金屬的電化學腐蝕與防護論文(編輯修改稿)
2024-12-07 13:48 本頁面
【文章內容簡介】 被還原物質的粒子在與金屬表面碰撞時取得金屬原子的價電子而被還原，與失去價電子的被氧化的金屬“就地”形成腐蝕產(chǎn)物覆蓋在金屬表面上，這樣一種腐蝕過程稱為 化學腐蝕 。由于金屬是電子的良導體，如果介質是離子導體的話，金屬被氧化與介質中被還原的物質獲得電子這兩個過程可以同時在金屬表面的不同部位進行。金屬被氧化成為正價離子（包括配合離子）進入介質或成為難溶化合物（一般是金屬的氧化物或含水氧化物或金屬鹽）留在金屬表面。這個過程是一個電極反應過程，叫做 陽極反應過程 。被氧化的金屬所失去的電子通過作為電子良導體的金屬材料 本身流 向金屬表面的另一部位，在那里由介質中被還原的物質所接受，使它的價態(tài)降低，這是 陰極反應過程 。在金屬腐蝕學中，習慣地把介質中接受金屬材料中的電子而被還原的物質叫做去 極化劑 。經(jīng)這種途徑進行的腐蝕過程，稱為 電化學腐蝕 。在腐蝕作用中最為嚴重的是電化學腐蝕，它只有在介質中是離子導體時才能發(fā)生。即便是純水，也具有離子導體的性質。在水溶液中的腐蝕，最常見的去極化劑是溶于水中的氧 (O2)。 例如在常溫下的中性溶液中，鋼鐵的腐蝕一般是以氧為去極化劑進行的： 如果氧供應充分的話， Fe(OH)2：還會逐步被氧化成含水的四氧化三鐵 Fe3O4 mH2O和含水的三氧化二鐵 Fe2O3 nH2O。鋼鐵在大氣中生銹，就是一個以 O2為去極化劑的電化學腐蝕過程，直接與金屬表面接觸的離子導體介質是凝聚在金屬表面上的水膜，而最后形成的鐵銹是成分很復雜的鐵的含水氧化物，有時還有一些含水的鐵鹽。一般氧最易到達鐵銹的最外層，其中鐵是三價；鐵銹最里層，鐵是二價；中間層有可能是含水的四氧化三鐵。 在水溶液中電化學腐蝕過程的另一個重要的去極化劑是 H+。在常溫下，對鐵而言，在酸性溶液中可以以 H十 離子為去極化劑而腐蝕，其過程是： 陽極： Fe? Fe2+ +2e 陰極： 2H++2e? H2 ? 總的反應： Fe+2H+? Fe2++H2? 故此時腐蝕反應產(chǎn)物是氫氣和留在溶液中的二價鐵離子。 除了氧和氫離子 這兩種主要的去極化劑外，在水溶液中往往還有由其他物質作為去極化劑引起的電化學腐蝕。例如在酸性溶液中有 +3 價的 Fe3+ 離子時，它可以作為電化學腐蝕過程的去極化劑而還原成為 +2 價的亞鐵離子 F
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