金属腐蚀与防护课件第四章析氢腐蚀和吸氧腐蚀
45页1、*金属腐蚀与防护(2009-2010学年)第四章析氢腐蚀与吸氧腐蚀 以氢离子作为去极化剂的腐蚀过程,称为氢离子去极化腐蚀,简称氢去极化腐蚀,又称析氢腐蚀,是常见的危害性较大的一类腐蚀。以氧作为去极化剂的腐蚀过程,称为氧去极化腐蚀,又称吸氧腐蚀,是自然界普遍存在因而破坏性最大的一类腐蚀。 1*金属腐蚀与防护(2009-2010学年) 电化学腐蚀的阴极过程 去极化剂还原的阴极过程与金属氧化的阳极过程共同组成整个腐蚀过程。显然,如果没有阴极过程,阳极过程就不会发生,金属就不会腐蚀。换言之,金属腐蚀的阳极过程与阴极过程相互依存,缺一不可。 原则上,所有能吸收金属中的电子的还原反应,都可以构成金属电化学腐蚀的阴极过程。2*金属腐蚀与防护(2009-2010学年)一般的说,在不同条件下金属腐蚀的阴极过程可以有以下几种类型:1.溶液中的阳离子的还原,例如2.溶液中的阴离子的还原,例如3.溶液中的中性分子的还原,例如4.不溶性产物的还原,例如5.溶液中的有机化合物的还原,例如3*金属腐蚀与防护(2009-2010学年)析氢腐蚀4*金属腐蚀与防护(2009-2010学年)5*金属腐蚀与防护(2009-2
2、010学年) 发生氢去极化腐蚀的前提条件是金属的电极电位比析氢反应的电极电位更负。6*金属腐蚀与防护(2009-2010学年)7*金属腐蚀与防护(2009-2010学年)8*金属腐蚀与防护(2009-2010学年)9*金属腐蚀与防护(2009-2010学年)一般认为在酸性溶液中,氢去极化过程是按下列步骤进行的:1、H+H2O(溶液)H+H2O(电极)H+H2OH+H2O2、H+M(e)MH3、MH+MHH2+2MMH+H+M(e)H2+2M4、氢分子形成气泡析出在碱性溶液中,在电极上还原的不是氢离子,而是水分子H2OH+OH-10*金属腐蚀与防护(2009-2010学年)氢去极化的阴极极化曲线与氢过电位 由于缓慢步骤形成的阻力,在氢电极的平衡电位下将不能发生析氢过程,只有克服了这一阻力才能进行氢的析出。 因此氢的析出电位要比氢电极的平衡电位更负一些,两者间差值的绝对值称为氢过电位。11*金属腐蚀与防护(2009-2010学年) 图是典型的氢去极化的阴极极化曲线,是在没有任何其它氧化剂存在,氢离子作为唯一的去极化剂的情况下绘制而成的。12*金属腐蚀与防护(2009-2010学年) 在平衡
3、电位E0,H时,阴极电密为0。当有阴极电流通过时,析H2过程中的某步受阻,产生阴极极化,阴极电位变负。在一定电密下,氢的电位变负到一定值时,就会有H2析出。 H =EH-EO,HH越大,析H2电位就越接近阳极电位,腐蚀电池电位差减小,腐蚀过程减缓。13*金属腐蚀与防护(2009-2010学年)14*金属腐蚀与防护(2009-2010学年)15*金属腐蚀与防护(2009-2010学年)16*金属腐蚀与防护(2009-2010学年) 根据a值的大小,可将金属材料分为三类: 1.高氢过电位金属,主要有铅、铊、汞、镉、锌、镓、锡等,a值在1.01.5伏; 2.中氢过电位金属,主要有铁、钴、镍、铜、钨、金等,a值在0.50.7伏; 3.低氢过电位金属,主要是铂和钯等铂族金属,a值在0.10.3伏。电极材料对过电位的影响17*金属腐蚀与防护(2009-2010学年)腐蚀速度快18*金属腐蚀与防护(2009-2010学年)19*金属腐蚀与防护(2009-2010学年)20*金属腐蚀与防护(2009-2010学年) Zn在酸中的腐蚀是阴极控制下的析氢腐蚀,腐蚀速度主要取决于H 。纯Zn和工业Zn在酸中
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