材料腐蚀与防护第二章.ppt

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第二章 材料的腐蚀原理
第四节 析氢腐蚀及耗氧腐蚀
CONTENTS
主要内容
1
WORKREVIEW
去极化
2
析氢腐蚀
UNDERWORK
3
耗氧腐蚀
WORKHARVEST
4
金属的钝化
FUTUREOUTLOOK
凡是能消除或抑制原电池阳极或阴极极化过程的均叫作去极化。
对腐蚀电池阳极极化起去极化作用的叫阳极去极化，对阴极起去极化作用的叫阴极去极化。
能起到这种作用的物质叫作去极剂，去极剂也是活化剂。
凡是在电极上能吸收电子的还原反应都能起到去极化作用。
去极化
产生阳极去极化的原因
（1）金属离子加速离开金属表面
（2）阳极钝化的破坏
腐蚀电池工作历程示意图
阳极
阴极
金属
电解液
Mn+
M
e
e
D
eD
V1
V2
V3
V4
V5
产生阴极去极化的原因
腐蚀电池工作历程示意图
阳极
阴极
金属
电解液
Mn+
M
e
e
D
eD
V1
V2
V3
V4
V5
阴极极化：
V4＜V2 活化极化
V5较小 浓差极化
凡是能在阴极上吸收电子的过程即在阴极上发生还原反应，都能起到去极化的作用。
产生阴极去极化的原因
（1）溶液中阳离子的还原反应
氢离子放电并复合成氢分子：
H+ +e →H
H+H →H2
金属离子的沉淀反应：
Cu2++2e → Cu
金属离子的变价还原反应：
Fe3++e → Fe2+
（2）溶液中阴离子的还原反应
Fe(CN)63-+e →Fe(CN)64-
S2O82-+2e →S2O84- →2SO42-
（3）溶液中中性分子的还原反应
氧的离子化：
1/2O2+2e →O2- + H2O → 2OH-
氯的离子化：
Cl2+2e →2Cl-
氧化物的还原：
Fe3O4+H2O+2e →3FeO+2OH-
氢氧化物的还原：
Fe(OH)3+e →Fe(OH)2+OH-
（4）不溶性膜的还原反应
RO+4e+4H+ →RH2+H2O
或
R+2e+2H+ →RH2
式中：R表示有机分子中的基或有机分子
（5）有机化合物的还原
产生阴极去极化的原因
析氢腐蚀与耗氧腐蚀
以氢离子去极化剂还原反应为阴极过程的腐蚀．称为氢去极化腐蚀．或称析氢腐蚀。阴极反应为H++2eH2的电极过程称为氢离去极化过程，简称氢去极化或析氢。
常见重要的阴极去极化还原过程
在中性和碱性溶液中，由于氢离子的浓度较小，析氢反应的电位较低，一般是溶解在溶液中的氧的还原反应。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。
钢铁的析氢腐蚀示意图
钢铁的吸氧腐蚀示意图
析氢反应：
酸性溶液中：
反应物来源于水合氢离子(H3O+ )，它在阴极上 放电，析出氢气，即
H3O++e H2+H2O
中性或碱性溶液：
水分子直接接受电子析出氢气，即
2H2O+2eH2+2OH-
析氢腐蚀
析氢步骤—酸性溶液
(1) 水合氢离子向阴极表面扩散并脱水，即
H3O+ H++H2O
(2) 与电极表面的电子结合放电，在电极表面上形成吸附态的氢原子Hads，即
H++eHads
(3) 吸附态氢原子通过复合脱附，形成H2分子，即
Hads+ HadsH2
或发生电化学脱附，形成H2分子：
Hads+H++eH2
(4) H2分子形成氢气泡，从电极表面析出