腐蚀动力学.
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RT
) exp(
nFa
RT
)]
令
2.3RT ba nF
2.3RT bc nF
单电极 反应的 电化学 基本方 程式
2.3a 2.3a ia i [exp( ) exp( )] ba bc
0
2.3c 2.3c ic i [exp( ) exp( )] bc ba
初始电位差 越大，腐蚀 电流越大
初始电位差对腐蚀电流的影响
钢在非氧化性酸中的腐蚀极化图
四、腐蚀动力学方程式
1、单电极反应的电化学极化方程式 单一电极电化学反应：
氧化剂 还原剂
O ne R
V
V
法拉第定律 i=nFv
V=KC
阿累尼乌斯公式
Ea i nFAb exp( ) CO RT Ea i nFAf exp( ) CR RT
0
2、电化学极化控制下的腐蚀速率表达式
在自腐蚀电位下，金属的净氧化反应速率 等于阴极去极化剂的净还原反应速率，结果造 成金属的腐蚀，其腐蚀速率为
icorr ia ic
即
icorr i1 i1 i2 i2
2.3a 2.3a icorr i [exp( ) exp( )] ba1 bc1 2.3c 2.3c 0 icorr i2 [exp( ) exp( )] bc 2 ba 2
O2 2H2O 4e 4OH
O2 4H 4e 2H2O
(2)氢离子的还原反应
2H 2e H 2O
（3）高价金属离子的还原反应
Fe3 e Fe2
（4）氧化性阴离子的还原反应
2 Cr2O7 14H 6e 2Cr 3 7H2O
Ea K=A exp （- ） RT
当电极处于平衡状态时，
E E i i i nFAb exp( ) CO nFAf exp( ) CR RT RT
0
0 a
0 a
i 为交换电流密度
由电化学理论可知：电极电位的变化是通过 改变反应的活化能来影响反应速率，当电极 电位比平衡电位高，即 E >0,氧化反应的活 化能减小 nF E 。还原反应的活化能则增 加 nF E。
极化行为通常用极化曲线来描述。极化曲线 是表示电极电位与极化电流强度或极化电流密度i 之间关系的曲线。
曲线的倾斜程度表示 极化程度，曲线倾斜 程度越大，极化程度 越大，电极过程就越 难进行。
图1 极化曲线示意图
三、腐蚀极化图
1、 腐蚀极化图 腐蚀极化图是一种电位—电流图，它是把 表征腐蚀电池特征的阴、阳极极化曲线画 在同一张图上构成的。 腐蚀电位是一种 不可逆的非平衡 电位，需由实验 测得。
0
即
Ea E nF E
0 a
Ea E nF E
0 a
E nF E nF E 0 i nFAbCO exp( ) i exp( ) RT RT
0 a
E nF E nF E 0 i nFAf CR exp( ) i exp( ) RT RT
金属电化学腐蚀动力学基本规律
1
一、腐蚀电池的电极过 程 1. 阳极过程
腐蚀原电池的阳极过程就是金属发生电化学 溶解或阳极钝化的过程。
M1 + mH2O Mn+ mH2O + ne
通常金属的阳极溶解至少由下面几个步骤组成
（1）金属原子离开晶格转变为表面吸附原子
M晶格 M吸附
（2）表面吸附原子越过双电层进行放电转 变为水化阳离子
图2腐蚀极化图 （Evans图）
2、腐蚀极化图的应用
解 释 腐 蚀 过 程 所 发 生 的 现 象
分 析 腐 蚀 过 程 的 性 质 和 影 响 因 素
确 定 腐 蚀 的 主 要 因 素
计 算 腐 蚀 速 率
研 究 防 腐 蚀 剂 的 效 果 与 作 用 机 理
用腐蚀极化图分析腐蚀速度的影响因素
Байду номын сангаас
M吸附＋mH2O M n mH2O ne
（3）水化金属离子从双电层溶液侧向溶液深处迁移
2. 阴极过程
