电化学保护
高中化学电化学保护法
高中化学电化学保护法电化学保护法是一种保护金属腐蚀的方法，通过利用电化学原理，将金属与特殊金属或化合物连接在一起，形成电池系统，从而减缓金属的腐蚀速度。
在工业生产和日常生活中，电化学保护法被广泛应用于金属结构、管道、船舶等领域，起到延长金属使用寿命、节约资源的作用。
1. 电化学保护原理电化学保护法主要通过两个原理来实现金属的保护：阳极保护和阴极保护。
阳极保护是指通过在金属表面形成一个保护层，使其成为阳极，从而抑制金属的电化学反应。
常见的阳极保护方法有镀层、热浸镀、电解镀等。
例如，在钢铁制品上镀一层锌，形成锌层保护钢铁，就能有效避免钢铁的腐蚀。
阴极保护是通过在金属表面形成一个促进电子流动的保护层，使其成为阴极，从而减少金属的电化学反应。
常见的阴极保护方法有通过外加电流保护、利用阳极保护金属等。
通过外加电流保护是指将金属与一个更活泼金属连接起来，通过外部电源加在金属上，使金属表面形成一个保护层。
例如，将镁棒与铁件连接，并施加外部电源，使镁成为阴极，起到防腐蚀的作用。
2. 电化学保护法的应用2.1. 工业领域在石油、化工、电力等工业领域，金属设备常常会受到腐蚀的侵害，使用电化学保护法能够延长设备的使用寿命、减少维修成本。
例如，在石油储罐中，通过在罐体上安装一组金属阳极，将其与储罐连接形成电化学保护系统，能够有效地降低罐体的腐蚀速度。
2.2. 建筑领域金属结构是建筑物中常用的结构形式，然而在湿润的环境中容易受到腐蚀。
电化学保护法可以在金属表面形成一个保护层，延缓金属的腐蚀速度。
例如，在海洋环境中，钢铁构件会暴露在海水中，容易发生腐蚀。
通过在钢铁表面施加一个保护电位，形成一个保护层，能够大大延长钢铁的使用寿命。
3. 电化学保护法的优缺点3.1. 优点电化学保护法不需要使用化学品，对环境友好，能够延长金属的使用寿命，减少资源浪费。
同时，电化学保护法操作简便，维护成本低，广泛适用于各种金属结构。
3.2. 缺点电化学保护法需要一定的电源供应，增加了能源消耗。
电化学保护
电化学保护
通过改变极性或移动金属的阳极极化电位达到钝态区来抑制或降低金属结构腐蚀的材料保护技术。
从伽法尼电池的两个金属电极来观察﹐腐蚀总是发生在阳极上。
阴极保护就是在潮湿的土壤或含有电解质(如盐等)的水液等电解液中﹐利用牺牲阳极(如锌﹑铝等)或外加电流的惰性阳极﹐使被保护的钢铁结构成为这种人为的伽法尼电池中的阴极。
在同一腐蚀环境中﹐活性较大的是阳极﹐较小的是阴极﹐例如在海水中﹐锌与低碳钢间如构成电解电池﹐锌就是阳极﹐钢就是阴极﹔但如果钢与不锈钢形成电解电池时﹐钢又变为阳极﹐不锈钢是阴极。
所谓阴极﹐实际上是使电解液中的阳离子获得电子而还原的一个电极。
因此﹐利用外加直流电源使它获得电子补充﹐也属於阴极保护方法。
在不同的腐蚀介质中所需的保护电流密度不一。
钢在土壤内﹐约为0.0001～0.005安/分米﹐在流动海水中约为0.0003～0.0015安/分米﹐而在流动淡水中为0.005安/分米。
阴极保护广泛用於保护地下管道﹑通信或电力电缆﹑闸门﹑船舶和海上平台等以及与土壤或海水等接触面积很大的工件﹐电化学保护与涂装结合则更为经济。
城市和大型工厂的地下金属设备可採用这种保护方法﹐但需要注意杂散电流不致影响邻近地下金属设施的加速腐蚀。
阳极保护主要用於保护钢﹑不锈钢和鈦等在浓硫酸和磷酸等强介质中的腐蚀。
活性-钝性金属在阳极极化时﹐即电流导入而產生电位变化时﹐其极化曲线中有显著的活化﹑钝化和过钝化区(见图阳极保护原理的极化曲线
对於这种情况﹐可利用稳压电源将电位控制在钝化区间﹐使腐蚀电流值降到最低限度。
电化学保护_阴极保护
3、基本原理
当外加的电流继续增加时，系统的电位会继续往负的方向
移动，当电位达到阳极的平衡电位时，则阳极腐蚀电流等于零， 即得到了完全保护，这时阴极电流Ip（相当于R段）全部是外加 的电流，这一外加电流称为最小保护电流，所对应的电位称为 最小保护电位。一般在海水中金属从稳定电位往负的方向极化
200～300mV，就可以得到完全保护。
5.1.3 牺牲阳极性能要求
（ 3）阳极消耗率。牺牲阳极的消耗率是单位电量所消耗的阳极 质量，单位是kg· A-1· h-1或者kg· A-1· a-1。对于牺牲阳极来说，实际 测得的消耗单位质量牺牲阳极所产生的电量越大（ A· h· kg-1 ）， 则阳极消耗率越小。 （ 4）腐蚀特征。牺牲阳极的表面腐蚀特征是评定阳极性能的指 标之一。对于性能良好的阳极，要求表面腐蚀均匀，无难溶的沉 积物。阳极使用寿命长，不产生局部腐蚀脱落。牺牲阳极本身的
5.5～7.5
0.025～-0.035
0.10～ ≤0.1 0.15 6
≤0.2
余量
Al-Zn-In-Sn-Mg
2.5～4.0
0.020～0.050
