2.1 腐蚀原电池

一、腐蚀原电池的基本概念和构成
1、原电池的工作原理和基本构成 原电池的工作原理和基本构成 导体分为电子导体 电子导体和 导体分为电子导体和离子导体 (电子导电 (离子导电 电子导电) 离子导电) 电子导电 离子导电
外电路
电池
电解池:电能→ 电解池:电能→化学能
原电池:化学能→ 原电池:化学能→电能
电极尺寸小，可引起微观局部腐蚀，宏观均匀腐蚀。 电极尺寸小，可引起微观局部腐蚀，宏观均匀腐蚀。
（1）宏观电池 ）
腐蚀电偶） 电偶腐蚀 异金属电池（腐蚀电偶）→电偶腐蚀 构成异金属电池的两种金属电位相差越大， 构成异金属电池的两种金属电位相差越大，引起的局 部腐蚀越严重。 部腐蚀越严重。 应用： 应用：牺牲阳极的阴极保护方法
第二章 金属电化学腐蚀原理
研究内容
腐蚀原电池 电极电位 极化和腐蚀速度 析氢腐蚀和吸氧腐蚀 金属的钝化
第一节 腐蚀原电池
各种电化学现象的实质相同： 各种电化学现象的 实质相同： 都是浸在电解质溶液中的 实质相同 金属表面上形成了以金属为阳极的腐蚀电池。 金属表面上形成了以金属为阳极的腐蚀电池。
腐蚀原电池的构成 腐蚀原电池的类型 腐蚀原电池的电极过程
金属中是电子导电，溶液中是离子导电 金属中是电子导电，
原电池练习
三、腐蚀电池的类型
根据组成腐蚀电池的电极尺寸大小以及阴阳极区随时间 的稳定性来分。 的稳定性来分。
宏观腐蚀电池： 宏观腐蚀电池：
电极大小肉眼可区别，造成宏观上的局部腐蚀。 电极大小肉眼可区别，造成宏观上的局部腐蚀。
微观腐蚀电池： 微观腐蚀电池：
★ 讲腐蚀电池类型的意义
来自百度文库
（1）宏观电池 ）
异金属电池（腐蚀电偶）→电偶腐蚀 异金属电池 浓差电池 温差电池→热偶腐蚀 温差电池 常发生于热交换器和锅炉等设备中。
（2）微观电池：是由于金属表面的电化学不均匀性引起的 ）微观电池：
引起原因： 引起原因： 金属化学成分的不均匀性 杂质：工业纯Zn中的FeZn7 合金成分的偏析：α黄铜（Cu-Zn合金） 金属组织的不均匀性 多晶体：不锈钢产生晶间腐蚀 多晶体 多相合金： 多相合金：金相照片的制定 金属物理状态的不均匀性： 金属物理状态的不均匀性：变形、应力不均匀 金属表面膜的不完整性 自行车把、油田管线
通过对流或扩散作用使腐蚀介质向界面迁移； ◘ 通过对流或扩散作用使腐蚀介质向界面迁移； 在相界面上进行反应； ◘ 在相界面上进行反应； ◘ 腐蚀产物从相界迁移到介质中去或在金属表面 形成疏松的覆盖膜。 形成疏松的覆盖膜。
有自由电子参加的化学反应－ 有自由电子参加的化学反应－电化学反应
电流要在电子导体 电流要在电子导体 离子导体之间进 和离子导体之间进 行转换 转换需通过电极反 应进行
原电池的基本构成
阴极 阳极 电解质溶液 导电通路
腐蚀原电池是短路原电池
能量转换形式：化学能－ 能量转换形式：化学能－热能
原电池的四个部分缺一不可！
阴极 阳极 电解质溶液 导电通路 发生电化学腐蚀的唯一原因：溶液中存在 能接受金属表面过剩电子的氧化剂（去极 化剂）。
二、腐蚀电池的工作过程
金属腐蚀的总过程: 金属腐蚀的总过程
浓差电池
差异充气电池：最一般形式是氧浓差电池 差异充气电池： 实例：水线腐蚀， 实例：水线腐蚀，埋地粗管线 盐浓差电池： 盐浓差电池： 长输埋地管线经不同盐含量的土壤地带
长输管线的浓差电池腐蚀
人们很早发现，当地下金属构件通过质地和结构不同的土 壤时，由于土壤的孔隙度和同期状况的差异所形成的扩散 速度和途径不同，腐蚀程度不同。 我国在五十年代开始对于土壤中宏电池腐蚀进行调查研究 发现，地势的改变、水份状况不同或性态有明显差异的土 壤交界处，会产生严重的宏电池腐蚀。 如：★克拉玛依某管线100Km的腐蚀区内，78.6%的穿孔发 生在地势差异比较大的以及土壤性态不同的交界处； ★大庆某条5.5Km的管线，沿线有1Km的管线处于低洼 地段，土壤水分饱和，其余地段地势较高，结果该管线大 部分严重腐蚀均集中在地势变化交界处水分饱和低湿地段 一侧。
二、腐蚀电池的工作过程
阳极过程 [Mn+·ne]→Mn++ne 阴极过程 D+ne→[D·ne] 两大阴极过程： 两大阴极过程：析氢反应 吸氧反应 电流的流动
相互独立相互依存→极化 相互独立相互依存 极化
二、腐蚀电池的工作过程
电化学腐蚀中，阳极过程和阴极过程为何 电化学腐蚀中， 可在不同区域进行？ 可在不同区域进行？