土壤腐蚀微电池的电极界面结构初步探索
土壤当中的腐蚀
土壤中的盐分除了对土壤腐蚀介质的导电过程起作用外， 还参与电化学反应，从而影响土壤的腐蚀性。它是电解液 的主要成份。含盐量越高，电阻率越低，腐蚀性就越强。 氯离子对土壤腐蚀有促进作用，所以在海边潮汐区或接近 盐场的土壤，腐蚀更为严重。但碱土金属钙、镁等的离子 在非酸性土壤中能形成难溶的氧化物和碳酸盐，在金属表 面上形成保护层，能减轻腐蚀。富含钙镁离子的石灰质土
• 土壤含水量既影响土壤导电性又影响含氧
量;
• 氧的含量对金属的土壤腐蚀有很大影响; • 土壤愈干燥，含盐量愈少，土壤电阻率愈
大，随电阻率的增大，土壤腐蚀性减小;
• pH值愈低，土壤腐蚀性愈强。
土壤的电阻率与腐蚀性的关系
土壤电阻率 ／·cm
土壤腐蚀性
钢的平均腐蚀速 度／mm·a－1
0－500 很高 >1
（2）阴极过程： 吸氧反应，即氧去极化反应。 氧的传输特点为氧由气相和液相两条途径输送 ①随土壤中气相或液相的定向流动而传输，定
向流动的程度取决于土壤表面层温度的周期波 动。
②随土壤的气相和液相进行扩散（主要途径） 扩散速度主要取决于土层的深度、厚度和湿度。
二.土壤腐蚀的电极过程
（3）土壤腐蚀的控制特征
a大多数土壤为潮湿土壤 ，腐蚀的特点：
腐蚀控制特征为
阴极控制
（阴极极化为电化学极 化控制）
b疏松干燥土壤， 表现为阳极控制， 类似于大气腐蚀
c长距离宏观腐蚀电池作 用下，土壤的电阻成为 腐蚀控制因素，腐蚀控 制特征为：
阴极－电阻混合控制
☆土壤腐蚀的电化学过程总结
• 阳极过程：Fe+nH2O→Fe2+ .nH2O+2e-
1.腐蚀宏电池引起的土壤腐蚀
常用结构钢土壤腐蚀行为的研究
常用结构钢在抚顺望花区土壤腐蚀行为的研究摘要随着埋地管线的应用，土壤腐蚀问题越来越受到大家的重视，本论文以铸铁和20号钢等常用结构钢为研究对象，对比研究其在抚顺望花区土壤中的腐蚀行为。
采用埋片和电化学试验对20号钢和铸铁在望花区的耐蚀性做了研究。
埋片实验研究了20号钢和铸铁在望花区土壤中埋片336小时的均匀腐蚀速率，研究表明：在望花土壤中20号钢的腐蚀较严重，年腐蚀率为0.0190mm/a，铸铁腐蚀较轻，年腐蚀率为0.0075mm/a，20号钢的腐蚀速率为铸铁的2.5倍；电化学试验采用电化学阻抗谱和极化曲线研究了20号钢和铸铁在望花区饱和土壤水溶液中的腐蚀规律，计算出了20号钢和铸铁的自腐蚀电位和自腐蚀电流密度，研究结果表明：20号钢的自腐蚀电位为-0.770V，铸铁的自腐蚀电位为-0.768V，两者相差不大；20号钢的自腐蚀电流密度是4.692μA/cm2，年腐蚀速率为0.0549mm/a，铸铁的自腐蚀电流密度是9.025μA/cm2，年腐蚀速率为0.1056mm/a，铸铁在望花地区土壤中的腐蚀性是20号钢1.92倍。
该结果与埋片结果相反，是由于埋片实验中20号钢发生局部腐蚀造成的。
通过本研究可得出以下结论：在重工业土壤环境下，20号钢的耐蚀性要比铸铁好。
关键词：土壤腐蚀，重工业，20号钢，铸铁，望花区AbstractWith the wide application of buried pipelines, soil corrosion problem more and more be everybody's attention, this paper cast iron and 20 steel as the research object, the thesis studies in the heavy industrial corrosion behavior in the soil.In this article, the test and electrochemical test of buried for 20 steel and cast iron WangHua heavy industry corrosion was studied. Buried the 20 steel and cast iron WangHua buried in the soil of the 336 hours of uniform corrosion rate, research shows that: in the WangHua soil 20 steel’s corrosion has serious corrosion rate, years of 0.0190 mm/a, cast iron corrosion is lighter, annual corrosion rate of 0.0075 mm/a, corrosion rate of 20 steel is 2.5 times than cast iorn; Electrochemical experiment the electrochemical impedance spectroscopy and polarization curve 20 steel and cast iron WangHua saturated soil water solution in the corrosion rule, calculated the 20 steel and cast iron from corrosion of the potential and the corrosion current density, the results of the study show that: 20 steel from corrosion current density is 4.692μA/cm2, annual corrosion rate of 0.0549 mm/a, cast iron from corrosion current density is 9.025μA/cm2, annual corrosion rate of 0.1056 mm/a, cast iron in the soil of corrosive is in 1.92 times that of 20 steel in WangHua saturated soil steel more corrosion resistant.Through this research can draw the following conclusions: in heavy industry environment, 20 steel is better than cast iron in corrosion resistance.Keywords: Soil corrosion, heavy industry, 20steel, cast iron, WangHua目录摘要 (1)Abstract (2)引言 (5)1 文献综述 (6)1.1 材质简介 (6)1.1.1 20号钢 (6)1.1.2 铸铁 (6)1.2 土壤的性质与特点 (7)1.2.1我国典型土壤的特点 (7)1.2.2抚顺望花区土壤特点 (9)1.3土壤腐蚀的研究现状 (10)1.3.1 土壤腐蚀研究历史 (10)1.3.2 国外对于土壤腐蚀的研究 (13)1.3.3 国内对于土壤腐蚀的研究 (14)1.4土壤腐蚀的类型和机理 (15)1.4.1 土壤腐蚀类型 (15)1.4.2 土壤腐蚀机理 (15)1.5 影响腐蚀的因素与土壤腐蚀的危害 (18)1.5.1 影响土壤腐蚀因素 (18)1.5.2 土壤腐蚀危害 (19)2 研究方法 (21)2.1 试验所用试剂与仪器 (21)2.2 浸泡腐蚀和电化学腐蚀 (21)2.2.1 埋片试验 (21)2.2.2 电化学试验 (22)3 实验结果与分析 (24)3.1 埋片法试验结果分析 (24)3.2 电化学试验结果分析 (25)3.2.1 电化学阻抗谱分析 (26)3.2.2 动电位极化曲线分析 (28)3.3 20号钢和铸铁在望花区土壤中腐蚀行为的对比 (30)结论 (32)致谢 (33)参考文献 (34)引言随着国内工业不断发展，更多的大型机械设备应用到生产中去，其中很多都是埋地设备，这就不得不考虑土壤腐蚀的影响。
“腐蚀与防腐”实验指导书
实验一“极化曲线法”测定土壤腐蚀性一、实验目的1．对比金属在电介质溶液和土壤中的腐蚀现象。
2．了解金属受土壤腐蚀时极化与去极化作用的发生与发展过程。
3．学会用“极化曲线法”判断土壤腐蚀性。
二、实验装置与原理：如图1所示，在玻璃缸中放有含盐、含水量为某一百分比的均匀土壤，其上插入二根同样材料、形状及大小的金属电极A和K，插入深度相同。
金属电极K上焊有绝缘导线，通过单点开关M，毫安表mA及可变电阻R 与电源的负端相连，金属电极A上也焊有绝缘导线，直接与电源正端相连。
两个电极间并有电压表V。
实验所用电极是用镀锌电工螺栓改制而成，外径D，电极插入深度h，实验时自行调整。
本实验采用恒电流的方法测量极化曲线（两极电位差△V与电流密度i的关系），以电流为自变量，通过调节电路中的电阻R使某一恒电流通过电极。
当电表上指示的电位差及电流值达到稳定以后读数，为了使电池系统获得稳定极化电流，应采用高压，高阻实验装置。
如图2所示，B为极化电源。
通常可取数十伏或数百伏的直流电源。
R c为电池系统等效电阻，R为可变电阻，根据欧姆定律，回路中的电流I是由B、R、R c、电源内阻R i 以及包括导线电阻，电压表内阻在内的电阻R x来决定的。
它们之间的关系为：R>>R c+R i+R x则I=B/R，这样由于电解池电阻或线路中接触点电阻变化引起的电流变化可减少到很少的程度，极化电流I值基本稳定，达到了控制极化电流的目的。
为了能获得较大的电流值，可采用较高电压的电源；若希望电流的可调范围更宽一些，也可采用分压一恒流混合线路。
三、实验步骤：1．熟悉实验装置，看清各种仪表量程及直流表的接线方向。
2．用砂纸擦净金属电极，使之发出金属光泽。
3．埋金属电极时注意在玻璃缸中央，并用手按紧金属电极周围的土壤，使之与金属接触良好，记下电极的埋深h。
4．检查联接线路是否正确，电压表是否在零点。
5．根据给出的可变电阻范围，选好拟调节的电阻值（一种土样至少选四个测点，通常由大电阻开始测定，合上单点开关M，接通电路，迅速观察电压表及电流表指示值的变化情况，待读数稳定后，记录下稳定的电流和电压值，以及稳定所需时间，打开单点开关，断开电路，并记录电压表回零的时间。
腐蚀电池ppt课件
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6
形成腐蚀电池的原因
金属方面
□成分不均匀 □表面状态不均匀 □组织结构不均匀 □应力和形变不均匀 □“亚微观”不均匀
环境方面
◇金属离子浓度差异 ◇氧浓度的差异 ◇温度差异
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7
腐蚀电池形成原因举例
钢 铝
渗碳体
新管道
新管道
(a)不同金属组合
应力集中
铁
(b)金属中含杂质
粘土
20
若阴、阳极直接交界，那么难溶性沉积物即可在直接靠近金属表面处形成较 紧密的、具有一定保护性的氢氧化物保护膜粘附在金属上。对于阴极呈细微 夹杂物的形式而散布在阳极基体上的金属（例如锌中含有杂质Cu），当它腐 蚀时可形成能覆盖相当部分金属表面的腐蚀次生产物的沉积膜。这种膜在一 定程度上可阻滞腐蚀过程的进行。因此，倘若能变更腐蚀的次生过程产物组 成，就能变更膜的性质，尤其是保护性质。腐蚀过程的许多特点是与膜的性 质变化有关。
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32
4．金属表面膜不完整形成的微观电池
金属的表面一般都存在一层初生膜。如果这种膜不完整、有缝隙或破损 ，则孔隙或破损处的金属相对于表面膜来说，电极电位较负，成为微电 池的阳极，故腐蚀将从这里开始。这是导致小孔腐蚀和应力腐蚀的主要 原因。
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23
腐蚀电池的种类
区指
分阴
明极 大显区 电。和 池阳 （极 宏区 观的 腐尺 蚀寸 电较 池大 ），
异金属接触电池
浓差电池
腐蚀形态 是局部腐 蚀，腐蚀 破坏主要 集中在阳 极区。
温度腐蚀电池
电解池阳极腐蚀电池
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指
阳
微极 电区 池和 （阴 微极 观区 腐尺 蚀寸 电小 池， ）很
变电站土壤腐蚀性评价及接地网金属腐蚀特性分析
质胶质体， 颗粒间充满空气、 水分和各种盐类等物 子， 变成铁锈， 从而引起了接地网的腐蚀。 由于土
收稿日期： 2009-05-21
作者简介： 朱志平（1963—）， 男， 湖北天门人， 教授， 主要从事锅炉水化学工况及电力设备的腐蚀与防护研究。
基金项目： 湖南省自然科学基金 （编号： 09JJ）， 湖南省教育厅科技项目 （编号 04C109）。
2.21
5.89
0.415
0.059
0.196
0.008
0.36
2.31
6.10
0.905
0.185
0.372
0.008
1.06
2.53
10.85
1.468