0.025～ 0.075
0.50 ≤0.1 ～ ≤0.13 ≤0.02 6 1.00 电流效率/%
余量1.05～-1.09
化 学 成 分/%
合金种类
Al
In
Cd
Sn
Mg
Si
Fe
Cu
Al
Al-Zn-In-Cd
2.5～4.5
0.018～0.050
0.050 ～ 0.020
≤0.8
≤0.1 6
V0.02
余量
Al-Zn-In-Sn
2.2～5.2
电化学保护原理
电化学保护原理
嘿，朋友们！今天咱来聊聊电化学保护原理，这可真是个超级有意思的玩意儿！
就说那铁吧，经常会生锈，对吧？这就像是一个人的皮肤受伤了一样让人头疼！那怎么来保护它呢？电化学保护原理就登场啦！就好比给铁穿上了一层坚固的盔甲。
比如说，我们可以用阴极保护法。
哎呀，这阴极保护法就像是给铁找了个超级保镖！通过给它加上一个负电位，让那些腐蚀性的物质没法侵害它。
你想想，这不就像有个大力士一直在旁边守护着铁，不让坏蛋靠近嘛！
还有阳极保护法呢！这就像给铁专门打造了一个安全区域，只有得到特别许可的才能进去。
通过控制阳极的电位，让铁处在一个相对安全的环境里。
咱举个例子啊！就说海上的那些大轮船，常年在海里泡着，如果没有电化学保护，那不得很快就锈得不成样子啦？但有了这些保护方法，它们就能在大海上威风凛凛地航行啦！
你看，电化学保护原理是不是特别神奇？它就像是一个隐形的魔法，默默地守护着各种金属制品。
我们生活中的好多东西都离不开它呢，小到一把钥匙，大到那些巨大的桥梁！哇塞，要是没有它，那该多糟糕啊！
我觉得啊，电化学保护原理真的是太重要啦！它让我们的世界更加坚固、更加耐用，为我们的生活提供了可靠的保障！我们真应该好好感谢那些发现和研究这个原理的人呢！。
电化学保护金属的两种方法
电化学保护金属的两种方法
一、涂覆保护
1、电热浸泡法：电热浸泡法是采用涂覆方法,将金属表面用特殊的涂层覆盖,防止电解腐蚀的影响。
通常使用电沉积的方法将一层金属氧化物添加到待保护的金属表面，以改善金属的耐蚀性。
2、涂覆型电化学保护法：涂覆型电化学保护法是把预先用电沉积或其他方法给消除腐蚀的金属表面上覆盖一层保护层，以防止金属表面受到电化学腐蚀的影响。
这种方法可以使金属表面形成一个坚固的金属氧化膜，阻止电化学腐蚀的产生。
二、电化学保护
1、电加法法：采用的是加法的原理，即在化学反应的过程中加入缺乏的活性试剂来保护金属，可以防止金属的腐蚀，保护金属的完整性。
2、电泳法：通过给金属表面加入一些带有正电的离子，以及其他正带正电的分子，来保护金属表面，可以减缓金属受到的腐蚀效果，使金属得以保持完整。
电化学保护的原理及应用
电化学保护的原理及应用电化学保护是一种通过在金属表面形成保护膜或抑制电化学反应，从而防止金属腐蚀的方法。
它利用电化学反应的原理，在金属表面形成氧化物薄膜或与环境中的电解质反应生成可溶性盐，阻止金属继续腐蚀。
电化学保护主要有两种方式：阳极保护和阴极保护。
阳极保护是通过在金属表面形成一个相对于金属较不易氧化的阳极，使其成为电池的阳极，从而使金属处于保护状态。
常见的阳极保护方法有三种：阳极保护、阳极保护、自动阳极保护。
阳极保护是通过在金属表面放置一块与金属具有较大电位差的金属，使其成为电池的阳极，从而保护金属。
这种方法常用于一些金属结构的保护，如船舶的金属结构保护。
常用的金属有铝、锌等。
阴极保护是通过给金属提供足够的电子，使金属表面形成一个较低电位的阴极，从而减缓金属的腐蚀。
常见的阴极保护方法有两种：外加电流阴极保护和物理阴极保护。
外加电流阴极保护是通过在金属表面加上外加电流，使金属表面形成一个保护性的氧化膜或金属膜。
常见的外加电流阴极保护方法有阴极保护和阴极保护。
物理阴极保护是通过在金属表面涂覆一层保护性的涂层，使金属表面与环境隔离，减缓金属的腐蚀。
常见的物理阴极保护方法有金属涂层和有机涂层。
电化学保护的应用非常广泛。
它可以用于金属结构、管道、储罐等各类金属设备的保护，在海洋、油田、化工、电力等行业都有重要的应用。
在海洋环境中，金属结构容易受到海水中的氯化物、硫化物等腐蚀性物质的侵蚀。
电化学保护通过在金属表面形成保护膜，可以有效地减缓金属的腐蚀速度，延长金属的使用寿命。
在油田行业中，金属管道、储罐等设备经常处于潮湿、腐蚀性介质中，容易发生腐蚀。
电化学保护可以在这些设备表面形成保护膜，降低金属的腐蚀速度，提高设备的安全性能。
在化工行业中，各种化学介质对金属的腐蚀性较强。
电化学保护可以在金属表面形成厚度合适的保护膜，有效地阻止金属与化学介质的接触，减少金属的腐蚀。
在电力行业中，设备如输电塔、变压器、电缆等常常暴露在空气中，容易被氧气腐蚀。
电化学金属保护方法
电化学金属保护方法电化学金属保护方法是通过电化学反应来保护金属材料不被腐蚀或降低腐蚀速率的一种方法。
