第三章电化学腐蚀的基本原理

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电化学腐蚀的原理及应用

电化学腐蚀的原理及应用1. 什么是电化学腐蚀电化学腐蚀是指金属在电解质溶液中发生氧化反应和还原反应，导致金属表面发生物理和化学变化的过程。

在电化学腐蚀过程中，金属表面被腐蚀掉，在金属内部生成电化学腐蚀产物，从而导致金属的退化和破坏。

2. 电化学腐蚀的原理电化学腐蚀是由以下三个基本要素组成的：- 金属：作为电极参与电化学反应。

- 电解质溶液：提供导电性和溶解氧的介质。

- 环境：包括温度、压力、湿度等因素，会对腐蚀过程产生影响。

电化学腐蚀的过程可以分为两种基本反应： 1. 氧化反应（阳极反应）：金属表面发生氧化反应，将金属原子转化为正离子并释放电子。

2. 还原反应（阴极反应）：导电的电解质溶液中的阳离子被还原为金属或者其他物质。

通过以上两种反应，金属表面发生物理和化学变化，导致腐蚀和金属破坏。

3. 电化学腐蚀的应用电化学腐蚀的原理和机制在工业和科学研究中有广泛的应用。

以下是一些主要的应用领域。

3.1 金属腐蚀研究电化学腐蚀的研究对于理解金属的腐蚀行为和机制至关重要。

通过研究不同金属在不同环境下的电化学腐蚀行为，可以评估金属的腐蚀性能，选择合适的材料用于特定的应用，以延长金属的使用寿命。

3.2 防腐蚀技术电化学腐蚀的原理为防腐蚀技术的研发和应用提供了理论基础。

通过使用合适的涂层、阻隔层或者中和剂等物质，可以降低金属的腐蚀速率，延长金属的使用寿命。

例如，在航空航天工业中，通过电镀技术给金属表面添加一层保护性的金属镀层，可以防止金属在高温和高湿环境下的腐蚀。

3.3 腐蚀监测和控制电化学腐蚀的研究还为腐蚀监测和控制提供了方法和工具。

通过使用电化学腐蚀监测技术，可以实时监测金属的腐蚀速率和腐蚀产物的生成情况。

这对于设备的维护、预测设备的寿命和做出合理的维修计划非常重要。

3.4 腐蚀改良和治理电化学腐蚀的原理还可应用于腐蚀改良和治理。

通过了解腐蚀的原因和机制，可以研发出适用的腐蚀治理方法，以减少或避免金属材料的腐蚀。

腐蚀电化学原理、方法及应用第3章金属腐蚀动力学

交换电流密度的意义
• i 0数值很大，表明电极上可以通过很大的外电流，而电极电位改变很小，表明这种电极反应的可逆性大；
i 0数值很小，说明电极上只要有少量的外电流通过，就会引起电极电位较大的改变，表明这种电极反应的可逆性小，
意义：可以根据交换电流密度的大小估计某一电极的可逆性以及衡量电化学平衡到达的速度。
=Q / StnF =It / StnF = i / nF
V与电流密度的关系
i = nFv
i 的单位: A/m2 ，v 的单位: mol/m2s， F = 96500C/mol
电极上的电流密度与化学反应速度成正比 • 常用电流密度(单位电极截面上通过的电流，SI单
位为Am-2)来表示电化学反应速度的大小。
3.1.3 交换电流密度
• 如果电极上没有净电流通过，电极处于平衡状态，其电极电位为平衡电位Ee。
O + ne
R
此平衡电位下，阴极反应速度和阳极反应速度相等，
方向相反，即
i i i0
交换电流密度
• 在平衡状态下，同一电极上大小相等、方向相反的电流密度称为交换电流密度，简称交换电流，以i0表示。
• 电极的两种状态
1. 平衡状态电学极参反数应)。处氧于化平方衡向状和态还，原其方电向位的为反平应衡速电度位相E等e(热，其力大小称为交换电流密度，记为i0。
i0 i i
• 2.极化状态对电极系统通入外电流，电极反应的平衡状态被打破叫极，化电电位流偏。离平衡电位Ee达到极化电位E。外电流又
• 对应于腐蚀电位的电流密度称为腐蚀电流密度或腐蚀电流密度，用符号icorr表示。
• 平衡电极→平衡电位
• 非平衡电极→非平衡电位