0.325
0.382
0.032
2.00
2.65
9.53
0.933
0.075
0.375
0.024
1.51
2.74
8.50
0.938
0.126
0.384
0.5～1.2
极强
12～25
>1.2
根据表 4 及实验测定结果， 单由含水量评价土 壤腐蚀性能时， 1# 为极强腐蚀性土壤； 2#、 5# 为强 腐 蚀 性 土 壤 ； 6#、 7#、 8# 为 中 度 腐 蚀 性 土 壤 ； 3#、 4#、 9#、 10#、 11# 为轻微腐蚀性土壤。 1.2.4 土壤 pH 值
（1. College of Chemistry and nt Engineering, Changsha University of Science and Technology,
Changsha, 410076 China; 2. China power investment corporation, Beijing, 100032 China)
地下管道水线腐蚀原因
地下管道水线腐蚀原因
土壤含气不均匀造成的电化学腐蚀：由于土壤结构疏松或紧实、潮湿或干燥，使土壤含有的空气量也不相同，充氧量也不同，地下管道在这种土壤下，其表面形成浓度差微电池，造成电化学腐蚀。
条件差别产生的腐蚀：土壤中含有的电解质（各种盐）的浓度不同，被疏松的液体的进出口温度的不同、管道各部位所受的应力不同、管道本身的材质不同，都可以形成各种差别，在适当的条件下发生电化学腐蚀。
杂散电流引起的腐蚀：在电气火车、输电工程以及能源设备的地下，常常有杂散电流，它们由上述设施的地线进入土壤，有可能从地下管道的一段进入，从另一端出去，再进入土壤，找到电源的负极，管道末端为阳极，被腐蚀。
微生物的腐蚀：微生物对地下管道的腐蚀是间接的，土壤中含有丰富的微生物，他们的活动改变了土壤的ph值和电极的去极化作用，加速了钢铁的腐蚀。
化学介质的腐蚀：如果土壤中含有酸类或酸性盐及其他能与钢铁发生化学反应的化合物，必然使金属破坏。
土壤含盐量与腐蚀的关系：如果地下管道处在盐渍土中或受盐污染的土中，其腐蚀危害是很大的。
土壤含盐量与腐蚀的关系，可以看出，随着含盐量的增加，腐蚀程度亦变高。
人为因素：城市是人类活动最频繁的地方，一些人为因素突出了城市地下管道腐蚀的特点。
在这项影响地下管道腐蚀的因素中，主要有杂散电流、氯盐类融雪剂、污染与污水等。
腐蚀与防腐复习题
《腐蚀与防腐》综合复习资料（二）一、填空题1.列举四种常见的局部腐蚀（）、（）、（）和（）。
2.影响土壤腐蚀性的重要因素有（）、（）和（）等。
3.形成微电池的因素重要有（）、（）、（）和（）。
4.原电池的电化学过程是由（）、（）和（）构成的。
5.浓差电池有（）和（）两种形式。
6.辅助阳极材料的性能规定是（）、（）、（）和（）等四个方面的指标来衡量。
7.双电层是由（）和（）构成的。
8.阳极极化的因素有（）、（）和（）。
9.吸氧腐蚀是以（）的（）反映为（）极过程的腐蚀。
10.惯用的防腐办法有（）、（）、（）和（）。
11.石油沥青防腐层的最小厚度分别为：普通级（）、加强级（）和特加强级（）。
12.实施阴极保护的基本条件是（）、（）、（）和（）。
13.钢铁的阴极保护准则为（）（相对于（）参比电极）。
14.辅助阳极材料的性能规定是（）、（）、（）和（）等四个方面的指标来衡量。
15.扩大阴极保护区的办法有（）和（）。
16.牺牲阳极材料的性能规定是（）、（）、（）和（）等四个方面的指标来衡量。
17.阳极保护的三个基本参数为（）、（）和（）。
18.现在为大多数人所接受的解释缓蚀作用机理的理论有（）、（）和（）。
19.当在管道上任意点的管地电位较自然电位（）向偏移（） mV 或管道附近土壤电位梯度不不大于（） mV/m，拟定有直流干扰。
20.四种排流办法分别是（）、（）、（）和（）。
21.平衡电位是指当金属电极于溶液界面的电极过程建立起平衡反映，平衡过程涉及两个含义：（）、（）。
22.腐蚀原电池的腐蚀电流大小，取决于 4 个因素：（）、（）、（）和_ （）。
23.阴极放氢的反映式：（）、（）。
24.实践中用的最多的防腐蚀办法基本上分为：（）、（）、（）、（）。
25.去除钝化膜的办法大致能够分为（）和（）两种。
26.（）是腐蚀的原动力。
27.（）表达了阳极保护正常操作时耗用电流的多少，同时也决定了金属在阳极保护时的腐蚀速度。
腐蚀与防护第2章
5
•
最常见的原电池是由中心碳棒（正电极），外围锌皮（负 电极）及两极间的电解质溶液（如NH4Cl）所组成的。当外 电路接通，灯泡即通电发光。
化学能
电能
正极——电位高——阴极 负极——电位低——阳极
6
• 电化学腐蚀过程由以下三个环节构成：
1）阳极过程 阳极是指在腐蚀原电池中发生氧化反应的电极。腐蚀电 池工作时，阳极上金属材料溶解，以离子形式进入溶液， 把电子留在阳极上，用以下通式表示：
27
非平衡电极电位：金属电极上可能同时存在两个或两 个以上不同物质参与的电化学反应，当动态平衡时， 电极上不可能出现物质交换和电荷交换均达到平衡的 情况，这种情况下的电极电位称为非平衡电极电位， 或不可逆电极电位。 稳定电极电位：在一个电极表面上同时进行两个不同 的氧化、还原过程，当平衡时仅仅是电荷平衡而无物 质平衡的电极电位称为稳定电极电位，也可称作开路 电位。
15
温差电池：金属的电位与介质温度有关。浸入腐蚀介 质中金属各部分，常由于所处介质环境温度不同，形 成温差腐蚀电池。 • 如，碳钢制造的热交换器，由于高温部位碳钢电位 低，为阳极，使得高温部位比低温部位腐蚀严重。
16
典型的微观腐蚀电池
微观腐蚀电池是由于金属表面的电化学不均匀性，使金属 材料表面存在微小的电位高低不等的区域造成的。微观电池 主要有以下几种： 1）化学成分不均匀引起的微电池 碳钢中的渗碳体 Fe3C ，工业纯锌中的铁杂质 FeZn7 ，铸铁 中的石墨等都是以阴极形式出现； 2）金属组织不同或结构不均匀性引起的微电池 双相合金或合金中析出第二相，多数第二相为阴极；晶粒 和晶界间电位有差异，一般晶界为阳极；
接地极的土壤腐蚀
３．３ 土壤微生物的影响
土壤中含有大量细菌，它们能使土壤中的物质 发酵产生酸，从而使有机物发生分解。在松软、干 燥的土壤中好气性细菌比较活跃，它们将有机物质 分 解 成 Ｃ Ｏ２、Ｈ ２Ｏ 等 。 在 潮 湿 的 土 壤 中 ， 嫌 气 性 细 菌 相 对活跃，将会使某些元素呈还原状态，如将Ｎ还原成 Ｎ Ｏ２，将Ｓ还原成Ｈ２Ｓ等 。 ［５］ 因 此 在 微 生 物 的 作 用 下 ， 会使土壤的酸、碱性质发生变化，从而对接地极的 腐蚀产生影响。