这种方法主要包括阳极保护、阴极保护、缓蚀剂保护等几种主要方式。
本文将详细介绍这几种方法的原理、应用以及优缺点。
首先，阳极保护是通过使金属物质的腐蚀物质在阳极处产生，形成一层保护膜，以防止金属的进一步腐蚀。
这种方法主要应用于钢铁结构的保护，如海洋平台、桥梁等。
具体操作过程是在金属表面涂上一层远洋漆，然后通过施加直流电源使金属成为阳极，从而形成保护膜。
阳极保护具有操作简单、效果显著、成本低等优点，但也存在一些问题，如维护困难、电流分布不均匀等。
其次，阴极保护是通过施加外部电流使金属成为阴极，以减缓金属的腐蚀速度。
这种方法主要应用于地下管道、船舶、油罐等金属结构的保护。
具体操作过程是在金属表面涂上一层防腐涂层，然后通过施加外部电流使金属成为阴极，从而减缓金属腐蚀速度。
阴极保护具有对金属腐蚀的有效控制、节能环保等优点，但也存在一些问题，如系统复杂、施工成本较高等。
此外，缓蚀剂保护是通过向金属表面添加一种化学品，使其与腐蚀介质中的物质发生化学反应，从而减缓金属的腐蚀速度。
这种方法适用于需要暂时保护金属的场合，如长时间存储金属材料。
缓蚀剂保护的优点是操作简单、成本低，但缺点是保护时间有限、保护效果相对较差。
最后，需要指出的是，不同的金属材料和使用环境对电化学保护方法有不同的适用性。
因此，在选择电化学保护方法时，需要综合考虑金属材料的性质、使用环境的特点以及经济因素等。
同时，也需要定期检查和维护电化学保护系统，以保证其正常运行。
综上所述，电化学金属保护方法是一种有效保护金属材料不被腐蚀或降低腐蚀速率的方法。
阳极保护、阴极保护和缓蚀剂保护是主要的电化学保护方法。
每种方法都有其适用性和优缺点，因此在应用时需要根据具体情况进行选择。
通过正确选择和维护电化学保护系统，可以有效延长金属材料的使用寿命，从而节约资源、降低成本。
电化学保护法
大为降低，甚至停止，这类物质称为缓蚀剂，但在有些情 况下，单独使用缓蚀剂效果不好，或者使用量较大，不经 济。此时可以采用阴极保护和缓蚀剂联合防腐蚀。
12.1.5 阴极保护的应用范围 阴极保护应用范围非常广泛，如地下管线、电缆、舰
12.1.2 阴极保护基本控制参数
表12-1 阴极保护时的保护电位(V)
金属或合金 Cu/饱和CuSO4 Ag/AgCl/海水 Ag/AgCl/饱和KCl Zn/海水
铁与钢(含氧) -0.85
-0.80
-0.75
0.25
铁与钢(缺氧) -0.95
-0.90
-0.85
0.15
铜合金 -0.65~-0.5 -0.6~-0.5 -0.55~-0.4 0.45~0.6
船、平台、水闸、码头、桥梁、城市地下区域、石油化 工中冷却设备、贮油罐、结晶槽、反应器、蒸发器等。
作业：
教材：王凤平等编著：腐蚀电化学原理、方法及 应用
P282 1, 3(1) (2), 5
12.2 阳极保护
将被保护设备与直流电源的 正极相连，在一定的电解质溶液 中将金属进行阳极极化，使金属 钝化并维持钝态，而使金属的腐 蚀速度显著降低。这种方法称为 阳极保护法。
上述两个参数中，最小保护电位是最主要的参数。因 为电极过程决定于电极电位，电位大小决定电流的大小。
如金属的阳极溶解，电极上氢气的析出均决定于电极电 位。它决定金属的保护程度，并用来判断和控制阴极保护是 否完全保护。
保护电位选定原则 ➢ 达到一定的保护效果
耗电不能太大； ➢ 避免析H2，防止涂层阴极极化脱落； ➢ 防止过保护, 破坏钝化膜。 ➢ 不能太复杂, 避免引起屏蔽, 保护不完全。
电化学保护
电化学保护electrochemical protection按照金属电位变动的趋向，电化学保护分为阴极保护和阳极保护两类。
①阴极保护。
通过降低金属电位而达到保护目的的，称为阴极保护。
根据保护电流的来源，阴极保护有外加电流法和牺牲阳极法。
外加电流法是由外部直流电源提供保护电流，电源的负极连接保护对象，正极连接辅助阳极，通过电解质环境构成电流回路。
牺牲阳极法是依靠电位负于保护对象的金属（牺牲阳极）自身消耗来提供保护电流，保护对象直接与牺牲阳极连接，在电解质环境中构成保护电流回路。
阴极保护主要用于防止土壤、海水等中性介质中的金属腐蚀。
②阳极保护。
通过提高可钝化金属的电位使其进入钝态而达到保护目的的，称为阳极保护。
阳极保护是利用阳极极化电流使金属处于稳定的钝态，其保护系统类似于外加电流阴极保护系统，只是极化电流的方向相反。
只有具有活化- 钝化转变的腐蚀体系才能采用阳极保护技术，例如浓硫酸贮罐、氨水贮槽等。
[编辑本段]详解通过改变极性或移动金属的阳极极化电位达到钝态区来抑制或降低金属结构腐蚀的材料保护技术。
从伽法尼电池的两个金属电极来观察，腐蚀总是发生电化学保护在阳极上。
阴极保护就是在潮湿的土壤或含有电解质（如盐等）的水液等电解液中，利用牺牲阳极（如锌、铝等）或外加电流的惰性阳极，使被保护的钢铁结构成为这种人为的伽法尼电池中的阴极。