第三章电化学腐蚀的基本原理

宏观腐蚀电池
铜铆钉
1. 异种金属相接触如电偶腐蚀 2. 浓差电池 (1)金属离子浓度不同，
铝板
浓度低电位低，容易腐蚀 (2)氧浓度不同氧浓度低电位低，更容易腐蚀 3. 温差电池如金属所处环境温度不同，高温电位低，更容易腐蚀
粘土沙土
微观腐蚀电池
（1）材料本身的不均匀性
化学成分不均匀
平衡电极电位
当金属电极上只有一个确定的电极反应，并且该反应处于动态平衡，即金属的溶解速度等于金属离子的沉积速度，在此平衡电极过程中，电极获得一个不变的电位值，该值被称为平衡电极电位（可逆电极电位）。
Fe Fe2 2e Fe2 2e Fe
Fe Fe 2+
Fe 2+ Fe
电荷平衡： ia = ic
金属在25℃时的标准电极电位 e （V，SHE）
电极反应
K=K++e Na=Na++e
e，伏
-2.925 -2.714 -2.37 -1.66 -1.63
电极反应
Ni=Ni2++2e Mo=Mo3++3e
e，伏
-0.250
-0.2 -0.136 -0.126 -0.036 0.000 +0.337 +0.521 +0.189
组织结构不均匀
微观腐蚀电池
金属表面的物理状态不均匀
金属表面膜的不完整
（2）液相不均匀性
离子浓度（质子或氧离子浓度）
（3）系统外界条件不均匀性
温差、光照等分布不均匀
3.3 电极与电极电位
电极
电极的概念——电子导体（金属等）与离子导体（电解质）相互接触，并有电子在两相之间迁移而发生氧化还原反应的体系。电极一般分为单电极和多重电极单电极是指电极的相界面上发生唯一的电极反应多重电极则可能发生多个电极反应

电化学腐蚀原理

第三讲电化学腐蚀原理 Fundamentals of electrochemical corrosion
§1 电化学腐蚀概述 §2 电化学腐蚀热力学 §3 电化学腐蚀动力学
§5 金属腐蚀防护 §6 腐蚀与防护研究方法
§1 电化学腐蚀概述
电化学腐蚀概述
1、电化学腐蚀含义: 金属表面与电解质溶液接触发生电化学反应，使
0 0 -35184 0 G = iI = －35184 Cal
例3：Au在酸性溶液中： Au + 3H+ Au3+ + 3/2H2
0 0 103600 0 G = 103600 Cal
例2： Ni在酸性溶液中 Ni + 2H+ Ni2+ + H2
0 0 －11530 0 G = －11530 Cal
G = iI 可判断： Zn在酸中可能腐蚀 Ni在酸中可能腐蚀 Zn 腐蚀倾向性 > Ni腐蚀倾向性 Au在酸中不会腐蚀。
（2）由标准电极电位可判断腐蚀倾向性标准电极电位与反应自由能变化关系：
G = -nFΔEo = -nF(Eo+ - Eo- )
(2.7)
— 电池所作最大功（电功）等于该体系自由能的减少。 (+) ：阴极发生还原反应， (-) ：阳极发生氧化反应。
IE
阴离
子
紧密层－
相间电荷转分散层－
移
粒子热运
动
++++++ ++-
• 紧密双电层的定量描述－平板电容模型：
a = q / C 或 C＝q / a = / 4 d
(2.1)
• 考虑到分散层：
a = 紧密层 + 分散层 = a －1 + 1 式中a－相间电位；q－界面电荷；C－双层电容；－介电常数；d－双层距离。

腐蚀电化学原理课件第3章极化与混合电位理论

涂层保护
通过在金属表面涂覆一层耐腐蚀的涂层，将金属与腐蚀介质隔离，以减缓腐蚀速率。
缓蚀剂
通过在腐蚀介质中添加能够抑制腐蚀反应的物质，降低腐蚀速率。
其他实用的腐蚀防护措施
控制环境因素
如温度、湿度、pH值等，以降低金属的腐蚀速率。
改高其耐蚀性。
根据混合电位理论，可以通过选择适当的材料组合或表面处理方法，使不同金属在腐蚀介质中形成低电位差，从而降低腐蚀速率。
防腐涂层设计
在防腐涂层设计中，可以利用混合电位理论优化涂层材料的选择和搭配，以提高涂层的保护效果。
混合电位理论的局限性与发展趋势
局限性
混合电位理论的应用受到腐蚀介质、金属种类和接触条件等多种因素的影响，有时难以准确预测腐蚀行为。
发展趋势
随着材料科学和电化学技术的不断发展，混合电位理论有望与现代测试技术相结合，进一步提高预测腐蚀行为的准确性。同时，研究不同金属在复杂环境中的腐蚀行为和机制，有助于拓展混合电位理论的应用范围。
04
CATALOGUE
电化学阻抗谱在腐蚀研究中的应用
电化学阻抗谱的基本原理
阻抗谱是一种测量电极系统在交流电信号作用下的阻抗值随频率变化的电化学技术。
概念
极化现象是腐蚀过程中的一个重要现象，它涉及到金属表面的电荷分布和电子转移过程，对腐蚀速率产生影响。
极化现象对腐蚀速率的影响
01
02
03
降低腐蚀速率
当金属表面发生阳极极化时，金属的腐蚀速率会降低，因为阳极反应受到抑制。
加速腐蚀
当金属表面发生阴极极化时，金属的腐蚀速率会加速，因为阴极反应得到促进。
通过对比不同极化条件下金属在腐蚀介质中的失重程度，可以验证极化现象对腐蚀速率的影响。