以美国为代表的许多西方国家直接采用铜做接 地极。铜在土壤中腐蚀速率很低，而且铜和钢相比 具 有 更 低 的 渗 透 性 和 更 高 的 导 电 性［８， 。 ９］ 采 用 铜 代 替 碳 钢 作 为 接 地 极 材 料 ， 虽 然 提 高 寿 命１￣２倍，但 增 加 初 期 投 资５￣６倍。因而，对于常规项目，以铜 材作为接地极材料在我国难以普及。为降低成本， 人们开发了铜包钢接地极。铜包钢接地极是选用强 度 比 较 好 ， 含 碳 量 在 ０ ． １ ０％￣ ０．３０％优质低碳钢， 利用特种电镀工艺在其表面电镀一层铜，镀层厚度 一般在０．２５￣０．５ｍｍ之间，该工艺不仅确保了接地极 的强度和优良的电气接地性能，重要的是可以有效 地减缓碳钢接地极在土壤中的腐蚀。
土壤的ｐＨ值、含盐量等介质的变化也会造成腐 蚀宏电池。在某些情况下，接地电极长度可达 ６ ￣８ ｍ 甚 至 更 长 ， 即 使 接 地 极 埋 设 在 均 匀 的 土 壤 中 ， 由于埋设深度的不同也会造成氧浓差腐蚀电池。另 外，土壤的温度差异、接地极表面状态不均匀等也 能形成腐蚀宏电池。
３ 影响接地极土壤腐蚀的环境因素 ３．１ 土壤性质的影响
摘要：接地极是接地装置的主要组成部分，接地极 埋设在土壤中，用于泄流，保障电网和电气设备的 安全运行。近年来，接地极的腐蚀损坏造成的事故 屡有发生，接地极的土壤腐蚀引起了普遍的重视， 防止接地极腐蚀已成为一个重要的研究课题。本文 介绍了目前我国电网和电气设备接地极的选材，接 地极土壤腐蚀的特点，并对接地极防腐蚀方法做了 简单总结。 关键词：电网；电气设备；接地极；土壤腐蚀；防 腐蚀 Abstract：Grounding electrodes used to leak-off the current flow is a chief part of the earthing devices. The ground rods are generally buried in soil to guarantee the safe operation for the power grid and the electrical equipment. In recent years, people pay more attention to the soil corrosion of grounding electrode since accidents often reported. It is becoming an important subject to prevent grounding electrode from corrosion. The present paper gives a summary of the grounding electrode on the m aterials selection, corrosion feature in soil and the anticorrosionmethods. Key words：power grid； electrical equipmen；t grounding electrode；soil corrosion；anti-corrosion
三峡工程中的腐蚀问题及控制措施分析
三峡工程中的腐蚀问题及控制措施分析080126班曾佳俊08063121摘要三峡工程是关系到国计民生的一项特大型工程, 必须保证其长期、安全地运行, 这就要求对工程中腐蚀问题进行必要的分析，从而，提出相应的防护控制措施。
笔者认为：三峡地区土壤及混泥土的腐蚀性较强, 在工程建设中最好先进行相应腐蚀环境的勘测,并在工程中采用必要的防护方法。
一、土壤腐蚀问题及控制措施分析1、土壤腐蚀基本机理及其影响因素土壤腐蚀的发生大部分起因于电池作用。
因土壤是一个由固、气、液三态物质组成的多相体系, 当埋地金属与性质不均一的土壤接触时, 其表面的不同部位上会表现出不同的电极电位, 这就具备了发生电池作用的首要条件, 即电池反应的电动势, 它通过土壤介质构成回路, 形成腐蚀电池, 电位较负的部位成为阳极区, 进行金属的溶解反应, 最终导致该部位的严重破坏。
腐蚀电池包括微电池和宏电池两种形式, 微电池腐蚀是在微区内发生的电池反应, 因其是均匀腐蚀且反应微弱, 对金属构件的腐蚀危害不大。
大量的事实证明, 土壤腐蚀主要是宏电池腐蚀最常见的腐蚀形式是氧浓差电池腐蚀。
土壤腐蚀受多种因素的影响, 土壤理化性质、气候、杂散电流、环境污染及其他人为因素等对土壤的腐蚀性都有明显的影响, 而在这些因素中, 气候、环境污染及其他人为因素都是通过改变土壤的理化性质对土壤腐蚀性产生作用的。
在诸多土壤性质中, 土壤水分、电阻率、质地和松紧度、pH、含盐量、氧化还原电位、微生物及土壤有机质等都已证明与土壤的腐蚀性有关。
2、三峡地区土壤腐蚀性分析三峡地区属亚热带湿润季风气候降水充沛且雨期集中, 降雨强度大, 这种气候条件很容易导致土壤的干干湿湿, 对加速埋地金属构件的腐蚀、增强土壤的腐蚀性都有明显的作用。
看来三峡坝址土壤的腐蚀状况在整个地区也具有代表性, 即在该地区土壤的水、气状况将是影响土壤腐蚀性的一个主要因素。
所以从气候上讲, 三峡地区的气候条件有利干埋地金属的腐蚀。
第一章腐蚀基本原理
第⼀章腐蚀基本原理1、腐蚀原电池原电池是腐蚀原电池的基础。
腐蚀原电池的实质是⼀个短路的原电池。
腐蚀原电池的形成条件：阳极阴极电解质溶液电路。
阳极过程：⾦属溶解过程，以离⼦形式转⼊溶液，并把电⼦留在⾦属上，⼜称为氧化过程。
M M n+ + ne。
电⼦转移：在电路中电⼦由阳极流⾄阴极。
阴极过程：接受电⼦的还原过程。
腐蚀原电池⼯作所包含的三个基本过程既是互相独⽴、⼜是彼此联系的。
只要其中⼀个过程受到阻滞不能进⾏，则其他两个过程也将停⽌，⾦属腐蚀过程也就停⽌了。
①、析氢腐蚀②、吸氧腐蚀2、腐蚀原电池与⼀般原电池的⽐较:⼆者结构和原理⽆本质的区别。
腐蚀原电池是⼀种短路的原电池，有电流但不能利⽤，以热的形式散失，其直接结果是造成了⾦属的腐蚀。
3、宏电池：⽤⾁眼能明显看到的由不同电极所组成的腐蚀原电池。
形成条件分类：电偶腐蚀电池：不同⾦属与同⼀电解溶液接触，如钢管本体⾦属与焊缝⾦属，镀锌钢管与黄铜阀。
浓差电池：同⼀⾦属不同部位接触不同的电解质。
造成不同区域电位不同，可分为氧浓差电池和盐浓差电池。
温差电池：同⼀⾦属在同⼀电解质溶液中，由于各部位温度不同⽽构成的腐蚀电池。
如换热器。
4、微电池：由⾦属表⾯上许多微⼩的电极所组成的腐蚀原电池叫微电池。
