大学精品课件：电化学-13.ppt

1、7.13 金属的腐蚀与防护,（1）金属的腐蚀 金属会自发地发生氧化反应，逐渐变成其氧化物、氢氧化物或各种金属盐，而金属本身遭到破坏的现象称为金属的腐蚀。例如钢铁在潮湿的空气中生锈、铝锅盛装食盐而穿孔等。,化学腐蚀： 由氧化剂直接与金属表面接触发生化学反应而引起。该腐蚀作用进行时无电流产生。 例： 金属锌在高温干燥的空气中直接被氧化的过程。,生物化学腐蚀： 由于各种微生物的生命活动引起。 例： 某些微生物以金属为培养基，或者以其排泄物侵蚀金属。,电化学腐蚀： 由于形成微电池而发生电化学反应而引起的腐蚀。,例如：镶在铜板上的铁铆钉，长期暴露在潮湿的空气中特别容易生锈，就是因为形成了微电池。其中铁是

2、阳极，铜是阴极。,金属中往往含有各种杂质，若与潮湿介质相接触，围绕杂质会形成若干个细小的原电池（即微电池）。如铁杂质在锌中形成的微电池，氢离子在铁阴极上放电，锌作为阳极不断溶解而受到腐蚀。,（2）金属的钝化,现象一：将铁丝浸在稀硝酸中，铁丝很快被腐蚀，同时产生NO气体，而且硝酸浓度增大，铁丝的溶解速率也加快。但是，如果将铁丝浸入浓硝酸(65%)中，可以观察到在短时间出气之后腐蚀会突然停止，这时将铁丝取出再放入稀硝酸中，铁丝也不再溶解。这种现象称为金属的钝化。,现象二：采用电化学方法使金属钝化将金属Ni浸入NiSO4溶液，并与外电源的正极相连，连续改变电极电势，观测相应的电流，得到如下的阳极极化

3、曲线：,AB段i随的增大而增大，是金属的正常溶解范围；B点电流突然减至最小；CD段i随的增大几乎不变，金属处于钝化状态。D点以后，随升高i又继续增加，是出现新的电极反应所至。,金属钝化的原因：金属表面被一层致密的氧化层薄膜所覆盖，阻碍了金属的进一步腐蚀。该氧化层薄膜厚度约为110nm，因此非肉眼所能观测。,（3）金属腐蚀的防护,1. 在金属表面涂覆各种防护层 将耐腐蚀的物质，如油漆、搪瓷、沥青、塑料等，涂在金属表面，使金属与腐蚀介质分割开来，当这些保护层完整时能够防止金属的腐蚀。 或用耐腐蚀性较强的金属或合金覆盖在被保护金属的表面。 覆盖的重要方法是电镀。,2. 选择合适的金属和合金 例如，不

4、锈钢就是用的较多的耐腐蚀合金。型号“1818不锈钢”就是钢中含有约18%的Cr和约18%的Ni。Cr的钝化电势比较低，其钝化电流比铁低两个数量级，故Cr是一种易于钝化的物质。铁中只需含Cr1218%，其钝化性能就与铬相似，在氧化介质中有较好的耐腐蚀性能。加Ni是为了改善不锈钢在非氧化性介质中的耐腐蚀性能，同时还能改善耐高温和焊接性能。,3. 加入缓蚀剂，改变介质的性质，抑制金属的腐蚀,4. 电化学保护 分阴极保护和阳极保护。 阴极保护，又称阳极牺牲法保护。将电极电势更低的金属与被保护金属相连接，构成原电池。例如将锌或镁与铁相连接，锌或镁为阳极，发生溶解，而铁是阴极被保护。 阳极保护是通过外加直流电源使被保护金属发生阳极极化，并进入钝化状态。阳极保护要求钝化电势区的范围不小于50 mV,致钝电流密度越小越好，而且介质中卤素离子的浓度不宜太高。,