材料腐蚀与防护-第五章-析氢腐蚀和吸氧腐蚀.ppt

第五章析氢腐蚀和吸氧腐蚀
两种典型去极化腐蚀形式
析氢腐蚀—氢去极化腐蚀,是常见的危害性较大的一类腐蚀
吸氧腐蚀—氧去极化腐蚀,是自然界普遍存在的,破坏性最大的一类腐蚀。
析氢腐蚀
以氢离子作为去极剂,在阴极上发生2H++2e—H2的电极反应叫氢去极化反应。由氢去极化引起的金属腐蚀称为析氢腐蚀。

在中性溶液中,氢的平衡电极电位耐斯特公式求得EH=-。也就是说当E金属<-,有可能发生氢去极化腐蚀。
在酸性介质中一般电位负的金属都能发生氢去极化腐蚀。
析氢反应的步骤
(一般在酸性溶液中):
(1)水化氢离子向电极扩散并在电极表面脱水;
(2)氢离子与电极表面的电子结合(放电)形成原子氢,吸附在电极表面上。(电化学步骤)
(3)吸附在电极表面的H原子与刚发生放电的活性H原子结合成H2分子;
(4)氢分子形成气泡从表面逸出。
(在碱性溶液中):
(1)水分子到达电极,且氢氧离子离开电极;
(2)水分子电离及氢离子还原成吸附在电极表面的氢原子;(电化学步骤)
(3)吸附氢原子复合脱附;
MH+MH—H2+2M 或MH+H++M—H2+2M
(4)形成氢气气泡逸出。
氢去极化的阴极极化曲线如图所示: 在相同的条件下,析氢过电位愈大,意味着氢去极化过程就愈难进行,金属的腐蚀就愈慢。因此可用提高析氢过电位,降低氢去极化过程,控制金属的腐蚀速度。 提高析氢过电位措施: (1)加入析氢过电位高的合金元素。如加入Hg、Pb等合金元素,提高合金的析氢过电位,增加合金的耐蚀性。 (2)提高金属的纯度,消除或减少杂质。 (3)加入阴极缓蚀剂提高阴极析氢过电位。如在酸性溶液中加As、sb、Hg、盐,在阴极上析出As、sb、Hg,增加了金属的析氢过电位,从而提高了合金的耐蚀性。
析氢腐蚀的特征:

,一般可以忽略,原因:
(1)去极化剂是带电的半径很小的氢离子,在溶液中有较大的迁移和扩散能力;
(2)去极化浓度较大,在酸性溶液中是氢离子,在中性和碱性溶液中是水分子;H2O+e—H+OH-
(3)氢气泡的搅拌作用;
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吸氧腐蚀
当电解质溶液中有氧存在时,在阴极上发生氧去极化反应,
在中性或碱性溶液中:
在酸性溶液中:
由此引起阳极金属不断溶解的现象称作氧去极化腐蚀。
许多金属及其合金在中性或碱性溶液中,在潮湿大气、海水、土壤中都可能发生氧去极化腐蚀,甚至在流动的弱酸性溶液中也会发生氧去极化反应。因此,与析氢腐蚀比较,氧去极化腐蚀更为普遍和重要。
氧在中性溶液中,PO2=,平衡电极电位EO2=
说明,在中性溶液中有氧存在,当E金属<,就可能发生氧去极化腐蚀。
阴极吸氧反应步骤:
(1)氧由气相通过界面进入水溶