电化学腐蚀原理

电化学腐蚀原理
电化学腐蚀是金属在电解质溶液中发生的一种化学反应，是由于金属表面与溶
液中的电化学物质发生作用而引起的腐蚀现象。

电化学腐蚀是一种常见的金属腐蚀形式，对许多工业设备和设施造成了严重的损害。

了解电化学腐蚀的原理对于防止和控制腐蚀至关重要。

电化学腐蚀的原理可以通过腐蚀电池的形式来理解。

在电化学腐蚀中，金属表
面的微观区域存在着阳极和阴极两种反应。

阳极区域发生氧化反应，金属原子失去电子形成阳离子；而阴极区域则发生还原反应，金属离子接受电子还原成金属原子。

这种电化学反应导致了金属表面的腐蚀。

电化学腐蚀的速率取决于许多因素，包括金属的种类、溶液中的离子浓度、温度、氧气浓度等。

一般来说，金属在酸性溶液中的腐蚀速率比在碱性溶液中的要快，因为酸性溶液中氢离子的浓度高，可以加速金属的氧化反应。

此外，温度的升高也会加快电化学腐蚀的速率，因为高温可以促进电化学反应的进行。

为了防止电化学腐蚀，可以采取一些措施。

首先，可以选择耐腐蚀性能好的金
属材料，如不锈钢、镍基合金等。

其次，可以通过涂层、镀层等方式在金属表面形成保护膜，阻止金属与电解质溶液接触。

此外，控制溶液的pH值、氧气浓度等也
可以有效减缓电化学腐蚀的发生。

总之，电化学腐蚀是一种常见的金属腐蚀形式，对工业生产和设备设施造成了
严重的损害。

了解电化学腐蚀的原理和影响因素，对于预防和控制腐蚀至关重要。

通过选择合适的材料、采取有效的防护措施，可以有效减缓电化学腐蚀的发生，延长金属设备的使用寿命。

金属电化学腐蚀基本原理

金属电化学腐蚀基本原理
金属电化学腐蚀是指金属与环境中的化学物质发生反应而遭受损害的过程。

其基本原理可以概括为以下几点：
1. 金属的电化学性质：金属具有导电性质，其内部存在自由电子，可以形成电流。

不同金属的电化学性质有所差异，会影响金属的耐腐蚀性能。

2. 电化学反应：金属腐蚀主要是通过电化学反应进行的。

在电解质溶液中，金属表面会发生氧化和还原反应。

这些反应中，金属作为阴极或阳极参与电子传递过程，从而导致金属的腐蚀。

3. 电化学腐蚀过程：在电解质溶液中，当金属表面存在局部缺陷（如划痕、裂缝等）时，就会形成阳极和阴极的区域差异。

阳极区域发生氧化反应，金属通过失去电子被溶解成阳离子进入溶液中；而阴极区域则发生还原反应，一些物质被还原成金属。

在这个过程中，金属的一部分被腐蚀，组成金属的原子被离子替代，最终导致金属的损坏。

4. 影响腐蚀速率的因素：金属电化学腐蚀速率受多种因素影响，包括溶液中的电导率、氧含量、温度等。

此外，金属的合金成分、微观结构和表面处理等也会对腐蚀速率产生影响。

5. 防腐措施：为了减缓金属电化学腐蚀的发生，可以采取多种防腐措施，例如使用防腐涂层、合金化、电镀、阳极保护等方法，以提高金属的耐腐蚀性能。

电化学腐蚀的理论基础

EFe / Fe2+ = E
EFe2+e / Fe2+
RT + ln aFe2+ 2F
RT aFe3+ + ln F aFe2+
22
0 Fe2+ / Fe3+
• 由此可见，此类反应的电极电位与 PH 值无关，只要已知反应物和生成物离子浓度，便可求出反应的电位。此类反应在电位 -PH 图上应是一水平线。 • 2) 只与 PH 值有关，而与电极电位无关。例如： Fe2++2H2O=Fe(OH)2+2H+ ( 沉淀反应 ) Fe3++H2O=Fe(OH)2 ＋ +H+ （水解反应） • 上述反应只产 H+, 无电子参与反应 , 故构不成电极反应 , 而是化学反应 , 不能用能斯特方程式来表示电位与 PH 值的关系。因为他们是腐蚀过程中与 PH 值有关的金属离子的水解和沉淀反应。可以从平衡常数得到其在电位 -PH 图上的平衡线。在一定温度下，沉淀反应的平衡常数：