形成微电池的基本原因：⾦属化学成分的不均匀性；⾦属组织的不均匀：晶粒晶界的电位不同；⾦属物理状态不均匀：变形和应⼒不均匀；⾦属表⾯膜的不均匀；⼟壤微结构的差异。
5、电极：电⼦导体（⾦属）与离⼦导体（液、固电解质）接触，并且有电荷在两相之间迁移⽽发⽣氧化还原反应的体系，称为电极。
电极反应：在电极与溶液界⾯上的进⾏的电化学反应称为电极反应。
双电层：当⾦属浸⼊电解质溶液中时，其表⾯离⼦与溶液中的离⼦相互作⽤，使界⾯处⾦属和溶液分别带异电荷，即双电层(electrostatic double layer, double electrode layer)。
电极电位：双电层两侧的电位差，即⾦属与溶液之间的电位差称为电极电位。
天津汤浅蓄电池有限公司污染地块土壤环境初步调查报告-3
2.3.2.3 污染治理措施
（一）废气
工序 铅粉 铸造 和膏 装配
化成
表 2.3-4 全厂工艺废气排放源及治理情况一览表
设备 老铅粉机 新铅粉机 熔铅锅 铸造机
和膏 M3、M4 装配线
M5 装配线 M1 装配线 分板和极耳打磨 化成酸雾 1 化成酸雾 2
排气筒编号 1# 2#
3#
4# 5# 6# 7# 8#
2.3.2.1 主要物料性质
表 2.3-4 主要物料性质
名称 铅
硫酸
化学式 Pb
H2SO4
理化性质
分子量 207.2，银灰色软 金属。熔点 327℃，沸点 1620℃ ， 相 对 水 密 度 11.34。不溶于水，不溶于 稀酸盐。溶于硝酸、热浓 硫酸和碱液。
分子量 98.08，无色透明 油状液体，与水混溶。相 对 水 密 度 1.83 ， 熔 点 10.5℃ ， 沸 点 330℃ ， 340℃时分解。
血浆蛋白结合铅；另一部分呈活 （3）中毒性周围神经
性 大 的 可 溶 性 铅 。 大 鼠 经 口 病。重度中毒：（1）
TDLo：790mg/kg（多代用药）。 铅麻痹；（2）铅脑病。
大 鼠 经 口 LD50 ： 2140mg/kg ， LC50：510mg/m3，2 小时（小鼠 吸入）。本品属中等毒类。对皮 肤、粘膜等组织有强烈的刺激和 腐蚀作用，主要是使组织脱水、
毒理性质
中毒症状
损害造血、神经，消化系统及肾 轻度中毒；常有轻度
脏。职业中毒主要为慢性。主要 神经衰弱综合症，可
以粉尘、烟或蒸气形成经呼吸道 伴有腹胀、便秘等症
或消化道进入人体。进入血液循 状，尿铅或血铅量增
环的铅约 90%与红细胞结合， 高。中度中毒：（1）
材料腐蚀与防护第八讲土壤腐蚀
1 旧管道（阴极），2 新管道（阳极）
土壤腐蚀的影响因素
材料因素的影响：
铸铁、碳钢，低合金钢的腐蚀速度，无明显差别。
土壤性质的影响
孔隙度（透气性）、含水量、电阻率、氧化还原电位、pH值 和含盐量。
土壤的电阻率与腐蚀性的关系
土壤电阻率 ／·cm
0－500
土壤腐蚀性
钢的平均腐蚀速度 ／mm·a－1
管道在不同结构的土壤中形成的氧浓差电池
局部不均匀性所引起的腐蚀宏电池 与土壤中石块等夹杂物接触处，石块等阻止氧的传输，该部位金属
为阳极； 与土壤本体接触处，氧可通过土壤本体传输，该处的 Nhomakorabea属为阴极
埋设深度不同及边缘效应 较深的部位 －阳极 较浅的部位 －阴极
金属所处状态的差异 异金属接触、温差、应力
长距离宏观腐蚀电池作 用下，土壤的电阻成为 腐蚀控制因素，腐蚀控 制特征为：
阴极－电阻混合控制
土壤中的腐蚀电池
长距离腐蚀宏电池： 通过组成、结构不同的土壤 : 氧的渗透性不同而造成氧浓差电池 其中一种土壤含有硫化物、有机酸或工业污水 腐蚀电流（长线电流）可达5A 流动的范围可超过1.5Km
阴极过程： 吸氧反应，氧的传输特点为： 氧由气相和液相两条途径输送，随土壤中气
相或液相的定向流动而传输，也可以在土壤的 气相和液相中进行扩散。
土壤腐蚀的电极过程
土壤腐蚀的控制特征
大多数土壤为潮湿土壤， 腐蚀的特点：
腐蚀控制特征为
阴极控制
（阴极极化为电化学极 化控制）
疏松干燥土壤，表 现为阳极控制，类 似于大气腐蚀
很高 >1
500－ 2000
高
2000－ 10000
>10000
原电池电极材料及其界面研究
原电池电极材料及其界面研究随着科技的不断进步和人们对环境的日益关注，新能源技术已经成为了世界上各个国家共同研究的领域之一。
而电池作为新能源技术领域中不可或缺的一个部分，其电极材料及其界面的研究成为了焦点之一。
在这篇文章中，我将介绍原电池电极材料及其界面研究的相关情况和进展。
电池作为一种重要的能源存储和转换装置，其电极材料的性能直接影响到电池的性能和寿命。
在原电池中，电极材料通常由活性材料、集流器和粘结剂等多个组分构成。
其中，活性材料是影响电池性能的关键因素之一。
目前，主要研究的电池活性材料包括锂离子电池、铅酸电池、镍氢电池等。
对于锂离子电池而言，其活性材料主要是由金属氧化物、磷酸盐和硫酸盐等多种化学物质构成。
金属氧化物中的钴酸锂、钴氧化物、磷酸铁锂等材料是目前使用最广泛的锂离子电池活性材料。
而对于铅酸电池和镍氢电池，其活性材料主要是由铅酸和二氧化铅以及氢氧化镍等构成。
除了活性材料之外，在电极材料中还有一个非常重要的组分，它就是电极材料的粘结剂。
其主要作用是将活性材料牢固地粘结在集流器上，以便于电子和离子的传递。
目前，主要使用的粘结剂有聚合物粘结剂和无机粘结剂两种。
其中，聚合物粘结剂因其良好的可塑性和可降解性而被广泛应用。
除了电极材料的相关组分之外，电极材料的界面结构和性质也是影响电池性能的重要因素之一。
在电极材料的界面中，离子、电子和材料之间的交互作用极为复杂。
因此，研究电极材料及其界面的物理与化学性质对于电池的设计和性能优化非常重要。
目前，电极材料及其界面的研究中，主要采用的技术包括电化学、X射线衍射、拉曼光谱、红外光谱和原子力显微镜等。
其中，电化学技术是研究电极材料及其界面的重要方法之一。
通过测量电极材料和电解液的电化学反应，可以研究电极材料的电子和离子传输性质，从而预测电池性能。
此外，拉曼光谱和红外光谱也被广泛应用于电极材料及其界面的研究中。
通过拉曼光谱和红外光谱等技术，可以获得电极材料和电解液的振动信息，分析材料的结构和化学键等，从而揭示电极材料与电解质交互作用的机制。
电动力学修复污染土壤的改进技术 ppt课件
②非均匀电动力学过程能有效地促进土壤中 2,4-二氯酚的解吸和迁移; ③采用合适的运行方式和运行参数，可以最大限度地保护土壤原有的特 征，降低能量消耗，具有潜在的应用前景。
在改进电场分布加快土壤修复速率、减少修复时间、降低耗能等方面还 需要进一步研究。
