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氢去极化腐蚀与氧去极化.ppt

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第62页,共62页,星期六,2024年,5月铝和不锈钢在稀硫酸中属于阳极控制的腐蚀过程第30页,共62页,星期六,2024年,5月氢去极化腐蚀的特征1.阴极反应浓度极化较小,一般可以忽略,其原因A去极化剂是带电的,半径很小的氢离子,在溶液中有较大的迁移能力和扩散能力B去极化的浓度较大,在酸溶液中去极化剂是氢离子,在中性或碱性溶液中水分子可按下式进行反应H2O+e=H吸附+OH-C氢气泡的搅拌作用2.与溶液的pH关系很大3.与金属材料的本质和表面状态有关4.与阴极面积有关5.与温度有关第31页,共62页,星期六,2024年,5月氧去极化腐蚀当电解质溶液中有氧存在时,在阴极上发生氧去极化反应,在中性或碱性溶液中:在酸性溶液中:由此引起阳极金属不断溶解现象称为氧去极化腐蚀。当原电池阳极电极电位较氧电极平衡电位负时,即,才可能发生氧去极化腐蚀。第32页,共62页,星期六,2024年,5月氧的平衡电极电位可用奈恩斯特方程式计算:如在pH=7的中性溶液中,PO2=2.1×104Pa,氧的平衡电位为:此式表明,在中性溶液中有氧存在时,如果金属的电位小于0.815V,就可能发生氧去极化腐蚀。许多金属及其合金在pH≥7溶液中,在潮湿大气海水、土壤中都可能发生氧去极化腐蚀,甚至在流动弱酸性溶液中也会发生氧去极化反应。第33页,共62页,星期六,2024年,5月第34页,共62页,星期六,2024年,5月第35页,共62页,星期六,2024年,5月第36页,共62页,星期六,2024年,5月第37页,共62页,星期六,2024年,5月第38页,共62页,星期六,2024年,5月第39页,共62页,星期六,2024年,5月第40页,共62页,星期六,2024年,5月氧去极化的阴极极化曲线氧去极化的阴极过程与氧向金属表面输送过程及氧的离子化反应有关,氧去极化的阴极极化曲线比较复杂。图2-19氧去极化阴极过程的极化曲线,由于控制因素不同,这条曲线可以分为四个部分:1)阴极过程由氧离子化反应控制,即V反?V输。当ic为零时氧的平衡电极电位为E00,不能发生氧去极化反应。当Ec→E0’时,才能发生氧去极化反应。E0’氧去极化电极电位。此阶段由于氧供应充分,阴极过程主要取决于氧的离子化反应,即活化极化过程。E0’PBC线表明了ηO2过电位与阴极极化电流密度之间关系:第41页,共62页,星期六,2024年,5月第42页,共62页,星期六,2024年,5月(2-57),E00氧平衡电极电位,a单位电流密度时的过电位,与电极材料表面状态有关常数;b-与电极材料无关,一般约为0.118V。同等条件下,ηO2愈小,表示氧去极化反应愈容易进行。第43页,共62页,星期六,2024年,5月2)阴极过程由氧的扩散过程控制,即即V输?V反。随着i不断增大,氧扩散过程缓慢引起浓差极化。当i=iD,阴极极化过程如图2-19中曲线FSN所示。此时,电极电位急剧地向负方向移动,整个阴极过程完全由氧的扩散过程控制。此阶段的浓差极化的过电位与电流密度关系为:上式表明,阴极过程与电极材料无关,而完全取决于氧的极限扩散电流密度。第44页,共62页,星期六,2024年,5月3)阴

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