15
• 2 、电极电位：在电极和溶液界面上进行的电化学反应称为电极反应。电极反应可以导致在电极与溶液的界面上建立起离子双电层，而这种双电层两侧的电位差，即金属与溶液间产生的电位差即构成了电极电位。 • 3 、双电子层结构：当金属浸入到电解质溶液中，金属表面上的金属离子由于极性水分子的作用，将发生水化。如果水化时所产生的水化能足以克服金属晶格中金属离子与电子间的引力，则金属离子将脱离金属表面进入与金属表面相接触的液层中形成水化离子。金属晶格上的电子，由于被水分子电子壳层的同性电荷所排斥，不能进行水化转入溶液，仍然留在金属上。该过程可简单的表示如下

第三章电化学腐蚀基础

第三章电化学腐蚀基础金属材料与电解质溶液接触时，会发生电化学腐蚀或称湿腐蚀，它是以金属为阳极的腐蚀原电池过程。

工业用金属一般都是还有杂质的，当其浸在电解质溶液中时，发生电化学腐蚀的实质就是在金属表面上形成了许多以金属为阳极，以杂质为阴极的腐蚀电池。

它的工作特点是只能导致金属材料的破坏而不能对外做有用电功的短路原电池。

§3-1 腐蚀原电池一、原电池P33图1是一个最常见的原电池。

中心碳棒是电池的正极，外围的锌皮是负极。

电解质是NH4Cl溶液。

当外电路接通时，灯泡亮。

电极反应为：阳极锌皮上发生氧化反应（使锌原子离子化）：Zn→Zn2++2e阴极碳棒是发生还原反应：2H++2e→H2电池总反应为：Zn+2H+→Zn2++H2在反应过程中，电池的锌皮不断被离子化，并放出电子，在外电路中形成电流。

金属锌的离子化结果就是腐蚀破坏。

一个腐蚀电池必须包括阳极、阴极、电解质溶液和外电路四个部分，缺一不可。

这四个组成部分构成腐蚀电池工作的三个必需的环节。

1 阳极过程金属进行阳极溶解，以金属离子或水化离子形式转入溶液，同时将等量电子留在金属上。

2 阴极过程从阳极通过外电路流过来的电子被来自电解质溶液且吸附于阴极表面能够接受电子的物质，即氧化性物质所吸收，在金属腐蚀中将溶液中的电子接受体称为阴极去极化剂。

3 电流的流动电流的流动在金属中依靠电子从阳极经导线流向阴极，在电解质溶液中则是依靠离子的迁移。

腐蚀电池的三个环节既相互独立又彼此紧密联系和相互依存。

只要其中一个环节受阻或停止工作，则整个腐蚀过程也就停止。

电池中离子的迁移和电子流动的驱动力是电极电位差——电池电动势。

在电化学作用下，单位时间，单位面积上发生变化的物质量称腐蚀速度。

可以证明，腐蚀速度V与腐蚀电流密度i呈正比。

因此可用腐蚀电流密度i来表示腐蚀速度大小。

二、腐蚀原电池腐蚀原电池实质上是一个短路的原电池。

如P33图2，将锌与铜接触并置于盐酸水溶液中，就构成了以锌为阳极，铜为阴极的原电池。

电化学腐蚀原理

一电化学腐蚀原理1．腐蚀电池(原电池或微电池)金属的电化学腐蚀是金属与介质接触时发生的自溶解过程。

在这个过程中金属被氧化，所释放的电子完全为氧化剂消耗，构成一个自发的短路电池，这类电池被称之为腐蚀电池。

腐蚀电池分为三（或二）类：（1）不同金属与同一种电解质溶液接触就会形成腐蚀电池。

例如：在铜板上有一铁铆钉，其形成的腐蚀电池。

铁作阳极（负极）发生金属的氧化反应：Fe → Fe2+ + 2e-；（Fe → Fe2+ + 2e）＝－0.447V.阴极（正极）铜上可能有如下两种还原反应：(a) 在空气中氧分压 =21 kPa 时：O2+4H＋＋4e- →2H2O；( O2+4H＋＋4e- →2H2O )＝1.229 V ,(b) 没有氧气时，发生2H+ + 2e- → H2；（2H+ + 2e- → H2）＝0V，有氧气存在的电池电动势 E1=1.229－(-0.447)＝1.676V; 没有氧气存在时，电池的电动势E2＝0-(-0.447)=0.447V。

