金属腐蚀学第三章

icorr

iA,E uv

iA,E r22 4 r1
三点法测定腐蚀速度
三、 腐蚀速率与极化
铜-锌腐蚀电池示意图
腐蚀电池接通前后阴极、阳极电位变化
阴极的电极电位逐渐减小，而阳极的电 极电位逐渐增加，这就是极化，由于极 化使腐蚀速率变小
3.3混合电位理论及自腐蚀电位
一、混合电位理论
混合电位理论有两个基本假设： （1）任何电化学反应都能分成两个或两个 以上的氧化反应分和还原分反应； （2）电化学反应过程中不可能有净电荷积 累。
2、非平衡电位：我们将偏离平衡状态下 测得的电位通称为非平衡电位。
（1）稳定电位 （2）非稳定电位
3、静止电位:外电流为零时的电位称为静止
电位。
二、极化作用
1、极化：当有电流通过时，电极电位偏离静止电 位的现象称为极化。 2、极化的原因和类型：
①极化的原因 产生阳极极化（Anodic Polarization）的原因：
多电极腐蚀体系的极化图
3.8测定腐蚀速率的电化学方法
一、塔菲尔（Tafel）直线外推法 条件： （1）电化学极化控制的腐蚀体系； （2）强极化 用途：
（1）测腐蚀体系的icoor、Ecoor （2）测动力学参数bA和bC
（3）研究缓蚀剂对动力学参数的影响，确定 缓蚀机理，筛选缓蚀剂。
腐蚀电池的阴、阳极电位随电流强度的变化
腐蚀极化图（Evans图）
有欧姆电位降的腐蚀极化图
2、电化学腐蚀过程的控制因素 控制程度：腐蚀过程中各项阻力与腐蚀过程总
阻力之比。 腐蚀过程的控制因素：某项阻力在腐蚀过程中
超过其它两项，起速度控制作用，称为控制因 素。
3、腐蚀极化图的应用
corr 1
2
二、电化学极化控制下腐蚀金属的极化 公式
iA外＝icorr exp
2.3E AP bA


exwk.baidu.com
2.3E AP bC

iC外＝ic
orr
exp

2.3ECP bC
－exp
2.3ECP bA

icorr

i10
exp
2.3 A
bA1

i10
exp
2.3(Ecorr bA1

E1e
)
icorr

i20
exp
2.3C
bC2

i20
exp
2.3(E2e bC2
Ecorr
)
i i i e 0bA / bA bc 0bc / bAbc 2.3(E2e E1e ) / bAbc
二、自腐蚀电位 1、自腐蚀电位：金属在腐蚀介质中处于
自腐蚀状态下的电位称为自腐蚀电位， 简称腐蚀电位。
2、自腐蚀电位值的估算 3、研究和测量腐蚀电位的意义
3.4腐蚀金属的极化曲线及腐蚀极化图
一、腐蚀金属的极化曲线
1、理想极化曲线 理想极化曲线是指在理想电极上得到的

iC外 ECP

bAbC 2.3 bA bC
3.6浓差极化控制下的 腐蚀动力学方程式
一、浓差极化控制下的腐蚀速度
icorr＝iL＝nFD
C0
δ
阴极过程为浓差极化控制的腐蚀极化图
二、浓差极化控制下腐蚀金属的极化曲 线
iA外＝icorr
exp(
2.3EAP bA
)

1
对于腐蚀电池的阳极，极化程度越大， 金属的阳极溶解越难进行，因此阳极极 化对减缓金属腐蚀有利。
产生阴极极化（Cathodic Polarization） 的原因
阴极极化越大，说明阴极过程受阻越 严重，因此阴极极化同样可以减缓金属腐 蚀。
②极化的类型
极化的类型是根据控制步骤来划分的， 分为电化学极化、浓差极化和电阻极化。
3.7混合电位理论在多种阴极去极化反 应体系及多电极体系中的应用
一、多种阴极去极化反应的腐蚀行为 1、介质中含有两种阴极去极化剂时
的腐蚀行为 2、介质中有多种阴极去极化剂时的
腐蚀行为
金属M在含三价铁离子的酸性溶液中的腐蚀极化图
二、多电极体系的腐蚀行为 1、两种金属在介质中的相互作用 2．多电极体系的腐蚀行为
（1） 用腐蚀极化图分析腐蚀速度的影 响因素
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
（2）用腐蚀极化图分析腐蚀速度控制因 素
不同控制因素的腐蚀极化图 （a）阴极控制；（b）阳极控制；（c）混合控制；（d）欧姆控制
3.5 电化学极化控制下的 腐蚀动力学方程式
一、 电化学极化控制下的腐蚀速度表达式
极化曲线。
2、实测极化曲线
从自腐蚀电位开始实验测出 E i或E lgi的关
系曲线，称为实测极化曲线。 3、理想极化曲线及其与实测极化曲线的关系 4、外加电流对金属腐蚀的影响
二、腐蚀极化图及其应用 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。
由阴、阳极塔菲尔直线外推法求腐蚀速度
由阳极或阴极塔菲尔直线外推与Ecorr水平直线相交求腐蚀速度
二、 线性极化法
用途：
（1）测定金属在电解液终的均匀腐蚀速 率；
（2）研究各种因素对腐蚀的影响，评定 耐蚀性；
（3）研究缓蚀剂； （4）现场监测使用。
三、弱极化区三点法
强极化时的近似公式 :
iA外＝icorr
exp
2.3EAP bA

iC外＝icorr
exp
2.3ECP bC

电化学极化控制的腐蚀极化图
线性极化时的近似公式：
icorr

iA外 EAP

bA bC 2.3 bA bC
icorr

第三章 电化学腐蚀动力学
3.1腐蚀电池的电极过程
一、 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
二、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。
1、溶液中溶解氧的还原反应
2、溶液中氢离子的还原反应 3、溶液中高价金属离子的还原反应
4、氧化性阴离子的还原反应 5、溶液中某些有机化合物的还原反应
3.2腐蚀速率与极化作用
一、金属的平衡电位与非平衡电位
1、平衡电位：当金属离子在金属/溶液两相中电化 学位相等而平衡时的电位差即为金属的平衡电位。
结论：在平衡电位下不会发生腐蚀。