材料腐蝕理論---第四章--金屬的鈍化-展示頁
2024-08-22 11:22本頁面
【正文】 t ip、 imax 四個特征區(qū) 佛萊德電位 ? 對于因采用陽極極化法使金屬處于鈍態(tài)的金屬來講，當(dāng)中斷陽極電流后不久，金屬的鈍態(tài)便會受到破壞，亦即屬自動活化了。電流密度幾乎與電極電位無關(guān)。為研究鈍化現(xiàn)象，必須研究金屬陽極溶解時的特性曲線 ? 采用 恒電位法 測得金屬鈍化過程典型的陽極極化曲線 (1)AB段 —— 活性溶解區(qū) 金屬按正常的陽極溶解，曲線從金屬腐蝕電位出發(fā)，電流隨電位的升高 而增大 ，服從 Tafel規(guī)律 Fe?Fe2+ ＋ 2e 1）金屬陽極鈍化曲線四個區(qū)域 活化區(qū) 鈍化區(qū) 過鈍化區(qū) 活化 — 鈍化過渡區(qū) imax Epp Ep Ept Ee， M A B C D E ip 金屬鈍化過程的陽極極化曲線 EF (2)BC段 —— 過渡區(qū) 當(dāng)電極電位到達(dá)某一臨界值 Epp時，金屬表面狀態(tài)發(fā)生突變，開始鈍化，電流密度急劇下降。 ? 陽極鈍化和化學(xué)鈍化，二者無本質(zhì)區(qū)別。 ? 化學(xué)鈍化：金屬與鈍化劑（包括空氣、含氧溶液）的化學(xué)作用而產(chǎn)生的鈍化現(xiàn)象，稱為化學(xué)鈍化，或自鈍化。 – 若繼續(xù)增加硝酸濃度超過 40%，則 Fe的溶解速度突然下降到原來的四千分之一。 – 發(fā)現(xiàn) Fe在稀硝酸中劇烈地溶解，且溶解速度隨硝酸濃度的增加而迅速增大。第四章 金屬的鈍化 一、金屬鈍化現(xiàn)象與陽極鈍化 關(guān)于金屬的鈍化現(xiàn)象，在 18世紀(jì)初就已發(fā)現(xiàn)。如 Fe在稀硝酸中腐蝕很快，而在濃硝酸中腐蝕速度很慢，這種現(xiàn)象即為金屬的鈍化 1. 鈍化的分類 根據(jù)金屬鈍化產(chǎn)生條件，鈍化分為 – 化學(xué)鈍化 – 陽極鈍化 ? 化學(xué)鈍化 ? 鈍化現(xiàn)象 – 把 Fe放在 HNO3中，觀察 Fe的溶解速度與HNO3濃度的關(guān)系。 – 當(dāng)硝酸的濃度增加到 30— 40%時， Fe的溶解速度達(dá)到最大。（這一現(xiàn)象稱為鈍化） – 如果繼續(xù)增加硝酸濃度到超過 90%，腐蝕速度又有較快的上升（稱為過鈍化） Fe的溶解速度與硝酸濃度的關(guān)系 ? 發(fā)生鈍化的金屬除 Fe外， Cr、 Ni、 Co、 Nb、 W、 Ti等在適當(dāng)條件下都可發(fā)生 ? 除 HNO3外，強氧化劑 KNO KMnO KClO AgNO3等都能使金屬鈍化 ? 非氧化劑也能使金屬鈍化，如 – Mg在 HF溶液中 – Mo、 Nb在 HCl中等 ? 鈍化劑：能使金屬鈍化的試劑 ? 鈍化的發(fā)生不簡單取決于鈍化劑氧化能力的強弱。 ? 金屬變?yōu)殁g態(tài)時，有一個普遍現(xiàn)象：金屬的電極電位朝 正的方向移動 ? 陽極鈍化 ? 在不含活性 Cl的電解質(zhì)溶液中，由陽極極化也可引起金屬的鈍化 ? 陽極鈍化：采用 外加陽極電流 的方法，使金屬由 活性狀態(tài)變?yōu)殁g態(tài) 的現(xiàn)象，稱為陽極鈍化或電化學(xué)鈍化。 ? 兩種方法都使溶解金屬的 表面發(fā)生某種突變，使溶解速度急劇下降 陽極鈍化的特性曲線 ? 鈍化的發(fā)生是金屬陽極過程中的一種特殊表現(xiàn)。 Epp 致鈍電位 imax 致鈍電流密度 活化區(qū) 鈍化區(qū) 過鈍化區(qū) 活化 — 鈍化過渡區(qū) imax Epp Ep Ept Ee， M A B C D E ip EF 3Fe＋ 4H2O?Fe3O4 ＋ 8H+ ＋ 8e 金屬鈍化過程的陽極極化曲線 (3)CD區(qū) —— 鈍化區(qū) 金屬處于穩(wěn)定鈍態(tài)，表面生成一層耐蝕性好的鈍化膜。 Ep 維鈍電位 ip 維鈍電流密度 2Fe＋ 3H2O?Fe2O3 ＋ 6H+ ＋ 6e 活化區(qū) 鈍化區(qū) 過鈍化區(qū) 活化 — 鈍化過渡區(qū) imax Epp Ep Ept Ee， M A B C D E ip EF 金屬鈍化過程的陽極極化曲線 (4)DE區(qū) —— 過鈍化區(qū) 當(dāng)電極電位進(jìn)一步升高，電流隨電位升高而增大，鈍化膜被破壞，腐蝕加劇 Ept 過鈍化電位 4OH ? O2＋ 2H2O＋ 4e 活化區(qū) 鈍化區(qū) 過鈍化區(qū) 活化 — 鈍化過渡區(qū) imax Epp Ep Ept Ee， M A B C D E ip EF eHOMOHOM 684 272232 ???? ??金屬鈍化過程的陽極極化曲線 鐵形成鈍化層的博克里斯模型 2） 陽極鈍化曲線相關(guān)參數(shù) （ 1）致鈍電流密度， imax imax表示腐蝕體系鈍化的難易程度， imax 愈小，體系愈容易鈍化 （ 2）致鈍化電位， Epp 陽極極化時，必須使極化電位超過 Epp才能使金屬鈍化，Epp愈負(fù)，表明體系愈容易鈍化 （ 3）維鈍電流密度， ip ip對應(yīng)于金屬鈍化后的腐蝕速度。 ? 佛萊德電位 鈍態(tài)金屬電 位變化 曲 線 ? 電極電位開始迅速從正值往負(fù)值變化，然后在一小 段時間 (幾 秒到幾分鐘 )范圍內(nèi)電位改變很緩慢，最后電位又急速地下降 到金屬的活化電極電位值 ? 佛萊德電位 EF ? 佛萊德電位與維鈍電位接近，并不相等 ? EF愈正，表明金屬喪失鈍態(tài)的可能性愈大；反之，則容易保持鈍態(tài) ? EF與溶液的 PH值之間存在線形
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