可见吸氧腐蚀更容易发生，当有氧气存在时铁的锈蚀特别严重。

铜板与铁钉两种金属(电极)连结一起，相当于电池的外电路短接，于是两极上不断发生上述氧化—还原反应。

Fe氧化成Fe2+进入溶液，多余的电子转向铜极上，在铜极上O2与H＋发生还原反应，消耗电子，并且消耗了H＋，使溶液的pH值增大。

在水膜中生成的Fe2+离子与其中的OH—离子作用生成Fe(OH)2，接着又被空气中氧继续氧化，即：Fe2+ + 2OH- → Fe(OH)2 4Fe(OH)2 + 2H2O + O2 → 4Fe(OH)3Fe(OH)3乃是铁锈的主要成分。

这样不断地进行下去，机械部件就受到腐蚀。

（2）电解质溶液接触的一种金属也会因表面不均匀或含杂质微电池。

例如工业用钢材其中含杂质(如碳等)，当其表面覆盖一层电解质薄膜时，铁、碳及电解质溶液就构成微型腐蚀电池。

该微型电池中铁是阳极： Fe → Fe2+ + 2e-碳作为阴极：如果电解质溶液是酸性，则阴极上有氢气放出（2H+ + 2e- → H2 ）；如果电解质溶液是碱性，则阴极上发生反应 O2+2H2O+4e- →4OH- 。

《电化学腐蚀原理》课件

电化学腐蚀的机理
1
离子迁移
电化学腐蚀过程中，离子在电解质中的迁移导致了金属表面的反应和损坏。
2
金属氧化还原
金属表面与电解质发生氧化还原反应，导致腐蚀产物的生成和金属原子的丧失。
影响电化学腐蚀的因素
电解质浓度
高浓度电解质导致更快的离子迁移和更严重的腐蚀。
电位
金属表面的电位与电解质之间的电位差可以决定腐蚀速率。
电化学腐蚀的实际应用
1 生产工艺中的电化学腐蚀控制
通过控制工艺参数和材料选择来减少腐蚀对生产设备的损坏。
2 环境保护中的电化学腐蚀控制
采用电化学方法来处理工业废水和废气，减少对环境的污染。
3 其他应用场景
电化学腐蚀也被应用于电池、防腐涂料和金属加工等领域。
总结与展望
电化学腐蚀的重要性
电化学腐蚀对工业生产和环境保护都具有重要影响，需要引起足够的重视。
温度
高温环境下，电化学腐蚀速率通常更高。
气体影响
氧气、二氧化碳等气体可以加速电化学腐蚀的发生。
如何避免电化学腐蚀
1
进行防护处理
2
通过涂层、电镀等方式对金属表面进行
保护。
3
材料选择
选择抗腐蚀性能好的材料，如不锈钢或高耐蚀合金。
确定合适的工作条件
调整电解质浓度、电位和温度等参数来研究新材料、新工艺和新方法来进一步提高电化学腐蚀的控制效果。
《电化学腐蚀原理》PPT 课件
在这个PPT课件中，我们将介绍电化学腐蚀的原理，探讨电化学腐蚀的机理以及影响因素，并讨论如何避免和应用电化学腐蚀。
什么是电化学腐蚀
定义
电化学腐蚀是一种通过离子迁移和金属氧化还原反应导致金属表面遭受损坏的过程。

腐蚀第三章讲义

电极的极化性能主要反映速度控制步骤的动力学特征
二、电极反应的分类：（按控制步骤分）（极化类型）
1. 浓差（度）极化：如果液相传质步骤是电极过程的速度控制步骤，由于它的缓慢造成了溶液中粒子浓度不均匀，产生了浓度差。 2. 电化学极化：如果电荷传递步骤活化能高，使这个步骤进行的阻力大而控制着整个电极反应的速度。 3.电阻极化：由于存在高溶液电阻或由于金属表面生成一层保护膜或腐蚀产物层（没有保护性能），使回路电阻增大，造成电极反应速度减慢。
电极上有外电流通过（极化）
外电流（极化电流）： i > 0, i 为阳极极化电流密度ia i < 0, i 为阴极极化电流密度ic
——活化极化方程
两种极端情况的近似公式： 1. 过电位较高—强极化情况
（1）强阳极极化(η为正)
（2）强阴极极化(η为负)
设
——塔菲尔（Tafel）公式 b: Tafel斜率
§ 3. 3电极过程的特征和极化的类型
一、电极反应的基本步骤
1. 液相传质步骤：反应物粒电化学步骤：反应物粒子在电极表面得、失电子生成产物的步骤。 3. 液相传质步骤或生成新相步骤：产物粒子从电极表面向溶液内部扩散或生成新相步骤。速度控制步骤：串联步骤中最慢的步骤。这时其他步骤都受这个最慢的步骤控制。简记为RDS。
二、腐蚀极化图的应用
1. 判断腐蚀反应控制过程 (1) 阳极控制的腐蚀过程
(2) 阴极控制的腐蚀过程
Icorr受Pc控制例
人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进。

