材料腐蝕理論---第四章--金屬的鈍化-在線瀏覽
2024-09-17 11:22本頁面
【正文】 關(guān)系 EF =EF0 （ EF0為標準狀態(tài)下的 Flade電位） 二、金屬的自鈍化 ? 定義：由于腐蝕介質(zhì)中氧化劑的還原反應(yīng)而促成的金屬鈍化。所以，只要將金屬浸入介質(zhì)，自然與介質(zhì)作用成鈍態(tài) – 線 IV： 強氧化劑 ，曲線交點于過鈍化區(qū)。 ? 近年來，利用 X光衍射、電子顯微鏡等表面測試儀器對鈍化膜的成分、結(jié)構(gòu)、厚度進行了廣泛研究 ? 膜的厚度一般為 1— 10nm，與金屬材料有關(guān)。因為鈍化膜具有微孔，鈍化后金屬的溶解速度由微孔內(nèi)金屬的溶解速度決定。 ? 只有直接在金屬表面生成的固相產(chǎn)物膜才可能導(dǎo)致金屬鈍化 ? 吸附理論 ? 吸附理論認為 ? 金屬鈍化并不需要在金屬表面生成固相的成相膜 ? 只要在金屬表面或部分表面生成 氧或含氧粒子的吸附層即可，吸附層至多單分子層厚 ? 一旦這些粒子吸附在金屬表面上，使金屬表面化學(xué)結(jié)合力飽和，從而改變金屬 — 溶液界面結(jié)構(gòu)，使陽極的活化能顯著提高而產(chǎn)生鈍化。鈍化膜有不同類型 吸附膜 成相膜 金屬 金屬 金屬 金屬 成相膜 無保護性膜 成相膜 沉積層 成相膜 孔 (a) (b) (c) (d) (e) (a) 吸附膜：由氧或其他物質(zhì)的單分子或多分子層組成 (b) 三維氧化物聚合物成相膜：首先有氧的多分子吸附膜轉(zhuǎn)變生成氧化物膜，如鐵在酸性溶液中內(nèi)層為 Fe3O4，外層為 Fe2O3膜 (c) 在無保護性膜上形成的成相膜：如銅在中性溶液中先形成 Cu2O膜，然后形成 CuO膜 (d) 氫氧化物沉積層覆蓋的成相膜：如鐵在中性溶液中形成的鈍化膜 (e) 同組成的多孔膜覆蓋的成相膜：如鋁在陽極氧化后在其表面形成多孔氧化物膜 鈍化膜具有電子傳導(dǎo)性質(zhì)，介于半導(dǎo)體和絕緣體之間的弱電子導(dǎo)體 ? 影響金屬鈍化的因素 ? 合金成分的影響 ? 鈍化介質(zhì)的影響 ? 活性離子對鈍化膜的破壞作用 ? 溫度的影響 1）合金成分的影響 – 不同金屬具有不同的鈍化趨勢 – 合金化是提高金屬耐蝕性的有效方法 – 合金的耐蝕性與合金元素的種類和含量有直接關(guān)系 – 加入的合金元素的含量符合 n/8定律時，合金的耐蝕性顯著提高。 致鈍電位和活化峰電位負移 ，鈍化區(qū)電位增寬 , 說明 Cr 增強鈍性 ， 提高耐蝕 。 2）鈍化介質(zhì)的影響 ? 金屬在介質(zhì)中發(fā)生鈍化，主要是有鈍化劑的存在 ? 鈍化劑的性質(zhì)與濃度對金屬鈍化發(fā)生很大影響 ? 氧化性介質(zhì)、非氧化性介質(zhì)都可能使某些金屬鈍化， 3） 活性離子對鈍化膜的破壞作用 ? 介質(zhì)中的活性離子，如 Cl、Br、 I等，尤其以 Cl最容易使不銹鋼的鈍化膜發(fā)生破壞。 ? Cl對鈍化膜的破壞作用不是發(fā)生在整個金屬表面，而是帶有 局部點狀腐蝕 的特點 無 Cl Cl含量增加 lgi E Eb！ Eb2 Eb3 Ept Cl濃度對不銹鋼陽極極化曲線的影響 點蝕電位：在含 Cl介質(zhì)中金屬鈍態(tài)開始提前破壞的電位 Cl濃度愈高，點蝕電位愈負，愈發(fā)生點蝕 ? Cl對鈍化膜的破壞原因 – 成相膜理論認為 ? Cl半徑小，穿透能力強，比其他離子更易透過薄膜中的小孔或缺陷，與金屬作用生成可溶性化合物 – 吸附理論認為 ? Cl具有很強的被金屬吸附的能力，與氧存在競爭吸附，一旦 Cl優(yōu)先吸附，把金屬表面的氧排擠掉，導(dǎo)致金屬鈍態(tài)遭到局部破壞，產(chǎn)生點蝕。 Effect of aluminium on the passivation of zinc–aluminium alloys in artificial seawater at 80 176。合金的平均鈍化電流密度高于純鋅 ? 720小時，鈍化現(xiàn)象均消失，表明鈍化膜溶解。合金的電阻小于純鋅，表明合金的鈍化膜沒有純鋅的緊密 ? Al的加入降低了電荷轉(zhuǎn)移電阻和膜電阻 SEM micrographs of films formed on pure Zn after anodic polarization to various potentials vs. SCE at immersion times of (a) 48 h (at V), (b) 288 h (at V) and (c) 720 h (at V) in artificial seawater at 80 C. ? 48小時，出現(xiàn)白色腐蝕產(chǎn)物，多孔，厚，和基體結(jié)合不好，無保護性 ? 288小時，生成鈍化膜，纏結(jié)形貌 ? 720小時，腐蝕產(chǎn)物膜無纏結(jié)，鈍化膜消失， SEM micrographs of films formed on Zn– alloy after anodic polarization to various potentials vs. SCE at immersion times of (a) 48 h (at V), (b) 288 h (at V) and (c) 720 h (at V) in artificial seawater at 80 C. ? 腐蝕形貌和純鋅相似 ? 在 288小時，表面出現(xiàn)產(chǎn)物膜纏結(jié)，但是分布不均勻 XRD patterns of films formed on Zn alloys after anodic polarization to V vs. SCE for pure Zn and V vs. SCE for Zn– alloy of immersion in
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