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1、析氢腐蚀与耗氧腐蚀 耗氧腐蚀1金属腐蚀学章节Chapter01耗氧腐蚀 01耗氧腐蚀的产生条件 耗氧腐蚀 u在中性和碱性溶液中，氢离子的浓度较小，析氢反应的电位较低，一般金属腐蚀的阴极反应往往不是析氢反应，而是溶解在溶液中的氧的还原反应。u以氧的还原反应为阴极过程的腐蚀，称为氧还原腐蚀或称耗氧腐蚀，吸氧腐蚀。氧还原反应可以在较高的电位下进行。耗氧腐蚀比析氢腐蚀更为普遍。01耗氧腐蚀发生的条件与特征 耗氧腐蚀 u耗氧腐蚀发生的必要条件 u电解质溶液中必须有氧分子存在；u腐蚀电池中的阳极金属电位必须低于氧的离子化电位 ，EA EOu在25摄氏度，氧分压为一个大气压的条件下：01耗氧腐蚀 u 在同一
2、溶液和相同条件下，氧的平衡电势比氢的平衡电势高1.229V。因此，溶液中只要有氧存在，首先发生的应该是耗氧腐蚀。u 金属在溶液中发生电化学腐蚀时，析氢腐蚀和耗氧腐蚀往往会同时存在，仅是各自占有的比例不同而已。u氧是不带电荷的中性分子，在溶液中仅有一定的溶解度，以扩散方式到达阴极。在一般条件下，氧的去极化腐蚀将受氧浓差极化的控制。u氧的双重作用主要表现在，对于易钝化金属，可能起着腐蚀剂作用，也可能起着阻滞剂的作用。01氧还原反应过程及其特点 耗氧腐蚀 u氧去极化过程的基本步骤包括两个基本过程：氧的输送过程和氧分子在阴极上被还原的过程，即氧的离子化过程。u氧的输送过程：u氧通过空气和电解液的界面进
3、入溶液；u氧依靠溶液中的对流作用向阴极表面溶液扩散层迁移；u氧借助扩散作用，通过阴极表面溶液扩散层，到达阴极表面，形成吸附氧。01氧还原反应过程及其特点 耗氧腐蚀 u氧离子化过程主要包括以下几个步骤：u中性的碱性溶液中u酸性溶液中O2+4H+4e 2H2OO2+2H2O+4e 4OH-01耗氧腐蚀 现代理论认为，氧电极的极化主要是由于氧通过扩散层的扩散缓慢所造成的浓差极化，在加强搅拌或流动的腐蚀介质中，电化学极化才可能成为控制步骤。对于电化学极化控制的情况，一般认为在中性、碱性溶液中以生成 迟缓，为控制步骤；在酸性溶液中以生成H2O2迟缓，因而成为控制步骤。01耗氧腐蚀 该值对于一般工程金属材料，腐蚀速度约为1mma-1，即在通常的阴极扩散速度限制下的耗氧腐蚀速度是比较低的。然而，对于加强搅拌或流动的水溶解中，尤其是存在海水飞溅作用时，腐蚀速度则会大大增加。扩散控制下的腐蚀速度 01耗氧腐蚀 当阴极极化电流密度ic不大，而且阴极表面供氧充分时 a是一个与阴极材料、表面状态、溶液组成与温度有关的常数 氧扩散控制而引起的氧浓差极化不断加强 氧浓差极化方程式 阴极极化电流密度增大，一般大约在iL/2|ic|iL时 氧离子化电化学极化和氧浓差极化混合控制 氧去极化和氢去极化共同组成