在同一腐蚀环境中，活性较大的是阳极,较小的是阴极,例如在海水中，锌与低碳钢间如构成电解电池,锌就是阳极,钢就是阴极；但如果钢与不锈钢形成电解电池时,钢又变为阳极,不锈钢是阴极。
所谓阴极，实际上是使电解液中的阳离子获得电子而还原的一个电极。
因此，利用外加直流电源使它获得电子补充，也属于阴极保护方法。
在不同的腐蚀介质中所需的保护电流密度不一。
钢在土壤内，约为0.0001～0.005安／分米,在流动海水中约为0.0003～0.0015安／分米，而在流动淡水中为0.005安／分米。
[编辑本段]阴极保护广泛用于保护地下管道、通信或电力电缆、闸门、船舶和海上平台等以及与土壤或海水等接触面积很大的工件，电化学保护与涂装结合则更为经济。
电化学保护的原理及应用
电化学保护的原理及应用1. 概述电化学保护是一种常用的防腐技术，通过将一种更易被腐蚀的金属（称为阳极）与被保护的金属（称为阴极）建立电流联系，以减少腐蚀反应发生的速率。
本文将介绍电化学保护的原理及其应用。
2. 电化学保护原理电化学保护的过程基于两种重要的原理：阳极保护和阴极保护。
2.1 阳极保护阳极保护是通过在被保护结构表面上施加一个外加电流，使得其成为腐蚀反应中的主动阳极而得以保护。
主动阳极将吸引腐蚀所需的电流，从而阻止被保护结构上的腐蚀反应发生。
常见的阳极保护方法包括：•高锌电位阳极保护：将具有高锌电位的阳极材料（如锌和铝）连接到被保护结构上，使其成为阴极，从而提供保护。
锌和铝的电位比大部分金属更高，因此能够阻止金属腐蚀。
•特殊阴极保护：通过在被保护结构表面上施加特殊的阴极保护材料（如铝或镁合金），形成阴极保护层，保护金属免受腐蚀。
•补偿电流阳极保护：将外加电流直接注入被保护结构，以防止金属腐蚀。
2.2 阴极保护阴极保护是通过在被保护结构表面上施加一个外加电流，使其成为腐蚀反应中的阴极而得以保护。
被保护结构上的外加电流将导致金属表面产生阳极区和阴极区，从而减缓腐蚀反应的发生。
常见的阴极保护方法包括：•熔融井保护：在金属结构的周围埋设一根被称为“井”的保护电极。
通过向井中注入一种易腐蚀的金属材料（如铝或锌），井将成为被保护结构的阴极，从而防止金属腐蚀。
•空间阴极保护：通过在被保护结构周围创建一个阴极区，使其成为腐蚀反应的阴极，从而保护金属不被腐蚀。
常用的方法包括向土壤注入阴极保护材料（如铝或镁合金）以形成阴极区。
3. 电化学保护的应用3.1 建筑工程电化学保护在建筑工程中广泛应用于钢筋混凝土结构的防腐保护。
通过在混凝土结构表面安装阳极材料，防止钢筋锈蚀，延长结构寿命。
3.2 油气管道电化学保护在油气管道中的应用是为了防止钢管发生腐蚀。
通过对管道进行阴极保护，将管道表面变为阴极，抑制腐蚀反应的发生。
电化学技术在环境保护方面的应用
电化学技术在环境保护方面的应用电化学技术在环境保护方面的应用摘要:综述了电化学在环境污染治理及防护以及电化学传感器的应用与进展 ,着重评述了旨在提高电化学技术对环境保护能力的电化学工艺及装置的研究状况与发展方向 , 分析了各类化学电源、电化学传感器的性能及应用前景。
关键字:环境保护;电化学技术;环境污染;化学电源;环境监测前言电化学技术通过方便地控制电极电势就可以实现物质的氧化或还原。
该技术,是一种基本上对环境无污染的“ 绿色” 生产技术 ,可以用于工业产品的生产同时可应用于环境污染治理 ,通过氧化或还原反应除去对环境有害的物质。
电化学技术在国内外都得到了重视尤其是对难生物降解且对人类危害极大的“ 三致”(致癌、致畸、致突变 )有机污染物的电化学处理技术的研究。
此外 ,应用电化学技术进行环境污染物监测以及开发化学电源，在环境保护中都具有广泛的应用前景。
本文从电化学技术对环境污染的治理、对环境污染的防范和对环境监测的角度做全面综述。
1.电化学技术与环境污染的治理1.1液相污染治理1.1.1无机污染废液处理利用电沉积、电化学氧化还原、光电化学氧化等电化学方法 , 可以处理多种无机污染废液。
如:有毒重金属离子、有毒无机盐(包括氰化物、硫氰酸盐) 、硫酸盐、硫化物、氨等。
电化学法处理含有毒重金属离子的稀废液是最常应用的。
电镀、冶金、印刷电路、显影等许多工业都排放出大量含金属离子的稀废液 , 近年来对排放液中金属离子的含量要求越来越严格 , 传统加碱沉淀金属离子的方法只能使 Cu、Zn 等少数金属离子达到排放浓度要求 , 而且对环境有较大污染。
这促使电化学方法处理金属离子稀废液得到了发展。
电化学方法处理金属离子稀废液的效率取决于被移除粒子的传质速率、电极的有效面积、副反应的发生 , 而电极的结构和材料是影响传质速率和电极的有效面积的主要因素。
因此 , 目前电化学方法处理含金属废液工艺的技术核心及研究方向是具有新型电极结构、材料的电解槽的设计开发。
