Chapter2金屬腐蝕原理Section21金屬腐蝕概述1,1金屬的腐蝕過程金屬材料+腐蝕介質→腐蝕產物釅(包括各種酸)一析氫腐蝕O2吸氧腐蝕通常的腐蝕性物質:{CO2-二氧化碳腐蝕H2S-硫化氬腐蝕細菌(SRB)-微生物腐蝕HO是一種載體,而C是促進劑。金屬為什么很容易受腐蝕?從熱力學觀點看,是因為金屬處于不穩定狀態,有與周圍介質發生作用轉變成金屬離子的傾向。在熱力學上,可以用進行相應的腐蝕反應時吉布斯函數變ΔG來衡量。金屬礦物(氧化物、硫化物等)大金屬冶煉吸收能重她金屬僉屬腐蝕釋放能量能量的差異是產生腐蝕反應的推動力,而腐蝕過程就是釋放能量的過程。伴隨著腐蝕過程的進行,將導致腐蝕體系自由能的減少,故它是一個自發過程。化學腐蝕:單純由于化學作用而引起的腐蝕。如高溫腐蝕和無導電性的非水溶液中的腐蝕。電化學腐蝕:金屬與電解質溶液接觸時,由電化學氧化還原作用而引起的腐蝕。金屬在大氣、土壤、海水中、人體內以及絕大多數工業介質中的腐蝕都是電化學腐蝕。陰極氧化反應還原反應12金屬腐蝕速度的表示方法重量指標均勻腐蝕(平均腐他速率)深度指標電流指標非均勻腐蝕(腐蝕深度和腐蝕面積)(1)重量指標g單位面積、單位時間內的重量損失(失重)(gm-2h-)t(2)深度指標v:單位時間、單位面積的金屬厚度的減少,v×24×365ν×8.76v=-2-1;×10=-(mm'a-)1002×p(.cm-)我國部頒標準:v≌0076mmla(3)電流指標a:金屬電化學腐蝕過程的陽極電流密度。可以用法拉第定律將電流指標和重量指標聯系起來。記=xv2×26.8×10/em2)AA:摩爾質量;n:離子電荷數。Section22腐蝕原電池2,1腐蝕原電池金屬在電解質中的腐蝕,是以電化學腐蝕的機理進行的,即在金屬表面形成了腐蝕原電池。腐蝕原電池定義:只能導致金屬材料破壞而不能對外界做有用功的短路原電池腐蝕原電池包括三個基本過程:陽極過程、陰極過程、電流流動(1)陽極過程:金屬的溶解,以金屬離子的形式進入介質,并將電子留在金屬表面。M→M++ne(2)陰極過程:從陽極流過來的電子被電解質中能夠吸收電子的氧化性物質D(稱為去極化劑)接收,通常為O2、HD+ne→Dnel(3)電流的流動:在金屬內部(相當于短接的導線)以電子為載體,電流由正極流向負極;電解質中以帶電粒子為載體,由陽極流向陰極(負極→正極),構成一個電流回路。以上三個過程構成了一個完整的腐蝕電池過程。一般金屬的腐蝕破壞集中于陽極區,陰極區一般為金屬中電位較正的雜質,不會發生可察覺的金屬損失金屬基體陽極區(負極)ne(m"電解質陰極區(正極)+ne-(D三個過程既相互獨立又互相依存,任何一個過程受到抑制,整個腐蝕過程都將受到抑制注意:電化學腐蝕發生的本質原因在于電解質中存在可以氧化金屬的氧化性物質,即去極化劑,與金屬構成了熱力學不穩定體系腐蝕原電池的特點:(1)導致金屬材料的溶解、破壞;(2)不能對外界作有用功;(3)腐蝕反應釋放出來的化學能全部以熱能的形式耗散掉;4)腐蝕反應以最大程度的不可逆方式進行。注意:有一些原電池,盡管其中的氧化還原反應的結果也會導致金屬材料的破壞,但由于它可以提供有用功,仍然不能叫做腐蝕電池。22腐蝕原電池的類型(1)宏觀腐蝕電池:由肉眼可見的電極構成a)異金屬接觸電池:兩種具有不同電極電位的金屬或合金互相接觸(或用導線連接),并處于電解質中時,電位較負的金屬遭受腐蝕,而電位較正的金屬卻得到保護,這種腐蝕電池稱為“腐蝕電偶”。b)濃差電池:鹽濃差電池、氧濃差電池。可根據