阴极过程是指溶液中的氧化剂与金属阳极溶解后 所释放出来转移到阴极区的电子发生还原反应。
电化学腐蚀的基本条件是腐蚀电池和去极化剂 同时存在
去极化剂：能消除或抑制原电池阳极或阴极极化 的物质 电化学腐蚀的阴极去极化剂有：H+、O2、NO3－、 Cr2O72－、高价金属离子及一些易被还原的有机化合 物 (1)溶解氧的还原反应
0 a
当电极上有电流通过时，电极将发生极化。
阴极极化：
e EC EC EC C
nFC nFC iC i i i [exp( ) exp( )] RT RT
0
阳极极化：
Ea Ea E a
e a
0
ia i i i [exp(
nFa
（5)有机化合物的还原反应
RO 4H 4e RH2 H2O
二、极化作用
1、电极极化:当电极上有电流通过时，电极电位E 偏离平衡电位Ee（对可逆电极）或稳定电位Es（对 不可逆电极）的现象。
电池的极化：电池的阴极电位E向负方向变化，阳极 电位E向正方向变化，结果腐蚀电池的电位差减小了， 腐蚀电流急剧降低的现象。
（3)电阻极化 当腐蚀过程中金属表面生成或原有一层氧化物膜时， 电流在膜中产生很大的电压降，从而使电位显著升高， 由此引起的极化为电极极化。
极化降低了金属腐蚀的速度，阻碍了金属腐 蚀的进行，所以极化对防止金属腐蚀是有利的。
3、过电位 过电位 — 描述电位偏离Ee的程度，即极化的程度。
4、极化曲线
极化是电极反应的阻力，其本质是电极过 程存在某些较慢步骤，限制了电极反应速度。
2、极化的原因及类型 根据极化产生的原因极化可分为活化极化（电 化学极化）、浓差极化和电阻极化。
（1）电化学极化
由于电子的运动速度远远大于电极反应得失电子速 度而引起的。在阴极上有过多的负电荷积累，在阳极上 有过多的正电荷积累，因而出现了电极的电化学极化。 （2）浓差极化 阳极溶解得到的金属离子，将会在阳极表面的液层 和溶液本体间建立浓度梯度，金属离子向溶液本体扩散， 如果扩散速率小于金属的溶解速率，阳极附近金属离子 浓度会升高，产生浓差极化。
) exp(
nFa
RT
)]
令
2.3RT ba nF
2.3RT bc nF
单电极 反应的 电化学 基本方 程式
2.3a 2.3a ia i [exp( ) exp( )] ba bc
0
2.3c 2.3c ic i [exp( ) exp( )] bc ba
初始电位差 越大，腐蚀 电流越大
初始电位差对腐蚀电流的影响
钢在非氧化性酸中的腐蚀极化图
四、腐蚀动力学方程式
1、单电极反应的电化学极化方程式 单一电极电化学反应：
氧化剂 还原剂
O ne R
V
V
法拉第定律 i=nFv
V=KC
阿累尼乌斯公式
Ea i nFAb exp( ) CO RT Ea i nFAf exp( ) CR RT
0
2、电化学极化控制下的腐蚀速率表达式
在自腐蚀电位下，金属的净氧化反应速率 等于阴极去极化剂的净还原反应速率，结果造 成金属的腐蚀，其腐蚀速率为
icorr ia ic
即
icorr i1 i1 i2 i2
2.3a 2.3a icorr i [exp( ) exp( )] ba1 bc1 2.3c 2.3c 0 icorr i2 [exp( ) exp( )] bc 2 ba 2
O2 2H2O 4e 4OH
O2 4H 4e 2H2O
(2)氢离子的还原反应
2H 2e H 2O
（3）高价金属离子的还原反应
Fe3 e Fe2
（4）氧化性阴离子的还原反应
2 Cr2O7 14H 6e 2Cr 3 7H2O
Ea K=A exp （- ） RT
当电极处于平衡状态时，
E E i i i nFAb exp( ) CO nFAf exp( ) CR RT RT
0
0 a
0 a
i 为交换电流密度
由电化学理论可知：电极电位的变化是通过 改变反应的活化能来影响反应速率，当电极 电位比平衡电位高，即 E >0,氧化反应的活 化能减小 nF E 。还原反应的活化能则增 加 nF E。