钢铁的电化腐蚀和电化学保护
金属的防护方法
1、在金属表面覆盖保护层
刷油漆、涂机油、加塑料层……
2、改变金属的内部组织结构
不锈钢、马口铁、白口铁……
3、金属的电化学防护
牺牲阳极的阴极保护法……
习题训练
1、如图, 水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：
（1）若液面上升，则溶液呈 中性或弱酸 性，发生
吸氧 腐蚀,电极反应式为：负极：Fe–2e→Fe2+ , 正极： O2+2H2O+4e→4OH－
盐酸中，d比a反应强烈。将铜浸入b的盐溶液里，无明
显变化。如果把铜浸入c的盐溶液里，有金属c析出。
据此判断它们的活动性顺序由强到弱的为： (
)
A．a > c > d > b
B
B．d > a > b > c
C．d > b > a > c
D．b > a > d > c
6、下列叙述正确的是（ A ）
A.锌跟稀硫酸反应制取氢气，加入少量硫酸铜溶液 能加快反应速率
（2）若液面下降，则溶液呈 酸 性，发生 析氢 腐蚀，电极反应式为： 负极： Fe–2e→Fe2+ 正极：2H++2e→H2↑ 。
(09高考)2．右图装置中，U型管内为红墨水，a、b 试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液，各加入生铁块， 放置一段时间。下列有关描述错误的是
A．生铁块中的碳是原电池的正极 B．红墨水柱两边的液面变为左低右高
Fe–2e→Fe2+
O2+2H2O+4e→4OH2Fe+2H2O+O2→ 2 Fe(OH)2 4Fe(OH)2+2H2O+O2→4Fe(OH)3
电化学保护相关介绍资料
磁性氧化铁 土中
铅银合金 海水
镀铂钛
海水、淡水
镀铂钛
土中
—
9
—
2~9
0.1 2.4~4
0.5 0.3~1
0.1 0.05~0.2
0.1 0.16
0.025 0.04
4.0 约 0.1
0.1 约 0.1
0.3~3 0.03
10 0.000006
4 0.000006
日本学术振兴会«金属防蚀技术便览»
说明 废钢（地下管道） 加工困难、脆 脆 强度低
第8章 电化学保护
8.1 电化学保护概述 电化学保护是指通过改变金属的电位，使
其极化到金属电位-pH图的免蚀区或钝化区， 从而降低金属腐蚀速度的一种方法。
历史： 1824年英国在军舰中用铸铁保护铜层。 1928年美国长距离管道外加电流保护。 1958年加拿大化工行业中应用。
8.2 阴极保护
8.2.1 阴极保护原理 金属—电解质溶解腐蚀体系受到阴极极化时，
三类牺牲阳极的电化学性能 (环境：海水)
阳极 材料
开路电位 (v,scE)
工作电位 (v,scE)
实际发生电 量(A.h/kg)
电流效 率(%)
溶解性能
Zn-Al-Cd
-1.05~-1.09 -1.00~-1.05 780
95
腐蚀产物容易脱落
表面溶解均匀
Al-Zn-In
-1.18~-1.10 -1.02~-1.05 2400
8.3 阳极保护
8.3.1 原理 对具有活态—钝态转变而不能自钝化
的腐蚀体系，通过阳极极化电流，使金 属的电位正移到稳定钝化区内，金属的 腐蚀速度就会大大降低，这种防护方法 称为阳极保护。
公共基础知识电化学保护基础知识概述
《电化学保护基础知识概述》一、引言电化学保护是一种通过控制金属的电化学腐蚀过程来保护金属材料的技术。
在现代工业和日常生活中，金属材料广泛应用于各个领域，如建筑、交通、机械、电子等。
然而，金属材料在自然环境中容易受到腐蚀，这不仅会降低金属材料的性能和使用寿命，还会造成巨大的经济损失和安全隐患。
因此，电化学保护技术的研究和应用具有重要的现实意义。
二、基本概念1. 电化学腐蚀电化学腐蚀是指金属材料在电解质溶液中发生的氧化还原反应，导致金属材料的破坏。
电化学腐蚀的过程包括阳极反应和阴极反应两个方面。
阳极反应是金属材料失去电子变成金属离子的过程，阴极反应是电解质溶液中的氧化剂得到电子的过程。
2. 电化学保护电化学保护是指通过控制金属的电化学腐蚀过程来保护金属材料的技术。
电化学保护的方法主要有阴极保护和阳极保护两种。
3. 阴极保护阴极保护是指通过向被保护金属材料提供电子，使其电位降低到腐蚀电位以下，从而抑制金属材料的腐蚀。
阴极保护的方法主要有牺牲阳极法和外加电流法两种。
4. 阳极保护阳极保护是指通过向被保护金属材料施加阳极电流，使其电位升高到钝化电位以上，从而在金属材料表面形成一层致密的钝化膜，抑制金属材料的腐蚀。
三、发展历程1. 早期研究电化学保护技术的研究可以追溯到 19 世纪初期。
当时，人们已经发现了金属在电解质溶液中的腐蚀现象，并开始研究如何防止金属的腐蚀。
