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《材料腐蝕與防護(hù)-第五章-析氫腐蝕和吸氧腐蝕.ppt》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、第五章析氫腐蝕和吸氧腐蝕兩種典型去極化腐蝕形式析氫腐蝕—氫去極化腐蝕，是常見的危害性較大的一類腐蝕吸氧腐蝕—氧去極化腐蝕，是自然界普遍存在的，破壞性最大的一類腐蝕。5.1析氫腐蝕以氫離子作為去極劑，在陰極上發(fā)生2H++2e—H2的電極反應(yīng)叫氫去極化反應(yīng)。由氫去極化引起的金屬腐蝕稱為析氫腐蝕。在中性溶液中，氫的平衡電極電位耐斯特公式求得EH=-0.413V。也就是說當(dāng)E金屬＜-0.413V時，有可能發(fā)生氫去極化腐蝕。在酸性介質(zhì)中一般電位負(fù)的金屬都能發(fā)生氫去極化腐蝕。析氫反應(yīng)的步驟(一般在酸性溶液中)：（1）水化氫離子向電極擴散并在電
2、極表面脫水；（2）氫離子與電極表面的電子結(jié)合(放電)形成原子氫，吸附在電極表面上。（電化學(xué)步驟）（3）吸附在電極表面的H原子與剛發(fā)生放電的活性H原子結(jié)合成H2分子；（4）氫分子形成氣泡從表面逸出。（在堿性溶液中）：（1）水分子到達(dá)電極，且氫氧離子離開電極；（2）水分子電離及氫離子還原成吸附在電極表面的氫原子；（電化學(xué)步驟）（3）吸附氫原子復(fù)合脫附；MH+MH—H2+2M或MH+H++M—H2+2M（4）形成氫氣氣泡逸出。氫去極化的陰極極化曲線如圖所示： 在相同的條件下，析氫過電位愈大，意味著氫去極化過程就愈難進(jìn)行，金屬的腐蝕就愈
3、慢。因此可用提高析氫過電位，降低氫去極化過程，控制金屬的腐蝕速度。提高析氫過電位措施：(1)加入析氫過電位高的合金元素。如加入Hg、Pb等合金元素，提高合金的析氫過電位，增加合金的耐蝕性。(2)提高金屬的純度，消除或減少雜質(zhì)。(3)加入陰極緩蝕劑提高陰極析氫過電位。如在酸性溶液中加As、sb、Hg、鹽，在陰極上析出As、sb、Hg，增加了金屬的析氫過電位，從而提高了合金的耐蝕性。析氫腐蝕的特征：1.陰極反應(yīng)濃度極化較小，一般可以忽略，原因：（1）去極化劑是帶電的半徑很小的氫離子，在溶液中有較大的遷移和擴散能力；（2）去極化濃度較大
4、，在酸性溶液中是氫離子，在中性和堿性溶液中是水分子；H2O+e—H+OH-（3）氫氣泡的攪拌作用；2.與PH值關(guān)系較大。3.與金屬材料的本質(zhì)和表面狀態(tài)有關(guān)。4.與陰極面積有關(guān)。5.與溫度有關(guān)。5.2吸氧腐蝕當(dāng)電解質(zhì)溶液中有氧存在時，在陰極上發(fā)生氧去極化反應(yīng)，在中性或堿性溶液中：在酸性溶液中：由此引起陽極金屬不斷溶解的現(xiàn)象稱作氧去極化腐蝕。許多金屬及其合金在中性或堿性溶液中，在潮濕大氣、海水、土壤中都可能發(fā)生氧去極化腐蝕，甚至在流動的弱酸性溶液中也會發(fā)生氧去極化反應(yīng)。因此，與析氫腐蝕比較，氧去極化腐蝕更為普遍和重要。氧在中性溶液中，
5、PO2=2.1E4pa時，平衡電極電位EO2=0.815V說明，在中性溶液中有氧存在，當(dāng)E金屬＜0.815V時，就可能發(fā)生氧去極化腐蝕。陰極吸氧反應(yīng)步驟：（1）氧由氣相通過界面進(jìn)入水溶液；（2）氧借助對流和擴散通過溶液主體層；（3）氧借助擴散通過擴散層達(dá)到金屬表面；（4）氧和H2O或H+得到電子，發(fā)生氧去極化反應(yīng)。氧去極化的陰極極化曲線： 由于氧去極化的陰極過程與氧向金屬表面輸送過程及氧的離子化反應(yīng)有關(guān)．所以氧去極化的陰極極化曲線比較復(fù)雜。 分為四個部分：(1)陰極過程由氧離子化反應(yīng)控制，即反應(yīng)速度＜＜傳輸速度。(2)陰極過程由
6、氧的擴散過程控制，即傳輸速度＜＜反應(yīng)速度。 隨著電流密度的不斷增大，氧擴散過程緩慢引起濃差極化。(3)陰極過程由氧的離子化反應(yīng)與氧的擴散過程混合控制，即傳輸速度=反應(yīng)速度。(4)陰極過程由氧去極化及氫去極化共同控制。影響氧去極化腐蝕的因素：（1）氧的濃度：極限擴散電流密度隨溶解氧的濃度增加而增加，氧去極化腐蝕速度隨著氧的濃度增加而增加。（2）流動速度：在氧濃度一定的情況下，極限擴散電流密度與擴散層厚度呈成反比。溶液流速增加使擴散層厚度減小，腐蝕速度增加。腐蝕速度隨溶液流速的增加而增加。（3）溫度：通常溶液溫度升高有利于提高界面反應(yīng)
7、速度。因此，在一定的溫度范圍內(nèi)腐蝕速度將隨溫度升高而加速。（4）鹽濃度：隨著鹽濃度增加，溶液的電導(dǎo)率增大，腐蝕速度明顯加快。
