四川理工学院：《金属腐蚀理论及腐蚀控制》第二章 腐蚀电池

第二章腐蚀电池 腐蚀电池的工作过程 什么是腐蚀电池 Zn+ H,SO4= ZnSO4 H2 腐蚀电池的定义:只能导致金属材料破坏 不能对外界作功的短路原电池。 腐蚀电池的特点 腐蚀电池的阳极反应是金属的氧化反应,结果 造成金属材料的破坏 2腐蚀电池的阴、阳极短路(即短路的原电池 电池产生的电流全部消耗在内部,转变为热 对外做功 3腐蚀电池中的反应是以最大限度的不可逆方式 进

第二章 腐蚀电池 1 腐蚀电池的工作过程 • 什么是腐蚀电池 Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2 腐蚀电池的定义：只能导致金属材料破坏 而不能对外界作功的短路原电池。 腐蚀电池的特点： 1 腐蚀电池的阳极反应是金属的氧化反应，结果 造成金属材料的破坏。 2 腐蚀电池的阴、阳极短路（即短路的原电池）， 电池产生的电流全部消耗在内部，转变为热， 不对外做功。 3 腐蚀电池中的反应是以最大限度的不可逆方式 进行

K Cu HC溶液 HC溶液 n (azn块和Cu块通 A(b)Zn块和Cu块直 (c)Cu作为杂质分 过导线联接 接接触 布在Zn表面 阳极Zn 氧化反应 阴极Cu2H42e→H2(还原反应 腐蚀电池的构成

HCl溶液 Zn Cu A K Zn Cu HCl溶液 Cu Cu Cu Zn (a)Zn块和Cu块通 （b)Zn块和Cu块直 （c)Cu作为杂质分 过导线联接 接接触（短路） 布在Zn表面 阳极Zn: Zn → Zn2++2e （氧化反应） 阴极Cu: 2H++2e → H2 ↑（还原反应） 腐蚀电池的构成

腐蚀电池的工作环节 1阳极反应 通式:Me→Mn叶+ne 产物有种 可溶性离子,如Fe-2e=Fe2+ 不溶性固体,如2Fe+3H2O=Fe2O3+6H+6e 2阴极反应 通式:D+me=[Dme

•腐蚀电池的工作环节 1 阳极反应 通式：Me→Mnn++ne 产物有二种： 可溶性离子，如Fe-2e＝Fe2+ 不溶性固体,如2Fe+3H2O＝Fe2O3+6H++6e 2 阴极反应 通式：D+me＝[D.me]

常见的去极化剂(氧化剂)是H和O2 2H+2e—H2析氢腐蚀或氢去极化腐蚀 O2+4H+4e=2H2O%(酸性溶液中 O2+2H1O4e=40H(中性或碱性溶液中 3电流回路 金属部分:电子由阳极流向阴极 溶液部分:正离子由阳极向阴极迁移 以上三个环节既相互独立,又彼此制约 其中任何一个受到抑制,都会使腐蚀电 池工作强度减少

• 常见的去极化剂（氧化剂）是H+和 O2 • 2H++2e＝H2 析氢腐蚀或氢去极化腐蚀 • O2+4H++4e＝2H2O （酸性溶液中） O2+2H2O+4e＝4OH-（中性或碱性溶液中） 3电流回路 金属部分：电子由阳极流向阴极 溶液部分：正离子由阳极向阴极迁移 • 以上三个环节既相互独立，又彼此制约， 其中任何一个受到抑制，都会使腐蚀电 池工作强度减少

腐蚀电流 阳极电流 a 腐蚀电流:I cor I=0x在什么条件下相等 法拉第定律:氧化或还原1摩尔的任何物质 所需要的电量为nF F COI

•腐蚀电流 阳极电流：Ia 腐蚀电流：Icor Ia=Icor 在什么条件下相等？ 法拉第定律：氧化或还原1摩尔的任何物质 所需要的电量为nF。 cor i nF A V =  −

2形成腐蚀电池的原因 金属方面 环境方面 成分不均匀 金属离子浓度差异 组织结构不均匀氧含量的差异 表面状态不均匀温度差异 应力和形变不均匀 热处理差异

2 形成腐蚀电池的原因 金属方面 环境方面 • 成分不均匀 金属离子浓度差异 • 组织结构不均匀 氧含量的差异 • 表面状态不均匀 温度差异 • 应力和形变不均匀 • 热处理差异

腐蚀电池形成原因举例 钢 渗碳体 新管道新管道 (a)不同金属组合 (b)金属中含杂项 表面状态不同 力集中 砂 表面状态不同缝内Cu浓度 七缝外高 粘 (d应力及形变差异 e)氧浓度差异 (f)金属离子浓度差异

腐蚀电池形成原因举例 (a)不同金属组合 (b)金属中含杂项 ©表面状态不同 （d）应力及形变差异 （e）氧浓度差异 （f）金属离子浓度差异 渗碳体 铝 钢 铁 新管道 新管道 应力集中 砂土 粘土 铜 铜 表面状态不同缝内Cu2+浓度 比缝外高

腐蚀电池的种类 去观腐蚀电池):指阳极区和阳 极区的尺寸较大,区分明显,肉眼可辩 (微观腐蚀电池):指阳极区和阴 秘极区尺寸小,肉眼不可分辨 大电池的腐蚀形态是局部腐蚀,腐蚀破坏 主要集中在阳极区 如果微电池的阴、阳极位置不断变化,腐蚀 形态是全面腐蚀;如果阴、阳极位置固定不变 腐蚀形态是局部腐蚀

•腐蚀电池的种类 大电池（宏观腐蚀电池）：指阳极区和阳 极区的尺寸较大，区分明显，肉眼可辩。 微电池（微观腐蚀电池）：指阳极区和阴 极区尺寸小，肉眼不可分辨。 *大电池的腐蚀形态是局部腐蚀，腐蚀破坏 主要集中在阳极区。 **如果微电池的阴、阳极位置不断变化，腐蚀 形态是全面腐蚀；如果阴、阳极位置固定不变， 腐蚀形态是局部腐蚀

腐蚀过程的产物 初生产物阳极反应和阴板反应的生成物 次生产物:初生产物继续反应的产物 初生产物和次生产物都有可溶和不可溶性 物 产只有不浴性产物才能产生保护金属的作用

•腐蚀过程的产物 初生产物：阳极反应和阴极反应的生成物。 次生产物：初生产物继续反应的产物。 初生产物和次生产物都有可溶和不可溶性 产物。 *只有不溶性产物才能产生保护金属的作用

腐蚀缝程的产数 n(ol OH- Zn u OH- Zn(oH)2 C溶液 [直立电极] 水平电极 NaC溶液

Zn Cu e NaCl溶液 Zn2+ OH￾Zn(OH)2 [直立电极] NaCl溶液 Zn—Cu 电偶电池 e 水平电极 Zn2+ OH- Zn(OH)2 。 腐蚀过程的产物