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电动力学修复污染土壤的修复 机理非常复杂，涉及了物理、污染 传输动学、土壤化学、环境化学、 电路化学等多方面知识，进一步研 究电动力学修复污染土壤机理，分 析污染物迁移过程对此技术应用于 实际至关重要。
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根据不同污染区域土壤性质， 进一步的探究改善电动力学修复的 工序，建立一套去除效率高、环保 节能的电动力学修复技术体系。
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（3）土壤掺杂
修复过程中由于电渗析作用，土壤水分发生迁移导致部分土壤板结，电 阻率增加，从而导致电流减小。
针对溶解性差和脱附能力弱污染物，一些研究者采用添加表面活性剂或 助溶剂的方法增强电动力学修复，其作用原理是将表面活性剂或助溶剂添加 到土壤中，与土壤污染物相互作用形成迁移态化合物，通过电动力学技术将 迁移态化合物迁移至收集区域作进一步处理。
为了解决耗能高的问题，吴婵等提出了铁和碳组成的原电池在某些场合 可以代替电源，实现污染土壤和沉积物的电动力学修复。该原电池产生的电 场可以驱动污染高岭土中镉发生电迁移，镉的去除率达77.9%。
ppt课件
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（6）电动力学修复联合技术
目前，相关的研究更倾向于将电动技术与其他技术进行联合，用以去除 土壤中的污染物。联合技术可以避免或减少污染物的后处理过程，实现原位 迁移和降解过程。
土壤当中的腐蚀
3.微生物引起的土壤腐蚀
在缺氧的土壤条件下，如密实、潮湿的黏土深处，金属 腐蚀似乎难以进行，但是有利于某些微生物的生长。细 菌生命活动间接地对金属腐蚀的电化学过程产生影响。
如硫酸盐还原菌促进阴极去极化，生成的硫化氢也有促 进腐蚀的作用。
☆土壤腐蚀形式总结
氧浓度差电池
土壤的透气性好坏直接与土壤的孔隙度松紧度，土质结构 有着密切关系。紧密的土壤中氧气的传递速度较慢，疏松 的土壤中氧气的传递速度较快。在含氧量不同的土壤中， 很容易形成氧浓差电池而引起腐蚀。
基本内容
• 土壤电解质的基本特点 • 土壤腐蚀的电极过程 • 土壤腐蚀的形式 • 影响土壤腐蚀的土壤参量 • 土壤腐蚀的一般解决措施 • 金属油管在土壤中的腐蚀及措施
一.土壤电解质的特性
1.多相性： 土壤由土粒、水、空气组成，土粒中又包含着多种无机矿物质以及有机物质；
2.多孔性： 在土壤的颗粒间形成大量毛细管微孔或孔隙，孔隙中充满了空气和水；
（3）重点区域保护； （4）阴极保护和涂料联合
• 地下管道的阴极保护可采用牺牲阳极保
护法，也可以采用外加电流保护法；
• 外加电流法阴极保护系统对其他地下管
道(以及其他设施)的干扰——杂散电流 腐蚀。
＋电源－ 阳极
未保护管道 被保护管道
(a)未保护管道近阳极 并与被保护管道交叉
绝缘法兰
未保护管段
被保护管段
500－ 2000
高
2000－ 10000
中等
>10000 低
0.2－1 0.05－0.2 <0.05
五.防止土壤腐蚀的措施
• 覆盖层保护： 焦油沥青、环氧煤沥青质 、聚乙烯塑料胶带防腐层及泡沫 塑料防腐层
金属在土壤中的腐蚀
金属在土壤中的腐蚀林清枝金属在大自然中经常遭到的各种电化学腐蚀、如大气腐蚀、土壤腐蚀和海水腐蚀等。
这些腐蚀有个共同特点，即主要是吸氧腐蚀（电化学腐蚀中，是氧分子接受电子），但它们又具有各自的规律。
如今，随着现代比城乡建设，地下设施日益增多，金属构件遭到的腐蚀日趋严重，研究并了解土壤的腐浊规律显得有格外意义。
由于土壤的组成及结构的复杂性，其腐蚀远比大气腐蚀复杂得多，本文仅就土壤的腐蚀类型作些分析。
常见的土壤腐蚀有：一、差异充气引起的腐蚀由于氧气分布不均匀而引起的金属腐蚀，称为差异充气腐蚀。
土壤的固体颗粒含有砂子、灰、泥渣和植物腐烂后形成的腐植土。
在土壤的颗粒间又有许多弯曲的微孔（或称毛细管），土壤中的水分和空气可通过这些微孔而深入到土壤中的水分和空气可通过这些微孔而深入到土壤内部，土壤中的水分除了部分与土壤的组分结合在一起，部分粘附在土壤的颗粒表面，还有一部分可在土壤的微孔中流动。
于是，土壤的盐类就溶解在这些水中，成为电解质溶液，因此，土壤湿度越大含盐量越多，土壤的导电性就越强。
此外，土壤中的氧气部分溶解在水中，部分停留在土壤的缝隙内，土壤中的含氧量也与土壤的湿度、结构有密切关系，在干燥的砂土中，氧气容易通过,含氧量较高;在潮湿的砂土中,氧气难以通过，含氧量较低.；在潮湿而又致密的粘士中，氧气的通过就更加困难，故含氧量最低。
埋在地下的各种金属管道，如果通过结构和干湿程度不同的土壤将会引起差异充气腐蚀，假如，铁管部分埋在砂士中，另一部分埋在粘土中，由腐蚀电池阳极Fe-2e T Fe2+1阴极—O2+H2O+2e T2OH-222不难看出，因砂土中氧的浓度大于粘士中氧的浓度，则在砂土中更容易进行还原反应，即在砂土中铁的电极电势高于在粘土中铁的电极电势，于是粘土中铁管便成了差异充气电池的阳极而遭到腐蚀。
同理，埋在地下的金属构件，由于埋设的深度不同，也会造成差异充气腐蚀，其腐蚀往往发生在埋得深层的部位，因深层部位氧气难以到达，便成为差异充气电池的阳极,那些水平放置而直径较大的金属管，受腐蚀之处亦往往是管子的下部，这也是由差异充气所引起的腐蚀。
土壤电化学
土壤电化学土壤电化学是研究土壤中电化学性质及其对土壤环境和生态系统的影响的一门学科，主要涉及土壤的电性质、离子交换、电解质平衡、土壤 pH 值、电阻率等指标。
土壤电性质是指土壤中存在的电荷和电子数量以及它们的运动状态。
土壤中的电荷主要来源于土壤中的吸附态离子和负电荷的有机物，而电子则主要来源于使用化肥和有机肥料后，形成的还原体。
土壤中的电荷和电子经常发生反应，通过离子交换作用来影响土壤中的离子吸附、转移和迁移。
这些反应也会影响土壤微生物的分布和生长状况，从而影响土壤生态系统的稳定性和健康性。
离子交换是土壤电化学的关键过程，它是指土壤中阳离子和阴离子之间的交换作用。
土壤中的吸附态离子可以通过吸附层与周围的溶液中的离子进行交换，如这里吸附的钠离子可以与周围溶液中的钾离子进行交换。
由于各种因素的影响，土壤中的离子交换可能非常复杂，例如在酸性条件下，铝和镁会和锰、铁等离子发生竞争，容易导致土壤中的土壤酸化和铝毒害等问题。
电解质平衡是指土壤中的阳离子和阴离子之间的平衡关系，这种平衡的构成通常是由带电粒子的移动引起的。
通过分析土壤中的阳离子和阴离子的平衡状态，可以更好地了解土壤生态系统的健康状况。
