【精选】电化学腐蚀原理修改.ppt

第三讲电化学腐蚀原理Fundamentalsofelectrochemicalcorrosion§1电化学腐蚀概述2.电化学腐蚀——按照腐蚀电池类型分类c.亚微观(10－100A)-金属表面结构的显微不均匀性阴、阳极无序统计分布交替变化(1)成分差异(2)晶体取向差异(3)晶界异种夹杂物(4)晶格不完整结晶点阵中位错(5)界面溶液涨落(6)亚微观电化学不均匀(7)应力作用形成位错定向移动–SCC(8)交变力场作用-腐蚀疲劳等。（Q=W·F/N）=N·Q/S·t·F=k·i腐蚀原电池的特点：盐水滴试验腐蚀电池由四部分构成：阳极阴极外回路电解液；阳极过程：Me——Men++ne阴极过程：D+ne——[D·ne]电流流动：溶液中离子迁移在回路上电子运动常见一些阴极反应材料腐蚀与防护学科的任务：CorrosionScienceBritishCorrosionJournalCorrosionPreventionandControlAnti-CorrosionElectrochimicaActaCorrosionMaterialsPerformanceJournaloftheElectrochemicalSocietyOxidationofMetalsProgressinOrganicCoatingsJournalofMaterialsScienceCorrosionAbstracts日本防蚀技术材料与环境防钴管理等§2电化学腐蚀热力学基础电化学腐蚀概述电化学腐蚀概述－紧密层－相间电荷转移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。紧密双电层模型（Helmholtz）(早期模型)分散双电层模型（Gouy-Chapman）(早期模型)紧密+分散双电层模型（Stern模型）Bockris模型（如上图示）两个电容串联：研究双电层的主要实验方法：电毛细曲线法：微分电容法：2、电极电位的概念电极电位测定：电极过程研究：电化学位概念：FeFe2++2eFe2++2eFe非平衡电极电位FeFe2++2e金属腐蚀倾向的判断(3种判断方法)（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。如：Cu2++Zn＝Cu+Zn2+则：G=-nFEo=-nF(Eo+Cu-Eo-Zn)=-2X96500/4.184(0.34+0.76)=-50731Cal腐蚀过程是电化学过程用标准电极电位判定腐蚀可能性更为方便。由标准电极电位可判断腐蚀的倾向即若金属的标准电极电位比介质中某一物质的标准电极电位更负则可发生腐蚀。反之不可能发生腐蚀。由此可见标准电极电位的重要作用。（3）中性无氧稳定酸性/中性有氧不稳定Sn－4e＋0.007Cu－2e＋0.337Co－3e＋0.418Cu－e＋0.521Pb－4e＋0.784Ag－e+0.799pH=7O2+4e+0.815V注意：3电位—pH图判断腐蚀倾向性自由能变化：电化学腐蚀概述分为三大区域：(1)腐蚀区只有Fe2+、Fe3+、FeO42－、HFeO22－稳定(2)免蚀区Fe稳定不发生腐蚀；(3)钝化区Fe2O3、Fe3O4