腐蚀与防护PPT学习教案

1、会计学1腐蚀与防护腐蚀与防护n测出内电阻为测出内电阻为R内内=90第1页/共62页ZnCu第2页/共62页第3页/共62页tEEZnEZnECuECu阴极极化阴极极化阳极极化阳极极化第4页/共62页第5页/共62页腐蚀电池极化行为测量装腐蚀电池极化行为测量装置示意图置示意图第6页/共62页随着电极中的电流增加，随着电极中的电流增加，阳极极化曲线向正向移阳极极化曲线向正向移动；阴极极化曲线向负动；阴极极化曲线向负向移动。向移动。极化曲线的斜率也叫极极化曲线的斜率也叫极化率或极化程度，据极化率或极化程度，据极化率可以判断电极反应化率可以判断电极反应过程的难易程度。过程的难易程度。 若若极化曲线较陡

2、，极化率极化曲线较陡，极化率大，则表明电极反应过大，则表明电极反应过程的阻力也大；若极化程的阻力也大；若极化曲线平坦，极化率小，曲线平坦，极化率小，电极反应过程的阻力也电极反应过程的阻力也小，反应就容易进行。小，反应就容易进行。ACEECuEZnEZnECuaci1i第7页/共62页面运动。面运动。第8页/共62页电子转移步骤：电子转移步骤：反反应物在电极表面得应物在电极表面得电子或失电子的反电子或失电子的反应而生成产物的步应而生成产物的步骤，也称电化学步骤，也称电化学步骤。骤。电极表面产物向液电极表面产物向液相传质和生成新相相传质和生成新相步骤：步骤：产物离开电产物离开电极表面向溶液相内极表

3、面向溶液相内部疏散的过程并伴部疏散的过程并伴有新物质生成。有新物质生成。第9页/共62页第10页/共62页表面正电荷的积累和阴极表面表面正电荷的积累和阴极表面负电荷的积累使反应阻力增加，负电荷的积累使反应阻力增加，引起电化学极化。引起电化学极化。第11页/共62页第12页/共62页第13页/共62页第14页/共62页由于阴极附近反应物或反应产物扩散速度的缓由于阴极附近反应物或反应产物扩散速度的缓慢，可引起阴极浓差极化。例如，溶液中的氧或慢，可引起阴极浓差极化。例如，溶液中的氧或氢离子到达阴极的速度小于阴极反应本身的速度，氢离子到达阴极的速度小于阴极反应本身的速度，造成阴极表面附近氧或氢离子的缺

4、乏，结果产生造成阴极表面附近氧或氢离子的缺乏，结果产生浓差极化，使阴极电位变负。浓差极化，使阴极电位变负。如果阴极反应产物如果阴极反应产物(如如OH-)因扩散慢而积累在阴因扩散慢而积累在阴极表面附近，也会导致阴极浓差极化，使电位变极表面附近，也会导致阴极浓差极化，使电位变负。负。第15页/共62页p阳极极化越大，说明阳极过程受阻滞越严重，这对防止金属腐蚀是有阳极极化越大，说明阳极过程受阻滞越严重，这对防止金属腐蚀是有利的。反之，去除阳极极化，会促使腐蚀的进行。这种消除阳极极化利的。反之，去除阳极极化，会促使腐蚀的进行。这种消除阳极极化的过程，叫阳极去极化。的过程，叫阳极去极化。p例如，搅拌镕液

5、，加速金属离子的扩散；使阳极产物形成沉淀或形成例如，搅拌镕液，加速金属离子的扩散；使阳极产物形成沉淀或形成络离子；加入活化离子络离子；加入活化离子( (如如ClCl- -) )，消除阳极钝化等，都可加速阳极去极，消除阳极钝化等，都可加速阳极去极化过程，从而加速腐蚀。化过程，从而加速腐蚀。p阴极极化表示阴极过程受到阻滞，使来自阳极的电子不能及时被吸收阴极极化表示阴极过程受到阻滞，使来自阳极的电子不能及时被吸收，因此阻碍金属腐蚀的进行。反之，消除阴极极化的过程叫做阴极夫，因此阻碍金属腐蚀的进行。反之，消除阴极极化的过程叫做阴极夫极化。极化。p阴极去极化的作用，可使阳极过程顺利进行，因此可维持或加速

6、腐蚀阴极去极化的作用，可使阳极过程顺利进行，因此可维持或加速腐蚀过程。其中最重要最常见的阳极去极化剂为溶液中的氢离子和氧分子过程。其中最重要最常见的阳极去极化剂为溶液中的氢离子和氧分子。第16页/共62页二、腐蚀极化图二、腐蚀极化图第17页/共62页为了方便起见，常常忽略电位随电流变化的细节，将极为了方便起见，常常忽略电位随电流变化的细节，将极化曲线画成直线形式。这样可得到简化的腐蚀极化图，化曲线画成直线形式。这样可得到简化的腐蚀极化图，也称为也称为Evans图。图。交点交点S对应的电位，叫混合电位对应的电位，叫混合电位(Mixed Potential)，处于两电极处于两电极电位之间。由于此阳

