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析氢腐蚀

王朝百科·作者佚名  2010-02-13
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基本知识一. 在酸性较强的溶液中发生电化腐蚀时放出氢气,这种腐蚀叫做析氢腐蚀。

二. 在钢铁制品中一般都含有碳。在潮湿空气中,钢铁表面会吸附水汽而形成一层薄薄的水 膜。水膜中溶有二氧化碳后就变成一种电解质溶液,使水里的H 增多。是就构成无数个以铁为负极、碳为正极、酸性水膜为电解质溶液的微小原电池。三.发生析氢腐蚀的体系

标准电位很负的活泼金属

大多数工程上使用的金属,如Fe

正电性金属一般不会发生析氢腐蚀。但是当溶液中含有络合剂时,正电性金属(如Cu,Ag)也可能发生析氢腐蚀。

四.(1)pH < 3时,阴极反应受活化极化

控制。

(2)在弱氧化性和非氧化性酸溶液中,在反应速

度不是很大时,阳极反应亦受活化极化控制。

(3)Fe在酸溶液中的腐蚀形态,一般是均匀腐蚀。

所以,Fe在酸溶液中的腐蚀可以当作均相腐蚀电

极处理,作为活化极化控制腐蚀体系的典型例子。

负极(铁):铁被氧化Fe+-2e=Fe2+ ;

正极(碳):溶液中的H 被还原2H+ 2e=H2↑

(1) a值

a是单位时的过电位值。文献中常称为氢过电位。金属电极材料的种类对析氢反应的a值有重大影响。

按|a|的大小可划分:

高氢过电位金属(如Hg,Pb,Zn,Cd) 中氢过电位金属(如Cu,Fe,Ni) 低氢过电位金属可知,a值反映了交换电流密度i0大小。 (随着i0增大,|a|减小 )

(2) b值

b称为Tafel斜率,与金属材料和溶液关系很小,

故各种金属表面上析氢反应的b值相差不大。

b=118mV ( = 51.24mV),这是一个典型的数值。

对单电子反应n = 1,取传递系数α = 0.5,在25°C,可以算出b=118mv。

析氢腐蚀的控制类型

根据析氢腐蚀特点:

●可以按照均相腐蚀电极处理,欧姆电阻可以忽略,只需要比较阴极反应和阳极反应的阻力。

●属于活化极化腐蚀体系,阳极反应都受活化极化控 制。因此,比较电极反应的阻力,只需比较交换电流密度就行了。

析氢腐蚀的三种控制类型:

(1)阴极极化控制

如Zn在稀酸溶液中的腐蚀。因为Zn是高氢过电位金属,故为阴极极化控制。

其特点是腐蚀电位与阳极反应平衡电位靠近。对这种类型的腐蚀体系,在阴极区析氢反应交换电流密度的大小将对腐蚀速度产生很大影响。

(2) 阳极极化控制

只有当金属在酸溶液中能部分钝化,造成阳极反应阻力大大增加,才能形成这种控制类型。

有利于阳极钝化的因素使腐蚀速度减小。

(3) 混合控制

阴阳极极化程度差不多,称为混合控制。

其特点是: 腐蚀电位离阳极反应和阴极反应平衡电位都足够远

对于混合控制的腐蚀体系,减小阴极极化或减小阳极极化都会使腐蚀电流密度增大。

析氢腐蚀的影响因素溶液方面

(1) pH值

溶液pH值对析氢腐蚀速度影响很大,随pH值下降,腐蚀速度迅速增大。

一方面,pH值下降, Eec正移,腐蚀倾向增大;

另方面,pH值下降,ic0增大,阴极极化性能减小。

(2) 溶液中的其他组分

(3) 温度 温度升高,腐蚀速度迅速增大。

金属方面

(1) 金属材料种类和杂质

金属材料种类和所含杂质的影响既涉及阴极反应又涉及阳极反应。混合控制腐蚀体系比阴极极化控制腐蚀体系明显。

(2) 阴极区面积

(3) 金属表面的状态

 
 
 
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