧化性盐除外，如钠盐)及中性盐溶液中，腐蚀速度随盐浓度增加而改变，随着盐的浓度增加，离子导电性增加，腐蚀速度增加；随着氯离子的增加，局部地区金属的活性腐蚀加剧。然而，随着盐浓度的增加，会使溶液中氧的溶解度降低，氧去极化减弱，腐蚀速度减小乃至恒定不变。若由于腐蚀剂浓度的增加致使钝化膜遭到破坏，即发生活化，可加速腐蚀。如图1所示腐蚀电流在电位较小的时候缓慢的发生电化学反应，随着电位增加出现了钝化膜。但当电位过大时就发生击穿现象，出现了腐蚀的加快。氯离子(cl-)的存在会大大加速铁的腐蚀速度。其主原因是ci- 穿透力强，容易透过钝化膜内极小的孔隙,使钝化膜的结构发生变化。1-0.1 2-0.01 3-0.001 4-0.0001 扫速20图1 铁的极化曲线2.2 铁的tafel曲线由于需要研究铁的tafel曲线，所以把图1局部放大得到图2从图2可以清晰的看到纯铁在不同cl-1离子浓度下的腐蚀情况。由不同cl-1 离子浓度下碳钢的腐蚀速率的改变（如表1），可得到铁在nacl溶液中大致的腐蚀情况7。表1：铁在不同氯离子中的腐蚀速度cl-1 浓度（mgl-1）腐蚀速率（m ma）0102005001000200050000.88881.56201.61571.61671.71531.75731.8542由图2可以研究孔蚀。用该方法测定的孔蚀击穿电位(eb)和保护电位(ep)是表征金属材料孔蚀敏感性的两个基本电化学参数，如图在曲线中部的平滑区即为形成钝化膜的电位区域。eb反映了金属表面钝化膜破坏的难易程度，eb越正，金属越不易发生孔蚀，膜的保护性越好。ep则表征蚀孔重新钝化的难易程度，ep越正或越接近eb，则修复能力越强。氯离子明显影响铁的腐蚀，随着氯离子浓度的增加eb和ep急剧负移，维钝电流增大，自腐蚀电位也趋于负移，eb和ep急剧负移，维钝电流增大，自腐蚀电位也趋于负移，说明氯离子对铁孔蚀的产生和发展起促进作用8。由图2亦可得铁的钝化电位大致在-0.8-0.5之间。1-0.2 2-0.01 3-0.001 4-0.0001 扫速20图2 铁的极化曲线局部放大图对电流做对数，做出铁在不同浓度下的tafel曲线图3。图3 铁的tafel曲线在图3中对腐蚀曲线做切线同电位的交点为铁的自腐蚀电位ecorr，对应的电流为腐蚀电流icorr，9做图可得图4，即在一电流下不同浓度的nacl溶液的自腐蚀电位不同。图4 铁在不同cl-1浓度下的的自腐蚀电位图由图4可以明确看到随着cl-1浓度的增加铁的自腐蚀电位越小，从而得知铁的腐蚀越容易进行。所以铁在nacl溶液中随着nacl浓度的增加而变得更容易腐蚀。3 讨论31 铁的腐蚀容易由实验得知，纯铁在nacl溶液中随着随着nacl浓度的增加而变得更容易腐蚀。铁的自腐蚀电位随着cl-1浓度的增加而减小，表明更易腐蚀。纯铁在nacl溶液中随着随着nacl浓度的增加而变得更容易腐蚀。32 铁的钝化由实验得知，纯铁的腐蚀速率随着cl-1浓度的增加而变快，并且得到了纯铁的孔蚀击穿电位的大致的点，得到了铁的钝化电位的区域，可以推测出铁制品在使用中的最佳使用环境。33 铁的使用环境因而可以得出在日常生活中铁制品应尽量避免在高浓度的盐中使用，并在使用后尽量保持干爽，从而增加铁制品的使用寿命。致谢十分感谢带领做实验的孔德生老师的悉心帮助和大力支持，并感谢学校提供的材料与实验器材，同时谢谢一起陪同做实验的同学和研究生师姐。参考文献：1 宋天佑，程鹏，王杏乔，无机化学m. 北京：高等教育出版社 2004.62 王正烈，周亚平，李松林，刘俊吉，南京工业大学物理化学的教材m.北京高等教育出版社2 董俊华，曹楚南，林海潮，酸度和氯离子浓度对工业纯铁腐蚀的促进作用机制研究 j.腐蚀科学与防护技术，1995（10）：第7卷 第4期 3 刘振富，铁的电势一ph图及其应用n.安康师专学报，1993年第l、2期合刊4 马欣，金属在含氯离子水介质中的腐蚀行为j.实验化工防蚀与防护文件，2005（5） 5 宝明，金属腐蚀理论及应用m.北京:化学工业版社，1984.35一37，214一219.6 李巧霞，王振尧，韩薇，韩恩厚，中国科学院金属研究所金属腐蚀与防护国家重点实验室n. 中国腐蚀与防护学报.2006（6）第26卷 第3期7 yamashita m,miyuki h,matsuda y,et al.the long term growth of the protect iverust layer formed on weathering steel by atmo-spheric corrosion during a quarter of a centuryj.corros.sci.,1994,36(2):283-2998 evans u r,taylor c a j.mechanism of atmospheric rustingj.corros. sci.,1972,12(3):227-2469 satoa.shape memory effect and physical properties of fe一mn一si alloyn. mrs intl.mtg.on adv.mats.materials research soeiety，1989，9:43110 darwish n a，hilbert f，lorenz w j，rosswag h.electroehimieaj. aeta，1973，18:421.11 杨得壬.无机化学下册m.北京：高等教