简述电化学腐蚀的原理

简述电化学腐蚀的原理电化学腐蚀是指在电解质溶液中，当金属与电解质接触时，由于电化学反应而导致金属表面的损失。

其原理是金属在电解质中发生氧化还原反应，形成正离子和电子，其中正离子溶解在电解质中，而电子则在金属表面留下，最终导致金属的腐蚀。

电化学腐蚀的原理可以分为两个主要过程：阳极溶解和阴极反应。

首先是阳极溶解过程。

当金属与电解质接触时，金属表面的原子或离子会失去电子，形成正离子。

这些正离子会进入电解质溶液中，并与溶液中的阴离子结合形成溶解物。

这个过程被称为阳极溶解，也是金属腐蚀的主要过程。

阳极溶解的速率取决于金属的活性和电解质的性质，如溶液的酸度、温度和氧气浓度等。

其次是阴极反应过程。

当金属腐蚀时，电解质中的电子会在金属表面聚集，形成阴极区域。

在阴极区域，电子与电解质中的正离子结合形成原子或分子，并还原成金属。

这个过程被称为阴极反应，它减缓了金属的腐蚀速率。

阴极反应的速率取决于电解质中的正离子浓度和金属表面的电位。

除了阳极溶解和阴极反应，电化学腐蚀还受到其他因素的影响。

第一个因素是电解质的浓度。

当电解质浓度较高时，阳极溶解和阴极反应的速率都会增加，导致金属腐蚀加剧。

相反，当电解质浓度较低时，金属腐蚀减缓。

第二个因素是温度。

温度的升高会加速阳极溶解和阴极反应的速率，从而增加金属的腐蚀速度。

这是因为温度的升高会提高电化学反应的速率常数，使电子和离子的迁移更加迅速。

第三个因素是氧气浓度。

氧气是金属腐蚀的重要因素之一，特别是在水中。

氧气的存在会加速阴极反应，从而增加金属的腐蚀速率。

因此，在含氧溶液中，金属的腐蚀速度通常比不含氧溶液中要快。

除了上述因素，金属的活性也是影响电化学腐蚀的重要因素。

活性金属的电极电位较低，更容易发生阳极溶解。

而惰性金属的电极电位较高，不容易发生阳极溶解。

因此，活性金属更容易腐蚀。

总结来说，电化学腐蚀是金属在电解质溶液中发生氧化还原反应导致金属表面损失的过程。

它受到阳极溶解、阴极反应以及电解质浓度、温度、氧气浓度和金属活性等因素的影响。

电化学腐蚀的原理

电化学腐蚀的原理
左右
电化学腐蚀是一种持续、渐进的衰减，通常指金属结构中阴极反应所造成的结构中金
属衰减，也称为阴极保护。

这种过程往往是在电解液中，由电压驱动得到的化学反应，电
流的强度和测定的时间会影响腐蚀的结果，但这种影响是有延迟的，对外界有较大的受累。

电化学腐蚀的原理是电流的作用，当通过金属时，电流会把金属上面的电荷迁移到电
解质中，金属表面上缺乏电荷，使金属产生一定的腐蚀。

结构中有两个端点，一个是阳极，另一个是阴极，由阳极电子通过外部路径流向阴极，金属阴极发生电化学反应。

阴极反应是通过氧化还原反应造成，也就是电子通过外界路径流向阴极，它在金属表
面上的氧化物层会分解，金属的原子半价会溶入溶液中。

此时，溶液中氧化剂会把氧原子
从其氧化物中取出，引起结构中金属的腐蚀，而释放出的氧流回和消耗掉溶液中的还原剂。

电化学腐蚀受到环境温度、pH 值、浓度大小、外观面积大小等影响，在受限温度范
围内，腐蚀速率越高，腐蚀从最高到最低的温度范围也不同；盐溶液中的 pH 值变化会影
响游离电子的数量，氧化剂的浓度有越高腐蚀速率就越大的趋势；而外观面积大小也会影
响电流的密度，表面多凹凸越多，电流密度越大，腐蚀越剧烈。