土壤 pH 值是土壤电化学特性中很重要的一个方面，它是用来衡量土壤中酸碱程度的指标。
土壤中的 pH 值受多种因素的影响，如松香根系和土壤微生物产生的败脲和其他酸性物质，以及全球变化和人类活动等因素的影响。
土壤 pH 值的变化会影响土壤中的离子交换平衡，从而影响土壤微生物的分布和生长，影响土壤的物理性质，如水分渗透率、抗风蚀性等。
此外，土壤 pH 值还可以影响土壤中的气体交换，包括 CO2、O2、甲烷等。
土壤电阻率是指土壤中流经电流的电阻力，它可以用来表征土壤的规模和质量。
土壤的电阻率受土壤中微生物的分布和生长状况、水的渗透率以及土壤中的矿物质和有机物质的影响。
高电阻率的土壤通常表明存在着低含水量和少量质量的土壤，容易出现土壤致密、脆弱或干燥等问题，这些情况会危及土壤生态系统的健康和平衡。
土壤的腐蚀的种类、防治手段
土壤的腐蚀的种类、防治手段土壤是一个由气、液、固三相物质构成的复杂系统，其中还生存着数量不等的若干种土壤微生物，土壤微生物的新陈代谢产物也会对材料产生腐蚀。
有时还存在杂散电流的腐蚀问题。
因此，在材料的土壤腐蚀研究领域中，土壤腐蚀这一概念是指土壤的不同组分和性质对材料的腐蚀，土壤使材料产生腐蚀的性能称土壤腐蚀性。
土壤的腐蚀性不能单独由土壤物理化学性能来决定，还与被测材料及两者相互作用的性质密切相关，因此，除注意土壤的性质分析外，还要注意被测试材料的性质，材料在土壤环境中的化学和电化学的反应，以及反应生成物的性质等。
（1）金属材料受到周围土壤介质的化学作用、电化学作用而产生的破坏，称为金属的土壤腐蚀。
在土壤中总含有一定的水分，因此，金属材料的土壤腐蚀属电化学腐蚀。
电化学反应包括氧化和还原反应。
例如：Zn→Zn+2e氧化反应（阳极反应2H++2e→H2↑还原反应（阴极反应）在阳极反应中，金属锌失去两个电子，表明是氧化反应。
在阴极反应中，氢获得两个电子，表明是还原反应。
以上两式说明金属土壤腐蚀的电化学过程。
（2）在金属/土壤界面上，与金属/溶液面上相类似，也会形成双电层，使金属与土壤介质之间产生电位差，这个电位差就称作该金属在土壤中的电极电位，或称自然腐蚀电位。
金属在土壤中的电极电位，取决于两个因素，一是金属的种类及表面的性质，另一个是土壤介质的物理化学性质。
由于土壤是一种不均匀的、相对固定的介质，因此，土壤的理化性质在不同的部位往往是不相同的。
这样在土壤中埋设的金属构件上，不同部件的电极电位也是不同的。
只要有两个不同电极电位系统，在土壤中就会形成腐蚀电池，电位较正的是阴极电位较负的是阳极（3）土壤中的常用结构金属是钢铁，在发生土壤腐蚀时，阴极过程是氧化还原，在阴极区域发生OH离子：O+2H2O+4e→40H-40H-只有在酸性很强的土壤中，才会发生氧的放电：2H++2e→H2在嫌气条件下的土壤中，在硫酸盐还原菌的参与下，硫酸根的还原也可作为土壤腐蚀的阴极过程：SO4+4H2O+8e→S2-+80H-金属离子的还原，当金属（M）高价离子获得电子变成低价电子，也是一种土壤腐蚀的阴极过程：M3++e→M2+实践证明，金属构件在土壤中的腐蚀，阴极过程是主要控制步骤，而这种控制过程受氧输送所控制。
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土壤腐蚀微电池的电极界面结构初步探索芦永红， 徐海波，孔祥峰（中国海洋大学化学化工学院，青岛， 266100，E-mail: lazake@ ）摘要：本文研究了铜丝在不同的湿度和粒度下的土壤腐蚀行为，提出三种气液分布形态，将土壤/金属电极界面结构与传统的溶液和大气薄液膜腐蚀体系联系起来。
随后，研究了铜丝束电极在界面处由于液膜的不均匀分布而导致的局部腐蚀问题，从而初步说明了金属界面结构和土壤腐蚀的相关性。
关键词：土壤腐蚀；界面结构；铜；丝束电极 前言：金属的土壤腐蚀过程极其复杂，是一个涉及气、液、固的多相多界面问题。
土壤在自然环境中随地域和季节变化，其含水量和固相颗粒度变化较大，这些土壤理化参数变化会影响到金属的腐蚀行为发生变化[1-3]，而其对腐蚀的影响究其根源是通过电极界面结构来实现的。
以往研究基本仅限于对宏观现象的分析，并未深入到界面来探讨腐蚀机理。
因此，研究电极界面结构对金属土壤腐蚀行为的影响无疑具有非常重要的实际意义。
实验：选择一定盐分的砂质土壤，将大大简化理化参数对土壤腐蚀过程的影响。
本实验使用不同粒度的石英砂，用0.5 M NaCl 溶液配成不同湿度的砂土来模拟土壤体系，用极化曲线研究了湿度和粒度变化对Ф2.01 mm 铜丝的阴、阳极反应过程的影响。
然后通过监测腐蚀电位和电流变化，用数码相机观察腐蚀形貌，研究了11 11铜丝束电极在砂土中的腐蚀电化学行为。
结果与讨论：如图1所示，砂土中的阴极曲线与溶液中的相差很大。
一方面，氧的阴极还原反应机制发生了改变，由氧扩散控制转变为电化学反应和氧扩散共同控制；在中高湿度下（65% WHC 和80% WHC ），氧阴极还原反应速度相比100% WHC 和溶液中有近一个数量级的增加，而在中、低湿度下（50% WHC 和20% WHC 、35% WHC ），随着湿度减小氧还原反应速度大幅度降低。
另一方面，相比100% WHC 和溶液中，阳极反应均表现出具有一定的钝化特征，而且随着湿度减小钝化特征越明显，相应的阳极溶解电流密度大幅度降低。
-10-8-6-4-2-0.6-0.5-0.4-0.3-0.2-0.10.0 solution 20% 35% 50% 65% 80% 100%E / V (v s .S C E )20-40#-8-7-6-5-4-3-0.6-0.5-0.4-0.3-0.2-0.10.0 20-40# 60-80# 100-120#E / V (v s . S C E )80% WHC-9-8-7-6-5-4-3-2-0.6-0.5-0.4-0.3-0.2-0.10.00.1E / V (v s .S C E )log(i / A cm -2)20-40# 60-80# 100-120#50%WHC-10-9-8-7-6-5-0.6-0.5-0.4-0.3-0.2-0.10.020-40# 60-80# 100-120#E / V (v s . S C E )-220% WHC反应过程被促进。
值得注意的是，在中等湿度条件下（50% WHC ），细砂中的氧阴极还原速度大幅度增加，其电流密度甚至与80% WHC 的非常接近。
综合分析上述极化曲线的阴、阳极反应的强极化区特征和变化规律，同时依据金属和土壤颗粒间孔隙的大小和含水量的多少，提出如图3的三种气液分布形态：(1)气态；(2)液态；(3)气液混合态（类似于薄液膜）。
