金屬腐蝕與防護(hù)6.ppt

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1、第六章金屬的鈍化鈍化現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)規(guī)律金屬鈍化的定義鈍化現(xiàn)象研究鈍化現(xiàn)象的意義鈍化體系的極化曲線陽極鈍化的陽極極化曲線鈍化體系的類型實(shí)現(xiàn)自鈍化的途徑金屬鈍化的理論研究金屬鈍化的方法主要的鈍化理論簡介鈍化研究中的幾個(gè)問題鈍化現(xiàn)象研究鈍化現(xiàn)象的意義金屬從活態(tài)向鈍態(tài)的轉(zhuǎn)變叫做鈍化。提高金屬材料的鈍化性能促使金屬材料在使用環(huán)境中鈍化，是腐蝕控制的最有效途徑之一。0102030405060HNO3，%Fe（Armco）的腐蝕速度與硝酸濃度的關(guān)系(25℃)105activepassivepassivation返

2、回（×103g/m2·hr）腐蝕速度鈍化現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)規(guī)律鈍態(tài)的特征（1）腐蝕速度大幅度下降。（2）電位強(qiáng)烈正移。（3）鈍化膜的穩(wěn)定性。（4）鈍化只是金屬表面性質(zhì)的改變。影響鈍化的因素(1)?金屬材料各種金屬鈍化的難易程度有很大不同。易鈍化金屬：如鈦、鉻、鉬、鎳、鐵等，自鈍化金屬：如鈦、鉻、鋁。將鈍化性能很強(qiáng)的金屬(如鉻)加入到鈍化性能較弱的金屬(如鐵)中，組成固溶體合金，加入量對合金鈍化性能的影響符合Tamman定律（n/8定律），鐵鉻合金的鈍化能力能大大提高。048121620342832364

3、0FeCr（%）121086421201008060402010%HCL10%H2SO410%HNO3腐蝕速度（毫克/厘米2.小時(shí)）鐵鉻合金的腐蝕速度與鉻含量的關(guān)系(25度)(2)環(huán)境能使金屬鈍化的介質(zhì)稱為鈍化劑。多數(shù)鈍化劑都是氧化性物質(zhì)，如氧化性酸(硝酸，濃硫酸，鉻酸)，氧化性酸的鹽(硝酸鹽，亞硝酸鹽，鉻酸鹽，重鉻酸鹽等)，氧也是一種較強(qiáng)鈍化劑。(3)溫度降低溫度有利于鈍化的發(fā)生，反之亦然。(4)金屬表面在空氣中形成的氧化物膜對鈍化有利。(5)有許多因素能夠破壞金屬的鈍態(tài)，使金屬活化。這些因

4、素包括：活性離子(特別是氯離子)和還原性氣體(如氫)，非氧化性酸(如鹽酸)，堿溶液(能破壞兩性金屬如鋁的鈍態(tài))，陰極極化，機(jī)械磨損。返回陽極鈍化某些腐蝕體系在自然腐蝕狀態(tài)不能鈍化，但通入外加陽極極化電流時(shí)能夠使金屬鈍化(電位強(qiáng)烈正移，腐蝕速度大降低)。這稱為陽極鈍化，或電化學(xué)鈍化。金屬在介質(zhì)中依靠自身的作用實(shí)現(xiàn)的鈍化則叫做化學(xué)鈍化?！镪枠O鈍化和化學(xué)鈍化的實(shí)質(zhì)是一樣的。金屬鈍化的定義在一定條件下，當(dāng)金屬的電位由于外加陽極電流或局部陽極電流而移向正方向時(shí)，原來活潑溶解的金屬表面狀態(tài)會發(fā)生突變。金屬的

5、溶解速度則急速下降。這種表面狀態(tài)的突變過程叫做鈍化。**腐蝕速度大幅度下降和電位強(qiáng)烈正移是金屬鈍化的兩個(gè)必要標(biāo)志，二者缺一不可。鈍化體系的陽極極化曲線（Fe在10%H2SO4中）B-2500+250+500+750+1000+1250+1500+1750+2000電位(mv)

6、１｜２｜３｜４｜５｜800600400200電流密度i(mA/cm2)ACDEA~D,電位增加腐蝕速度減小鈍化體系的極化曲線陽極鈍化的陽極極化曲線（1）AB段，稱為活性溶解區(qū)陽極反應(yīng)式如Fe?Fe2++2e（2）BC段，稱

7、為鈍化過渡區(qū)陽極反應(yīng)式如3Fe+4H2O?Fe3O4+8H++8e（3）CD段，稱為穩(wěn)定鈍化區(qū)，簡稱鈍化區(qū)陽極反應(yīng)式如2Fe+3H2O?Fe2O3+6H++6e（4）DE段，稱為過鈍化區(qū)陽極反應(yīng)4OH-?O2+2H2O+4e－０．１０１．０２．０電位（Ｖ．ＳＨＥ）其它金屬的陽極鈍化曲線０．２０．１０１．００．５００．１００．１０．０５００．０５０電流密度(mA/cm2)Fe0.5MH2SO4Au3MHClZn4MNaOHNi0.5MH2SO4Cr0.5MH2SO4鈍化參數(shù)(1)致鈍電流密度，i致

8、i致表示腐蝕體系鈍化的難易程度。(2)致鈍化電位，Ep陽極極化的極化電位超過Ep才能使金屬鈍化。(3)維鈍電流密度，i維i維對應(yīng)于金屬鈍化后的腐蝕速度。(4)鈍化區(qū)電位范圍鈍化區(qū)電位范圍愈寬，表明金屬鈍態(tài)愈穩(wěn)定。ACBDEi維Ep鈍化區(qū)電位范圍iEi致陽極保護(hù)用陽極鈍化方法達(dá)到減小金屬腐蝕的目的，這種防護(hù)技術(shù)叫做陽極保護(hù)。陽極保護(hù)的適用條件是:（1）具有活態(tài)—鈍態(tài)轉(zhuǎn)變。（2）陽極極化時(shí)必須使金屬的電位正移到穩(wěn)定鈍化區(qū)內(nèi)。★陽極保護(hù)是危險(xiǎn)性保護(hù)鈍化體系的真實(shí)陽極極化曲線由于陰極極化曲線是單調(diào)變化的

9、，由ia＝i++?iC?,可知真實(shí)陽極極化曲線和實(shí)測陽極極化曲線應(yīng)形狀相似。真實(shí)陽極極化曲線可以從實(shí)測陽極極化曲線推測作出來。返回鈍化體系的類型腐蝕體系的穩(wěn)定狀態(tài)取決于真實(shí)陰極極化曲線和真實(shí)陽極極化曲線的交點(diǎn)。根據(jù)交點(diǎn)位置不同，體系可有四種類型。真實(shí)極化曲線實(shí)測陽極極化曲線(虛線表示陰極電流)真實(shí)極化曲線交點(diǎn)位置在Ep在自然狀態(tài)例活性溶解區(qū)活性溶解區(qū)三點(diǎn)鈍化過渡區(qū)穩(wěn)定鈍化區(qū)過鈍化區(qū)穩(wěn)定過渡區(qū)

10、ic

11、

12、ic

13、

14、ic

15、>ip活性腐蝕活性腐蝕,或鈍化自鈍化過鈍化不銹鋼在稀H2SO4不銹鋼在