这样，当原子以及液体中的氧在电极上，并被可用电力所驱动后，氧原子就会被激活，它们会把金属上化学和物理性质的变化，以致于金属结构衰竭。

因此，如果金属表面把电
压和电流集中在一起，则会加速其腐蚀，导致衰竭。

电化学腐蚀的原理

电化学腐蚀的原理一、电化学反应在金属表面，以铁为例，当金属与电解质溶液接触时，金属表面释放出金属离子，并且失去电子。

这个过程被称为金属的氧化反应。

Fe(s) → Fe2+(aq) + 2e-在溶液中，释放的金属离子与电解质中的阴离子结合形成一种离子化合物。

Fe2+(aq) + 2Cl-(aq) → FeCl2(aq)同时，在金属表面接触到氧气时，金属表面上的氧气被还原为水，并且接受电子。

这个过程被称为金属的还原反应。

O2(g) + 4H+(aq) + 4e- → 2H2O(l)这个氧化还原反应形成的水会与金属离子进行进一步的反应，生成含有铁离子的氢氧化铁沉淀。

Fe2+(aq) + 2OH-(aq) → Fe(OH)2(s)在这个过程中，氢氧化铁沉淀会继续吸引其他金属离子以及氢氧根离子，形成更稳定的化合物，如铁氧体等。

这些化合物的生成会导致金属表面出现腐蚀的现象。

二、电池反应电池反应是电化学腐蚀产生的另一个重要原理。

当金属表面存在着金属溶液和金属内部时，就会形成一个电池。

在金属表面，电荷丧失的铁离子会向金属内部的电极进行迁移，并丧失掉电荷，而导致金属表面带有剩余的负电荷。

这个过程被称为阳极反应。

Fe(s) → Fe2+(aq) + 2e-而在金属内部，金属离子则会接受电子，并向金属表面的电极进行迁移。

这个过程被称为阴极反应。

Fe2+(aq) + 2e- → Fe(s)由于这种电子的迁移，金属表面形成电势的差异，从而引起了电流的流动。

这个电流的流动就会导致金属离子在金属表面上产生丧失电荷的反应。

总结来说，电化学腐蚀的原理主要包括电化学反应和电池反应两个方面。

电化学反应是指金属表面发生的氧化还原反应，而电池反应是指电荷的迁移过程。

通过这两个过程，金属与电解质溶液之间产生的化学反应会导致金属表面发生腐蚀的现象。

电化学腐蚀的原理的深入研究对于腐蚀的防治和金属材料的保护具有重要的意义。

腐蚀电化学原理课件第3章极化与混合电位理论

阴极极化
金属在阴极处发生的电化学反应，保护金属免受腐蚀。
极化的基本概念
极化是指金属表面腐蚀电流密度与其在无腐蚀环境中的理论电流密度之间的差异。
1 腐蚀电流密度
2 理论电流密度
金属在腐蚀环境中的实际电流密度。
金属在无腐蚀环境中的理论电流密度。
极化的分类
极化可以根据其形成原因和机制进行分类。
浓度极化
混合电位的产生是由于混合腐蚀介质中的不同化学物质对金属表面的影响不同。
腐蚀速率差异
不同化学物质对金属表面腐蚀速率的影响不同。
电化学反应差异
不同化学物质对金属表面电化学反应的影响不同。
腐蚀电化学原理课件第3 章极化与混合电位理论
腐蚀电化学原理课件第3章极化与混合电位理论将介绍极化现象的基本概念、分类和机理，以及混合电位理论的定义和产生原因。
极化现象简介
极化现象是指金属在腐蚀环境中出现的一系列电化学反应，包括阳极极化和阴极极化。
阳极极化
金属在阳极处发生的电化学反应，导致金属表面被腐蚀。
由于腐蚀环境中的溶液浓度差异导致的极化现象。
激活极化
由于金属表面的电化学反应活化能差异导致的极化现象。Fra bibliotek阻抗极化
由于金属表面腐蚀产物的电子传导和离子扩散阻抗导致的极化现象。
极化现象的机理
极化现象的发生是由于腐蚀环境中的化学物质对金属表面的吸附和电化学反应。
1
吸附
腐蚀环境中的化学物质吸附到金属表面。
2
电化学反应
吸附物质参与金属的电化学反应。
3
电荷转移
电荷在金属表面和腐蚀环境中进行转移。
混合电位理论简介
混合电位理论是一种将金属在不同腐蚀环境中的电化学反应进行综合分析的理论模型。

