極化曲線在電化學腐蝕中的應用

1、1極化曲線在電化學腐蝕中的應用極化曲線在電化學腐蝕中的應用婁浩(班級：材料化學131學號：120133202059)關鍵詞關鍵詞：電化學腐蝕；極化；極化曲線；極化腐蝕圖據(jù)工業(yè)發(fā)達國家統(tǒng)計，每年由于腐蝕造成的損失約占國民生產(chǎn)總值的l～4％，世界鋼鐵年產(chǎn)量約有十分之一因腐蝕而報廢，因此研究金屬腐蝕對于國民經(jīng)濟發(fā)展和能源的合理利用具有重大意義。其中電化學腐蝕是金屬腐蝕的一種最普遍的形式。論文分析了電化學腐蝕的機理以及極化曲線的理論基礎。利用測

2、量極化曲線的方法，研究金屬腐蝕過程，已經(jīng)得到廣泛的應用。1.1.金屬腐蝕的電化學原理金屬腐蝕的電化學原理金屬腐蝕學是研究金屬材料在其周圍環(huán)境作用下發(fā)生破壞以及如何減緩或防止這種破壞的一門科學[1]。通常把金屬腐蝕定義為：金屬與周圍環(huán)境(介質)之間發(fā)生化學或電化學而引起的破壞或變質。所以，可將腐蝕分為化學腐蝕和電化學腐蝕[2]?；瘜W腐蝕是指金屬表面與非電解質直接發(fā)生純化學作用而引起的破壞。其反應的特點是金屬表面的原子與非電解質中的氧化劑直

3、接發(fā)生氧化還原反應，形成腐蝕產(chǎn)物[3]。腐蝕過程中電子的傳遞是在金屬與氧化劑之間直接進行的，因而沒有電流產(chǎn)生。電化學腐蝕是指金屬表面與電子導電的介質(電解質)發(fā)生電化學反應而引起的破壞。任何以電化學機理進行的腐蝕反應至少包含有一個陽極反應和一個陰極反應，并以流過金屬內部的電子流和介質中的離子流形成回路[4]。陽極反應是氧化過程，即金屬離子從金屬轉移到介質中并放出電子；陰極反應為還原過程，即介質中的氧化劑組分吸收來自陽極的電子的過程。例如

4、，碳鋼[5]在酸中腐蝕，在陽極區(qū)Fe被氧化成Fe2所放出的電子自陽極Fe流至鋼表面的陰極區(qū)(如Fe3C)上，與H作用而還原成氫氣，即陽極反應：Fe2e→Fe2陰極反應：2H2e→H2總反應：Fe2H→Fe2H23(2)溶液中溶解氧的還原反應在中性或堿性溶液中，發(fā)生氧化還原反應，生成OH離子：O22H2O4e→4OH(3)在酸性溶液中發(fā)生氧還原反應，生成水：O24H4e→2H2O陰極過程為氧的還原反應的腐蝕，叫吸氧腐蝕。這是最普遍的一種電

5、化學腐蝕。大多數(shù)金屬在大氣、土壤、海水和中性鹽溶液中的腐蝕主要靠氧的陰極還原反應，其腐蝕速度通常受氧擴散控制[8]。在含氧的酸性介質中腐蝕時有可能同時發(fā)生上述H離子和O2的兩種還原反應。3.3.金屬腐蝕的極化現(xiàn)象金屬腐蝕的極化現(xiàn)象當電極上有凈電流通過時，電極電位顯著偏離了未通電時開路電位(平衡電位或非平衡的穩(wěn)態(tài)電位)，這種現(xiàn)象叫做電極的極化。3.13.1陽極極化陽極極化陽極上有電流通過時，其電位向正方向移動，稱為陽極極化。產(chǎn)生陽極極化的

6、原因是：(1)活化極化因為陽極過程是金屬離子從基體轉移到溶液中，并形成水化離子的過程。如果金屬離子進入溶液的反應速度小于電子由陽極通過導線流向陰極的速度，則陽極就會有過多的正電荷積累，改變雙電層電荷分布及雙電層間的電位差，使陽極電位向正向移動，由于反應需要一定的活化能，使陽極溶解反應的速度遲緩于電子移去的速度，由此引起的極化叫活化極化。(2)濃差極化陽極溶解產(chǎn)生的金屬離子，首先進入陽極表面附近的液層中，使與溶液深處產(chǎn)生濃差。在此濃度梯度