1824 年，英国科学家戴维（Humphry Davy）发现，将锌片和铜片连接在一起放入海水中，可以保护铜片不被腐蚀。
这是最早的阴极保护实验。
2. 理论发展20 世纪初期，随着电化学理论的发展，人们对电化学腐蚀和电化学保护的机理有了更深入的认识。
1928 年，美国科学家伊文思（U. R. Evans）提出了极化曲线理论，为电化学保护技术的发展奠定了理论基础。
3. 技术应用20 世纪中叶以来，随着工业的发展和对金属材料保护的需求增加，电化学保护技术得到了广泛的应用。
金属的电化学腐蚀与防护
金属的电化学腐蚀与防护摘要：金属腐蚀是自发的普遍存在的一种现象，它对人类社会产生巨大的危害，对金属材料的腐蚀进行防护是十分必要的，本文主要介绍了金属电化学腐蚀机理，以及金属防腐方法。
关键词：金属、腐蚀机理、防腐蚀一、前言金属材料的腐蚀，是指金属材料和周围介质接触时发生化学或电化学作用而引起的一种破坏现象。
对于金属而言，在自然界大多是以金属化合物的形态存在。
从热力学的观点来看，除了少数贵金属(如金、铂等)外，各种金属都有转变成离子的趋势。
因此，金属元素比它们的化合物具有更高的自由能，必然有自发地转回到热力学上更稳定的自然形态——氧化物的趋势。
电化学保护是指在电化学腐蚀系统中，通过施加外加电流将被保护金属的电位移向免蚀区或钝化区，以降低金属腐蚀程度，这是一项经济而有效的腐蚀控制措施。
在一定条件下，电化学保护不仅能防止金属在海水、土壤或化工介质中的腐蚀，而且还能防止金属发生全面腐蚀和局部腐蚀。
若将电化学保护与涂料、缓蚀剂联合起来，可取的更好的防止金属腐蚀的效果。
目前电化学保护技术已广泛应用于造船、海洋工程、石油和化工等部门，并作为一种标准的防腐蚀措施列入规范与法规之中。
由于金属材料的腐蚀可造成设备的跑、冒、滴、漏，污染环境，甚至发生中毒、火灾、爆炸等恶性事故以及资源和能源的严重浪费，因此腐蚀的防护成为急需发展的学科,研究金属材料的腐蚀机理，弄清腐蚀发生的原因及采取有效的防护措施，对于延长设备寿命、降低成本、提高劳动生产力都具有十分重大的意义。
二、金属的电化学腐蚀机理1、腐蚀概念金属表面由于外界介质的化学或电化学作用而造成的变质及损坏的现象或过程称为腐蚀。
2、电化学腐蚀机理反应过程同时有阳极失去电子的阳极反应，阴极获得电子的阴极反应以及电子的流动，其历程服从电化学动力学的基本规律。
绝大多数情况下，由于金属表面组织结构不均匀，上述的一对电化学反应分别在金属表面的不同区域进行在。
例如当把碳钢放在稀盐酸中时，在钢表面铁素体处进行的是阳极反应（即Fe→Fe2++2e-），而在钢表面碳化铁处进行的则是阴极去极化反应（即2H++2e-→H2↑）。
电化学保护法
电化学保护法电化学保护法是根据电化学原理在金属设备上采取措施，使之成为腐蚀电池中的阴极，从而防止或减轻金属腐蚀的方法。
原电池原理牺牲阳极保护法牺牲阳极的阴极保护法，又称牺牲阳极保护法。
是一种防止金属腐蚀的方法。
具体方法为：将还原性较强的金属作为保护极，与被保护金属相连构成原电池，还原性较强的金属将作为负极发生氧化反应而消耗，被保护的金属作为正极就可以避免腐蚀。
因这种方法牺牲了阳极（原电池的负极）保护了阴极，因而叫做牺牲阳极（原电池的负极）保护法。
牺牲阳极保护法是用电极电势比被保护金属更低的金属或合金做阳极，固定在被保护金属上，形成腐蚀电池，被保护金属作为阴极而得到保护。
牺牲阳极一般常用的材料有铝、锌及其合金。
此法常用于保护海轮外壳，海水中的各种金属设备、构件和防止巨型设备（如贮油罐）以及石油管路的腐蚀。
电解池原理外加电流法将被保护金属与另一附加电极作为电解池的两个极，使被保护的金属作为阴极，在外加直流电的作用下使阴极得到保护。
此法主要用于防止土壤、海水及河水中金属设备的腐蚀。
电化学中广义的阴阳极定义。
“电化学中把发生氧化反应的一极叫阳极，把发生还原反应的一极叫阴极”在“牺牲阳极阴极保护法”，为什么要把负极叫做阳极？把正极叫做阴极？为什么不把负极叫做阴极，不把正极叫做阳极？？发生氧化作用的极称为阳极，在原电池中，阳极是负极；在电解池中阳极是正极。
与阴极（ cathode ）相对应。
原电池中当然有阴阳极阳极（anode electrode）：发生氧化反应的电极。
阴极（cathode electrode）：发生还原反应的电极。
正极（positive electrode）：电势较高的电极。
负极（negative electrode）：电势较低的电极。
原电池的阳极为负极，阴极为正极；电解池的阳极为正极，阴极为负极。
只要有氧化还原的反应发生就会有阴阳极。
简答电化学保护的阴极保护法
简答电化学保护的阴极保护法电化学法主要是指阴极保护，即牺牲阳极保护阴极的方法，使被保护的金属成为阴极而得到保护。
比如地下管道或化工设备，可以接一个金属块作为阳极，通电流就可以起到保护作用。