[化学]第三章-电化学局部腐蚀

图4-3使用垫圈的实例
⑵电化学保护：不能完全解决缝隙腐蚀问题。因为是否有足够的电流达到缝内，以产生必须的保护电位。
⑶缓蚀剂：用磷酸盐、铬酸盐、亚硝酸盐的混合物，对钢、黄铜、锌结构是有效的，也可再接合面上涂有缓蚀剂的油漆。
第三节电偶腐蚀
一、电偶腐蚀：当两种金属或合金相接触，在溶液中可以发现在该液中电位较负的金属腐蚀速度加大，而电位较正的金属受到保护，这种现象就是电偶腐蚀。电动序和电偶序：电偶腐蚀是与相互接触的金属在溶液中的电位有关，因此构成了腐蚀原电池。接触金属的电位差为电偶腐蚀的推动力。一般来讲，两种金属的电极电位差愈大，电偶腐蚀愈严重。电动序：按金属元素标准电极电位高低排列成的次序表。它是从热力学公式计算出来的，此电位是指金属在该金属盐（活度为1）的溶液中的平衡电位。而实际情况下，金属常不是纯金属，而是合金，有的还带有膜。而溶液也不可能刚好是该金属离子，且活度为1。
电偶序：是实用金属和合金在具体使用介质中的电位（即非平衡电位）排列次序表。
无论电动序或电偶序都只能反映一个腐蚀倾向，不能表示出实际的腐蚀速度。而有时某些金属在具体介质中双方电位可以发生逆转。所以电动序和电偶序都有一定局限性。
图4-4说明电偶腐蚀关系的极化示意图
电偶腐蚀原理
金属A、B在酸性溶液中相接触，金属A的腐蚀电位为EA，自腐蚀电流为iA，金属B的腐蚀电位为EB，自腐蚀电流为iB， iA与iB是由阳极反应M→Mn++ne（曲线1）和阴极反应 2H++2e→H2 （曲线2）的理论极化曲线的交点决定。曲线4
二、晶间腐蚀机理：晶间腐蚀的产生必须有两个基本因素：
一是内因，即金属或合金本身晶粒、晶界化学成分的差异，导致电化学性质不同，从而使金属具有晶间腐蚀倾向：

材料腐蚀与防护-第三章-金属的电化学腐蚀

气体电极的平衡电位
• 氢电极：将铂浸入酸性溶液中，不断地向溶液内通入氢气，于是铂的表面上会吸附氢气。这些吸附的氢与溶液中的氢离子之间就会发生H2---2H++2e及2H++2e---H2的反应。反应中放出或吸收的电子均由金属铂收存或供给。当反应达到动态平衡时，铂与溶液界面上形成稳定的双电层，并有一个相应的稳定电位。
* Nernst方程的应用
①计算不同浓度下的电极电位数值; ②计算不同pH条件下的电极电位数值;
例1. [Cr2O72-] = [ Cr3+] =1.00 mol/dm3, 求[H] = 10.0 mol/dm3及[H+] =
1.00´10-3 mol/dm3时电对Cr2O72- / +Cr3+ 的电极电位。解： Cr2O72- + 14 H+ + 6 e = 2 Cr3+ + 7 H2O (1) 当 (H+) = 10.0 mol/dm3 时, 代入Nernst方程： (2) 当 [H+] = 1.00´10-3 mol/dm3 时，代入Nernst方程：由此可见H+浓度增大，电极电位减小。
（c）金属离子不能进入溶液，溶液中的金属离子也不能沉积到金属表面。此时可能出现另一种双电层，依靠吸附溶解在溶液中的气体而形成双电层。
如铂浸在溶有氧的中性溶液中，氧分子被吸附在铂表面，并离解为原子，再得到铂表面的电子成为负电荷离子，O2—2O;2O+4e--2O2-
双电层的特点：
• （1）双电层分处不同的两相-金属相（电子导体相）和电解质溶液（离子导体相）中；
电极反应导致在金属和溶液的界面上形成双电层，双电层两侧的电位差，即为电极电位，也称为绝对电极电位。

第三章 电化学腐蚀的基本原理

电化学腐蚀的原理及应用

腐蚀电化学原理、方法及应用第3章金属腐蚀动力学

第三章 电化学腐蚀的基本原理

电化学腐蚀原理

腐蚀电化学原理课件第3章极化与混合电位理论

电化学腐蚀原理

金属电化学腐蚀基本原理

电化学腐蚀的理论基础

第三章电化学腐蚀基础

电化学腐蚀原理

《电化学腐蚀原理》课件

腐蚀第三章讲义

简述电化学腐蚀的原理

电化学腐蚀的原理

电化学腐蚀的原理

腐蚀电化学原理课件第3章极化与混合电位理论

[化学]第三章-电化学局部腐蚀

材料腐蚀与防护-第三章-金属的电化学腐蚀

第三章电化学腐蚀的基本原理

第三章电化学腐蚀的基本原理