极化行为通常用极化曲线来描述。极化曲线 是表示电极电位与极化电流强度或极化电流密度i 之间关系的曲线。
曲线的倾斜程度表示 极化程度，曲线倾斜 程度越大，极化程度 越大，电极过程就越 难进行。
图1 极化曲线示意图
三、腐蚀极化图
1、 腐蚀极化图 腐蚀极化图是一种电位—电流图，它是把 表征腐蚀电池特征的阴、阳极极化曲线画 在同一张图上构成的。 腐蚀电位是一种 不可逆的非平衡 电位，需由实验 测得。
0
即
Ea E nF E
0 a
Ea E nF E
0 a
E nF E nF E 0 i nFAbCO exp( ) i exp( ) RT RT
0 a
E nF E nF E 0 i nFAf CR exp( ) i exp( ) RT RT
金属电化学腐蚀动力学基本规律
1
一、腐蚀电池的电极过 程 1. 阳极过程
腐蚀原电池的阳极过程就是金属发生电化学 溶解或阳极钝化的过程。
M1 + mH2O Mn+ mH2O + ne
通常金属的阳极溶解至少由下面几个步骤组成
（1）金属原子离开晶格转变为表面吸附原子
M晶格 M吸附
（2）表面吸附原子越过双电层进行放电转 变为水化阳离子
图2腐蚀极化图 （Evans图）
2、腐蚀极化图的应用
解 释 腐 蚀 过 程 所 发 生 的 现 象
分 析 腐 蚀 过 程 的 性 质 和 影 响 因 素
确 定 腐 蚀 的 主 要 因 素
计 算 腐 蚀 速 率
研 究 防 腐 蚀 剂 的 效 果 与 作 用 机 理
用腐蚀极化图分析腐蚀速度的影响因素
Байду номын сангаас
M吸附＋mH2O M n mH2O ne
（3）水化金属离子从双电层溶液侧向溶液深处迁移
2. 阴极过程
阴极过程是指溶液中的氧化剂与金属阳极溶解后 所释放出来转移到阴极区的电子发生还原反应。
电化学腐蚀的基本条件是腐蚀电池和去极化剂 同时存在
去极化剂：能消除或抑制原电池阳极或阴极极化 的物质 电化学腐蚀的阴极去极化剂有：H+、O2、NO3－、 Cr2O72－、高价金属离子及一些易被还原的有机化合 物 (1)溶解氧的还原反应
0 a
当电极上有电流通过时，电极将发生极化。
阴极极化：
e EC EC EC C
nFC nFC iC i i i [exp( ) exp( )] RT RT
0
阳极极化：
Ea Ea E a
e a
0
ia i i i [exp(
nFa
（5)有机化合物的还原反应
RO 4H 4e RH2 H2O
二、极化作用
1、电极极化:当电极上有电流通过时，电极电位E 偏离平衡电位Ee（对可逆电极）或稳定电位Es（对 不可逆电极）的现象。
电池的极化：电池的阴极电位E向负方向变化，阳极 电位E向正方向变化，结果腐蚀电池的电位差减小了， 腐蚀电流急剧降低的现象。
（3)电阻极化 当腐蚀过程中金属表面生成或原有一层氧化物膜时， 电流在膜中产生很大的电压降，从而使电位显著升高， 由此引起的极化为电极极化。
极化降低了金属腐蚀的速度，阻碍了金属腐 蚀的进行，所以极化对防止金属腐蚀是有利的。
3、过电位 过电位 — 描述电位偏离Ee的程度，即极化的程度。
4、极化曲线
极化是电极反应的阻力，其本质是电极过 程存在某些较慢步骤，限制了电极反应速度。
2、极化的原因及类型 根据极化产生的原因极化可分为活化极化（电 化学极化）、浓差极化和电阻极化。
（1）电化学极化
由于电子的运动速度远远大于电极反应得失电子速 度而引起的。在阴极上有过多的负电荷积累，在阳极上 有过多的正电荷积累，因而出现了电极的电化学极化。 （2）浓差极化 阳极溶解得到的金属离子，将会在阳极表面的液层 和溶液本体间建立浓度梯度，金属离子向溶液本体扩散， 如果扩散速率小于金属的溶解速率，阳极附近金属离子 浓度会升高，产生浓差极化。