金属电化学腐蚀过程动力学

1、第第章金属电化学腐蚀章金属电化学腐蚀过程动力学过程动力学l在第二章中，从热力学观点阐述了金属发生腐蚀的根本原因，介绍了判断腐蚀倾向的方法。但在实际中，人们不仅关心金属材料的腐蚀倾向，更关心腐蚀过程进行的速度。由于热力学的研究方法中没有考虑到时间因素及反应进行的细节，因此腐蚀倾向并不能作为腐蚀速度的尺度。一个大的腐蚀倾向不一定就对应着一个高的腐蚀速度，这正像金属铝，从热力学业角度看，它的腐蚀倾向很明显，但在某些介质中，它的腐蚀速度却极低。对于金属材料来说，人们想方设法来降低腐蚀反应的速度，以达到延长其使用寿命的目的。为此，必须了解腐蚀过程的机理及影响腐蚀速度的各种因素，掌握在不同条件下腐蚀作用的

2、动力学规律，并通过实验进行研究和了解解决具体问题的方法。本章重点掌握本章重点掌握1.腐蚀电池的电极过程腐蚀电池的电极过程2.极化作用（极化现象、原因，极化曲线及其应用）极化作用（极化现象、原因，极化曲线及其应用）3.腐蚀极化图与混合电势腐蚀极化图与混合电势4.腐蚀极化图应用腐蚀极化图应用5.腐蚀速度的电化学测试方法腐蚀速度的电化学测试方法 3. 电极的极化现象电极的极化现象一一. 极化现象极化现象金属的腐蚀一般是按腐蚀原电池作用原理进行的，电流流过电极时，金属的腐蚀一般是按腐蚀原电池作用原理进行的，电流流过电极时，电极电势偏离平衡电势的现象称为极化现象。电极电势偏离平衡电势的现象称为极化现象。

3、超电势由于有电流通过而引起的电极电势偏离原来电极电势的变化值超电势由于有电流通过而引起的电极电势偏离原来电极电势的变化值1. 阳极极化电极电位偏离平衡电位向正的方向移动阳极极化电极电位偏离平衡电位向正的方向移动2. 阴极极化电极电位偏离平衡电位向负的方向移动阴极极化电极电位偏离平衡电位向负的方向移动电化学体系中，发生电极极化时，阴极的电极电位变得电化学体系中，发生电极极化时，阴极的电极电位变得比平衡电位更负，阳极电极电位变得比平衡电位更正比平衡电位更负，阳极电极电位变得比平衡电位更正电极性质的变化就取决于极化作用和去极化作用的电极性质的变化就取决于极化作用和去极化作用的对立统一对立统一阳极：电

4、子流出电极速度大，阳极：电子流出电极速度大，正电荷积累正电荷积累阴极：电子流入电极速度大，阴极：电子流入电极速度大，负电荷积累负电荷积累偏离平衡电极电位偏离平衡电极电位电子运动速度电子运动速度/电极反应速电极反应速度矛盾度矛盾电极极化现象的内在电极极化现象的内在原因原因.极化原因极化原因一般电极过程的三个分步步骤一般电极过程的三个分步步骤1. 阳极极化阳极极化 阳极上有电流通过时，电极电势向正方向变化阳极上有电流通过时，电极电势向正方向变化 (1) 活化极化活化极化(2) 浓差极化浓差极化(3) 电阻极化电阻极化2. 阴极极化阴极极化 阴极上有电流通过时，阴极电势向负方向移动。阴极上有电流通过

5、时，阴极电势向负方向移动。 (1) 活化极化活化极化(2) 浓差极化浓差极化阳极：电子流出电极速度大，正电荷积累阳极：电子流出电极速度大，正电荷积累阴极：电子流入电极速度大，负电荷积累阴极：电子流入电极速度大，负电荷积累只要消耗电子的过程受到阻滞都会引起阴极极化只要消耗电子的过程受到阻滞都会引起阴极极化实验表明，过电势是随通过电极的电流密度不同而实验表明，过电势是随通过电极的电流密度不同而不同的。电流密度越大，过电位绝对值越大。不同的。电流密度越大，过电位绝对值越大。 极化曲线电极电位随电流密度变化的关系曲线极化曲线电极电位随电流密度变化的关系曲线 完整而直观地表达出一个电极过程的极化性能（极

6、化度）完整而直观地表达出一个电极过程的极化性能（极化度）超电势是表示电极极化程度的重要参数；仅表示某一特定电流超电势是表示电极极化程度的重要参数；仅表示某一特定电流密度下电极的极化程度，而无法反应整个电流密度范围内电极密度下电极的极化程度，而无法反应整个电流密度范围内电极电位变化规律电位变化规律三三. 极化曲线极化曲线三三. 极化曲线极化曲线极化度极化度电极过程的难易程度电极过程的难易程度极化度越大，电极过程越难进行，因电极极化的倾向大，极化度越大，电极过程越难进行，因电极极化的倾向大，电极反应的微小变化就会引起电极电位的明显变化电极反应的微小变化就会引起电极电位的明显变化测定电极过程的极化曲线是电极过程测定电极过程的极化曲线是电极过程动力学研究中一种基本的实验方法动力学研究中一种基本的实验方法一腐蚀极化曲线一腐蚀极化曲线如果一个电极上同时进行几个电极反应，由于以下两个特点，如果一个电极上同时进行几个电极反应，由于以下两个特点，很容易看出整个电极反应的很容易看出整个电极反应的EI曲线与在该电极上进行的各曲线与在该电极上进行的各个电极反应的动力学行为之间的关系个电极反应的动力学行为之间的关系(1)所有这些电极反应都是在同样的电极电位下进行的所有这些电极反应都是在同样的电极电位下进行的(2)整个电极的外