50 局部腐蚀 ppt课件

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值得注意的是，某些金属(如碳钢)与某些非金属导体(如 石墨或碳纤维素复合材料)相互接触时，也会产生电偶腐蚀。
有时两种金属虽然没有直接接触，但在意识不到的情况 下亦会发生电偶腐蚀，如循环冷却系统中的铜质冷凝器微量 溶于冷却介质溶液中，当铜离子含量过高时，在碳钢设备的 一些表面沉积，沉积的疏松铜离子会与金属铁发生置换而析 出，从而发生电偶腐蚀。因此，冷凝水中Cu2+含量严格要求 控制在0.1mg/L的范围以下。
5.2 点腐蚀
一、点蚀(小孔腐蚀）的概述
金属的大部分表面不发生腐蚀或腐蚀很轻微，但局 部地方出现腐蚀小孔并向深处发展的现象，称为小 孔腐蚀或点蚀。
小孔腐蚀是一种破坏性和隐患大的腐蚀形态之一， 它使失重很小的情况下，设备就会发生穿孔破坏， 造成介质流失，设备报废。
点腐蚀的特征：
破坏高度集中 孔蚀的分布不均匀 孔蚀通常沿重力方向发展 孔蚀口很小，而且往往覆盖有固体沉积物，因此不易被发现 孔蚀发生有或长或短的孕育期（或诱导期）
局部腐蚀形式多样性 — 电偶腐蚀、缝隙腐蚀、小孔腐 蚀（点腐蚀）、晶间腐蚀、应力腐蚀开裂等。
局部腐蚀普遍性 —工业中局部腐蚀很常见（全面腐蚀 10％），局部腐蚀（化工）80％，因此对局部腐蚀 的研究和防护尤为重要。
局部腐蚀危害性 — 腐蚀集中在个别位置急剧发生、腐 蚀破坏快速、隐蔽性强、难以预计、控制难度大、危害 大，易突发灾难事故
发生电偶腐蚀的几种情况： 异金属部件的组合。 金属镀层 金属表面导电性非金属膜 气流或液流带来的异金属沉积
二、电偶腐蚀的原理
假设两块表面积相同的金属M1、M2；分别放入含H+去极 化剂的同一介质中，忽略溶液的欧姆降，则两块金属各自发 生氢去极化腐蚀；反应处于活化极化状态，即服从tafel关系； M1、M2两种金属未接触前的自溶解电流分别为ic1和ic2，且 φc1＜ φc2。此时的电极反应如下：
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均匀腐蚀的电化学特点
5.0 局部腐蚀
1
电偶腐蚀
2
点腐蚀
3 缝隙腐蚀与丝状腐蚀
4
晶间腐蚀
5
6
选择性腐蚀
全面腐蚀（均匀腐蚀）— 阴阳极共扼反应在金属相同位置 同时发生或交替发生，阴阳极没有时间和空间上的区别，整 个表面用Ecorr表征，在此电位下表面均匀溶解腐蚀。腐蚀速 度可测量/预测。
局部腐蚀 — 由电化学不均一性（如异种金属、表面缺陷、 浓度差异、应力集中、环境不均匀等），形成局部电池。 局部腐蚀阴、阳极可区分，阴极/阳极面积比很大，阴、阳 极共扼反应分别在不同区域发生，局部腐蚀集中在个别位置, 急剧发生，材料快速腐蚀破坏。
出来，并把它们从低到高排列，便得到电偶序。 不同介质中具有不同的电偶序。
当我们对金属在偶对中的极性作出判断时，不 是以它们的标准电极电位作为判据，而是以它们 的腐蚀电位作为判据，查用金属的电偶序来判断 异种金属相接触时金属腐蚀的倾向和程度。
例如某些金属与合金在海水中的电偶序，如 下表所示。
根据电偶腐蚀原理，若表中电位高的金属材料与电 位低的金属材料相接触，则低电位金属为阳极，被 加速腐蚀。若两者之间电位差愈大，则低电位金属 愈易被加速腐蚀。若两者之间电位差很小，即电偶 序中位置相距愈近的不同金属相互接触，发生电偶 腐蚀的倾向性愈小。若电位相同的不同金属相互接 触，则不发生电偶腐蚀。
点腐蚀的危害：
小孔腐蚀的蚀孔形貌
必须指出，利用电偶序来判断金属在偶对中的极性 和腐蚀倾向时，仅仅是利用热力学数据预测腐蚀发 生的方向和限度而已，并没有涉及腐蚀速度问题。
四、影响电偶腐蚀的因素
偶对中阴阳极面积的相对大小对腐蚀速度有 很大影响，如下图：
阳极腐蚀速度
40
30
20
10
0
1
2
3
4
5
6
阴极面积/阳极面积
五、防止电偶腐蚀的措施
的交点所对应的电位φc为偶对的混合 电位，对应的电流ic便是偶对电流，
• M1的溶解电流增大； • M2情况则相反，溶解电流减小。
阳极体金属溶解速度 增加的效应，称为接 触腐蚀效应，阴极体 溶解速度减小的效应， 称为阴极保护效应。 两种效应同时存在， 互为因果。
三、电偶序与电偶腐蚀的倾向
电偶序： 将各种金属材料在某种环境中的腐蚀电位测量
电偶腐蚀的主要特征： 电偶腐蚀主要发生在两种不同金属或金属与非
金属导体相互接触的边线附近，而在远离边缘的区 域，其腐蚀程度要轻得多。根据这一特征很易识别 电偶腐蚀。
电偶腐蚀的情况较为普遍，因为在工程技术中， 采用不同的金属或合金的组合是不可避免的。
例如炮弹上的弹体与铜药筒的组合、钢结构与铜 (铝)铆钉之间、镀层金属与基体之间等等所形成的腐 蚀，都属于电偶腐蚀。
腐蚀原电池的阴阳极面积非常小，甚至用微观的方法也 无法辨认，而且微阳极和微阴极的位置随即变化。整个金属 表面处于活化状态，只是各点随时间（或地点）有能量起伏， 能量高时（处）呈阳极，能量低时（处）呈阴极，从而使整 个金属表面遭受腐蚀。
局部腐蚀的电化学特点：
阴阳极区截然分开，通常能够宏观地识别， 至少在微观上可以区分。
5.1 电偶腐蚀
一、电偶腐蚀的概念
异种金属在同一介质中接触，由于电极电位不相等而有 电偶电流流过，使电位较负的金属溶解速度加增加，造成接 触处的局部腐蚀，而电位较正的金属，溶解速度反而减小受 到保护，这就是电偶腐蚀，亦称接触腐蚀或双金属腐蚀。
电偶腐蚀的实质是由两种不同的电极构成 宏观原电池的腐蚀。
M 1 M 122e
2H2e H2
M 2 M 222e
2H2e H2
• 当两块金属在介质中直接接触时， 构成一个宏观腐蚀偶电池，
• 电位低的金属M1成为电池的阳极， • 电位高的金属M2成为电池的阴极， • 电偶电流从M2流向M1， • M1向阳极极化， • M2向阴极极化， • 当极化达到稳态时，两条极化曲线