其原理是在被腐蚀的金属结构表面施加外加电流，被保护的结构成为阴极，从而抑制金属腐蚀引起的电子迁移，避免或减弱腐蚀。
阴极保护通过人为地将负电位接到电缆的金属护套上，将正电极接到一定距离以外的电极上，保证电缆的金属护套对地有负电位。
这样电流就不会通过电缆的护套流出，保护了电缆的护套。
两种电化学阴极保护法当前阴极保护技术与牺牲阳极保护。
1、牺牲阳极阴极保护牺牲阳极阴极保护是将电位更负的金属与被保护金属连接起来，放入同一电解液中，使金属上的电子转移到被保护金属上，整个被保护金属处于相同的负电位。
这种方法简单易行，不需要外接电源，很少产生腐蚀干扰，广泛用于保护小型(电流一般小于1安培)或低土壤电阻率环境(土壤电阻率小于100欧姆)中的金属结构。
m)。
比如城市管网，小型储罐等。
据国内报道，关于牺牲阳极的使用有很多失败的教训，认为牺牲阳极的使用寿命一般不会超过3年，最多5年。
牺牲阳极阴极保护失效的主要原因是阳极表面形成不导电的硬壳，限制了阳极的电流输出。
造成这个问题的主要原因一是阳极成分达不到规范要求，二是阳极位置的土壤电阻率过高。
因此，在设计牺牲阳极阴极保护系统时，除了严格控制阳极成分外，还必须选择土壤电阻率低的阳极床位置。
2、强制电流阴极保护技术强制电流阴极保护技术是在回路中串入一个直流电源，借助辅助阳极，将直流电通向被保护的金属，进而使被保护金属变成阴极，实施保护。
优点： a: 驱动电压高，能够灵活地在较宽的范围内控制阴极保护电流输出量，适用于保护范围较大的场合 b: 在恶劣的腐蚀条件下或高电阻率的环境中也适用 c: 选用不溶性或微溶性辅助阳极时，可进行长期的阴极保护 d: 每个辅助阳极床的保护范围大，当管道防腐层质量良好时，一个阴极保护站的保护范围可达数十公里 e: 对裸露或防腐层质量较差的管道也能达到完全的阴极保护缺点： a: 一次性投资费用偏高，而且运行过程中需要支付电费 b:阴极保护系统运行过程中，需要严格的专业维护管理 c: 离不开外部电源，需常年外供电 d：对邻近的地下金属构筑物可能会产生干扰作用简答电化学保护的阴极保护法 3阴极保护使用的场合较多，它通常由一个电源变压器和一个桥型整流器组成。
化学电池的保护技术应用
100 集成电路应用 第 38 卷 第 1 期（总第 328 期）2021 年 1 月Applications创新应用摘要：考虑到电化学保护技术在以往应用的过程中，由于对其基础原理掌握不到位，导致无法在实际应用中取得预期的效果。
针对这一问题，浅析电化学保护技术应用。
通过电化学保护技术，使氧向液滴中心部位扩散的难度增加，进而减少红色区域的面积，加速硷化过程，防止金属腐蚀；通过电化学保护技术在铜极上O 2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，再计算腐蚀电池的腐蚀电流，控制金属的腐蚀速度，起到腐蚀电池的极化保护作用；利用电化学保护技术对氢离子进行电极表面脱水，得到原子氢，再对得到的原子氢进行电化学脱附，避免由于析氢反应造成去极化效果差的问题，实现腐蚀电池的去极化。
关键词：电化学，保护技术，原子氢去极化。
中图分类号：TG174.41 文章编号：1674-2583(2021)01-0100-02DOI：10.19339/j.issn.1674-2583.2021.01.049中文引用格式：薛建德，潘志超.化学电池的保护技术应用[J].集成电路应用, 2021, 38(01): 100-101.高锌冶炼废电解液加热器的使用寿命[1]。
以此为研究依据，浅析电化学保护技术应用，致力于为电化学保护技术的应用研究提供更为广阔的发展空间。
1 防止金属腐蚀电化学保护技术的主要应用对象就是金属，基于金属的电化学腐蚀性质，在与介质接触时会发生自溶解反应。
在此过程中，导致金属被腐蚀，因此，需要通过电化学保护技术对其进行保护。
在本文进行的浅析电化学保护技术应用中，重点对电化学保护技术在金属防腐蚀方面的应用进行详细分析。
由于金属与电解质溶液的反应过程中会出现电流，为防止金属腐蚀，本文通过电化学保护技术保持金属表面的电荷平衡[2]。
具体应用流程为：首先，通过氧化剂获得电子阳极释放的过程，得出金属表面发生Fe的溶解反应化学方程式，如式（1）所示。
钢铁的电化腐蚀和电化学保护
• 金属腐蚀的主要害处，不仅在于金属本身的损失， 更严重的是金属制品构造损坏所造成的损失比金属 本身要大到无法估量。
• 腐蚀不仅造成经济损失，也经常对平安构成威胁。
• 国内外都曾发生过许多灾难性腐蚀事故，如飞机因 某一零部件破裂而坠毁；桥梁因钢梁产生裂缝而塌 陷；油管因穿孔或裂缝而漏油，引起着火爆炸；化 工厂中储酸槽穿孔泄漏，造成重大环境污染；管道 和设备跑、冒、滴、漏，破坏生产环境，有毒气体 如Cl2、H2S、HCN等的泄漏，更会危及工作人员 和附近居民的生命平安。