7、、阴极反应电位之间。由于此阳、阴极反应构成了腐蚀过程，所以混合电位构成了腐蚀过程，所以混合电位就是自腐蚀电位就是自腐蚀电位(Free Corrosion Potential)，简称为腐蚀电位简称为腐蚀电位(Corrosion Potential)，用用Ecorr表表示。显然，腐蚀电位是一种不可示。显然，腐蚀电位是一种不可逆的非平衡电位，可由实验测得。逆的非平衡电位，可由实验测得。图中与腐蚀电位对应的电流叫腐图中与腐蚀电位对应的电流叫腐蚀电流。蚀电流。第18页/共62页混合电位理论混合电位理论(Mixed Potential Theory)第19页/共62页腐蚀极化图的应用腐蚀极化图的应用 腐蚀

8、极化图是研究电化学腐蚀的重要工具，腐蚀极化图是研究电化学腐蚀的重要工具，用途很广。例如，利用极化图可以确定腐蚀的主要用途很广。例如，利用极化图可以确定腐蚀的主要控制因素，解释腐蚀现象，分析腐蚀过程的性质和控制因素，解释腐蚀现象，分析腐蚀过程的性质和影响因素，判断添加剂的作用机理，以及用图解法影响因素，判断添加剂的作用机理，以及用图解法计算多电极体系的腐蚀速度等。可以说，极化图构计算多电极体系的腐蚀速度等。可以说，极化图构成了电化学腐蚀的理论基础，是腐蚀科学最重要的成了电化学腐蚀的理论基础，是腐蚀科学最重要的理论工具。理论工具。第20页/共62页1极化图用于分析腐蚀速度的影响因素：极化图用于分析

9、腐蚀速度的影响因素：第21页/共62页第22页/共62页(1)腐蚀速度与腐蚀电池初始电位差的关系：腐蚀电池的初腐蚀速度与腐蚀电池初始电位差的关系：腐蚀电池的初始电位差（始电位差（EO,C- EO,A )，是腐蚀的原动力。是腐蚀的原动力。第23页/共62页 (2)极化性能对腐蚀速度的影响：若腐蚀电池的欧姆电阻很极化性能对腐蚀速度的影响：若腐蚀电池的欧姆电阻很小，则极化性能对腐蚀电流有很大的影响。在其他条件相同小，则极化性能对腐蚀电流有很大的影响。在其他条件相同时，极化率越小，其腐蚀电流越大。时，极化率越小，其腐蚀电流越大。(3)溶液中合氧且及络合剂对腐蚀速度的影响；溶液中合氧且及络合剂对腐蚀速度

10、的影响；第24页/共62页(4)其他影响腐蚀速度的因素，如阴、阳极面积比和溶液电其他影响腐蚀速度的因素，如阴、阳极面积比和溶液电阻等将在以后的章节中讨论。阻等将在以后的章节中讨论。2腐蚀速度控制因素腐蚀速度控制因素 腐蚀速度不但取决于腐蚀电池阴、阳极间的起始电位差腐蚀速度不但取决于腐蚀电池阴、阳极间的起始电位差，这是腐蚀的这是腐蚀的推动力，而且决定于阴、阳极的极化率，以及欧姆电阻，这是腐蚀的阻力。推动力，而且决定于阴、阳极的极化率，以及欧姆电阻，这是腐蚀的阻力。在腐蚀过程中起控制速度作用，称为控制因素。在腐蚀过程中起控制速度作用，称为控制因素。第25页/共62页第26页/共62页第27页/共6

11、2页第28页/共62页腐蚀极化图的测定腐蚀极化图的测定第29页/共62页第30页/共62页第31页/共62页三、电化学极化控制下的腐蚀动力学方程式三、电化学极化控制下的腐蚀动力学方程式第32页/共62页1、单电极反应的电化学极化方程式、单电极反应的电化学极化方程式第33页/共62页第34页/共62页第35页/共62页第36页/共62页2、电化学极化控制下的腐蚀速度表达式、电化学极化控制下的腐蚀速度表达式第37页/共62页第38页/共62页第39页/共62页3、电化学极化控制下腐蚀金属的极化曲线、电化学极化控制下腐蚀金属的极化曲线第40页/共62页第41页/共62页四、浓差极化控制下的腐蚀动力学方程式四、浓差极化控制下的腐蚀动力学方程式第42页/共62页第43页/共62页第44页/共62页第45页/共62页浓差极化控制下腐蚀金属的极化曲线浓差极化控制下腐蚀金属的极化曲线第46页/共62页腐蚀速度的电化学测定方法腐蚀速度