(1)只有在极干燥的土壤中才存在，而(2)和(3)是常见的。
由此可见，这种土壤/金属电极界面结构可以与传统的溶液和大气薄液膜腐蚀体系关联起来。
图3 土壤/金属电极界面气液分布形态示意图Fig. 3 Scheme of the distribution of gas and liquid at soil/metal interface.土壤粒度和湿度变化将导致孔隙中气、液相比例和分散程度的变化，即土壤/金属电极界面结构的变化，而阴、阳极反应过程直接与界面处的液膜结构和面积相关。
在100% WHC 砂土中，电极界面结构近似于溶液（图3(2)）,极化曲线特征相似。
当土壤含水量欠饱和时，气相的形成导致图3（3）结构出现，并且随着湿度降低液膜的厚度减薄，薄液膜的形成和厚度降低（中高湿度）对氧传输及其阴极还原反应是极其有利的；之后随着湿度的进一步降低（中低湿度），气相比例大幅度增加，有可能出现液膜分布的不连续，甚至出现图3（1）结构，这对氧阴极还原反应过程是不利的，然而可以通过使砂粒变细与电极形成更多更均匀的接触，利用毛细作用促进薄液膜结构的形成和分布，使氧阴极反应过程再次被加速（例如，图2b 的现象）。
对于阳极溶解反应来说，只要出现薄液膜结构，就有可能存在有限的溶液量导致阳极溶解产物堆积，薄液膜供氧充分生成氧化物，或液膜太薄影响了电传导，这些都有利于钝化特征的出现；当液膜的厚度进一步减小，钝化特征更为明显。
为了进一步研究土壤/金属电极界面结构对金属表面腐蚀微区的影响，将铜丝束电极放入不同粒度砂土中，1h 后电位基本稳定（细砂更易稳定）。
各丝都是独立的电极，其腐蚀特征反映了金属界面微区和土壤介质之间的相互作用。
从图4中可以看出，相比于粗砂，细砂中的腐蚀电位分布偏负，更接近于溶液中浸泡时的腐蚀电位，同时电位分布相对更均匀；而粗砂中的腐蚀电位整体发生有几十毫伏的正移，也有一些个别点的电位发生了正移或负移达到上百毫伏。
由于砂粒的分散作用，细砂中的液膜分布更为均匀，而且细砂持水能力强，因此液膜更厚一些，易于形成更为均匀的腐蚀。
相反，在粗砂中的液膜分布和厚薄变化幅度较大，电位波动较大，甚至在某些点出现了大阴极、小阳极（电位大幅度正移）或大阳极、小阴极（电位大幅度负移）的特殊结构，局部腐蚀状况会加剧。
通过腐蚀形貌照片，从腐蚀产物分布上可以观察到：细砂中虽然单根丝上腐蚀形态多样，但整体区域腐蚀均匀（右图），而粗砂中出现了多种腐蚀产物的成片区域，表明在粗砂中液膜的分布和厚度变化较大。
112233445566778899110121-0.35-0.30-0.25-0.20-0.15-0.10-0.05E /V (v s . S C E )Wire number20-40#,80%WHC60-80#,80%WHC图 4 铜丝束电极在80% WHC, 20-40目砂和60-80目砂中1 h 后的腐蚀电位分布和48 h 后的腐蚀形貌Fig.4 Distribution of the corrosion potential for a copper wire beam electrode immersed for 1 h and surface morphology immersed for 48 h in20-40# and 60-80# mesh sand with 80% WHC moisture content.为了研究土壤/金属电极界面结构对平板电极实际腐蚀过程的影响，将铜丝束电极短接120 h 监测腐蚀电流变化后发现，阴、阳极反应区的分布非常明显，存在着明显的电偶腐蚀倾向，腐蚀形貌如图5所示（暗色为阳极区，亮色为阴极区）。
说明界面处液膜厚度及分布等情况的变化会导致局部腐蚀的发生。
图5短接后的铜丝束电极在80% WHC, 20-40目砂中腐蚀120h 后的表面形貌Fig.5 Surface morphology of a short-circuited copper wire beam electrode immersed for 120 h in 20-40# mesh sand with 80% WHCmoisture content.结论：土壤的湿度和粒度之间相互作用，对土壤/金属电极界面结构和金属的电极反应过程产生一定的影响。
土壤/金属电极界面结构对金属表面腐蚀微区的影响涉及到液膜厚度的不均匀分布，而且这种不均匀分布会促进平板电极的局部腐蚀倾向。
参考文献:［1］伍远辉，孙成，张淑泉, 蔡铎昌, 李国华, 刘霞. 腐蚀科学与防护技术，2005，17（2）, 87. ［2］李谋成、林海潮. 腐蚀科学与防护技术, 2000，12(4), 218. ［3］Jia Wang. Chinese J.Oceanology and Limnology, 1997, 15 (4), 43.Preliminary research on soil/metal interface for micro-cell corrosionLu Yonghong, Xu Haibo, Kong Xiangfeng(College of Chemistry and Chemical Engineering, Ocean University of China, Qingdao 266100 Email:lazake@)Abstract: The corrosion behavior of copper wire was studied in different humidity and particle size soil, and three kinds of distribution of gas and liquid phase was advanced, which related the soil/metal interface to the conventional solution and atmosphere systems. Moreover, the local corrosion due to the non-uniform distribution of electrolyte layer at soil/metal interface was investigated using copper wire beam electrode, the correlation of interface structure with soil corrosion was revealed.Keywords: soil corrosion; interface structure; copper; wire beam electrode。