• 面对这样惊人的数据和金属腐蚀危害 事实，大家有没有想过，铁怎么会被 腐蚀？怎样防腐？
问题讨论
钢铁及其制品通常为含碳的铁合金，它 们在什么条件下易生锈？
钢铁的电化学
腐蚀和
电化学保护
原电池和电解池的比较
借助氧化复 原反响而产 生电流的装 置。
化学能 转化 为电能
借助电流引 起氧化复原 反响的装置
金属原子失去电子变成阳离子而损耗
无原电池
构成无数微小原电池
无电流 金属被腐蚀
有弱电流 较活泼金属被腐蚀
电化学腐蚀比化学腐蚀普遍得多
请大家根据以下图，写出电极反响式及原电池反响方 程式。
负极：2Fe - 4e = 2Fe2+ 正极： O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-
电池反响： 2Fe+ O2+2H2O 分析：中性或=2酸F性e(O很H弱)2或碱性条件下，易发生吸氧腐蚀。
4Fe(OH)3＝Fe2O3·xH2O(铁锈)+(3-
吸氧腐蚀x)比H2O析氢腐蚀普遍得多
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
三、电化学保护
1．阳极保护（适用有钝化曲线的金属）
凡是在某些化学介质中，通过一定的阳极电流，能够引起钝化的金属，原则上都可以采用阳极保护法防止金属的腐蚀。
例如我国化肥厂在碳铵生产中的碳化塔已较普遍地采用阳极保护法，取得了良好效果，有效地保护了碳化塔和塔内的冷却水箱。
使用此法注意点：钝化区的电势范围不能过窄，否则容易由于控制不当，使阳极电势处于活化区，则不但不能保护金属，反将促使金属溶解，加速金属的腐蚀。
．阴极保护就是在要保护的金属构件上外加阳极，这样构件本身就成为阴极而受到保护，发生还原反应。
阴极保护又可用两种方法来实现。
（1）称为牺牲阳极保护法：它是在腐蚀金属系统上联结电势更负的金属，即更容易进行阳极溶解的金属(例如在铁容器外加一锌块)作为更有效的阳极，称为保护器。
这时，保护器的溶解基本上代替了原来腐蚀系统中阳极的溶解，从而保护了原有的金属。
此法的缺点是用作保护器的阳极消耗较多。
（2）外加电流的阴极保护法：目前在保护闸门、地下金属结构(如地下贮槽、输油管、电缆等)、受海水及淡水腐蚀的设备、化工设备的结晶槽、蒸发罐等多采用这种方法，它是目前公认的最经济、有效的防腐蚀方法之一。
该法是将被保护金属与外电源的负极相连，并在系统中引入另一辅助阳极，与外电源的正极相连(见图10—11)。
电流由辅助阳极(由金属或非金属导体组成)进入腐蚀电池的阴极和阳极区，再回到直流电源B。
当腐蚀电池中的阴极区被外部电流极化到腐蚀电池中阳极的开路电势，则所有金属表面处于同一电势，腐蚀电流消失。
因此，只要维持一定的外
电流，金属就可不再被腐蚀。
（3）气相中阴极保护。
电化学方法能否在气相环境中使用是人们一直希望解决的问题。
1988年，中国研究出了气相环境中的阴极保护技术，用于架空金属管道、桥梁、铁轨、海洋工程构件上的飞溅区保护，并在架空金属管道的实际试验中取得了非常好的保护效果，使材料的寿命延长了20多倍，为气相环境中的构件保护提供了一个崭新的途径。
气相阴极保护原理与溶液中的阴极保护原理相同，只是用固体电介质代替溶液，成为阴极保护电流从阳极层流向阴极层的主要离子迁移通道。
外加阴极电流从辅助阳极流入，经过固体电介质至阴极(即被保护的结构材料)，从而使处于气相环境中的结构得到保护。
3 . 缓蚀剂的防腐作用
把少量的缓蚀剂(如万分之几)加到腐蚀性介质中，就可使金属腐蚀的速率显著的减慢。
这种用缓蚀剂来防止金属腐蚀的方法是防腐蚀中应用得最广泛的方法之一。
下面我们根据极化图来说明缓蚀剂抑制金属腐蚀的基本原理。
电化学腐蚀的速率是由阳极过程和阴极过程的极化特征所决定的。
只要加入的缓蚀剂能够抑制上述过程中的一种或二种，腐蚀速率就会降低。
根据缓、蚀剂所能抑制的过程，我们可以把缓蚀剂分为阳极型缓蚀剂、阴极型缓蚀剂和混合型缓蚀剂。
这三类缓蚀剂对于电极过程的影响可以用极化图10—12表示。
(a)阳极型缓蚀剂(b)阴极型缓蚀剂(c)混合型缓蚀剂
图10—12 各类缓蚀剂对腐蚀时的电极过程的影响
从图中可以看出，未加缓蚀剂时，阴极和阳极极化曲线相交于S0点，腐蚀电流为J0，分别加入上述三类缓蚀剂后，由于阴极或阳极极化(或二者)的增加，从J＜J0中可以看出腐蚀速率都减慢了。
加入缓蚀剂，加快极化程度，降低腐蚀电流。
作用的机理主要是在电极表面形成钝化膜或者吸附膜。
缓蚀剂的种类繁多，属于无机类的缓蚀剂有亚硝酸盐、铬酸盐、重铬酸盐，磷酸盐等等；属于有机类的缓蚀剂有胺类、醛类、杂环化合物、咪唑啉类等等。
具体使用时，需根据要保护的金属种类和腐蚀介质等条件通过筛选试验来确定。