腐蚀电化学
电化学腐蚀的原理及应用
电化学腐蚀的原理及应用1. 什么是电化学腐蚀电化学腐蚀是指金属在电解质溶液中发生氧化反应和还原反应，导致金属表面发生物理和化学变化的过程。
在电化学腐蚀过程中，金属表面被腐蚀掉，在金属内部生成电化学腐蚀产物，从而导致金属的退化和破坏。
2. 电化学腐蚀的原理电化学腐蚀是由以下三个基本要素组成的：- 金属：作为电极参与电化学反应。
- 电解质溶液：提供导电性和溶解氧的介质。
- 环境：包括温度、压力、湿度等因素，会对腐蚀过程产生影响。
电化学腐蚀的过程可以分为两种基本反应： 1. 氧化反应（阳极反应）：金属表面发生氧化反应，将金属原子转化为正离子并释放电子。
2. 还原反应（阴极反应）：导电的电解质溶液中的阳离子被还原为金属或者其他物质。
通过以上两种反应，金属表面发生物理和化学变化，导致腐蚀和金属破坏。
3. 电化学腐蚀的应用电化学腐蚀的原理和机制在工业和科学研究中有广泛的应用。
以下是一些主要的应用领域。
3.1 金属腐蚀研究电化学腐蚀的研究对于理解金属的腐蚀行为和机制至关重要。
通过研究不同金属在不同环境下的电化学腐蚀行为，可以评估金属的腐蚀性能，选择合适的材料用于特定的应用，以延长金属的使用寿命。
3.2 防腐蚀技术电化学腐蚀的原理为防腐蚀技术的研发和应用提供了理论基础。
通过使用合适的涂层、阻隔层或者中和剂等物质，可以降低金属的腐蚀速率，延长金属的使用寿命。
例如，在航空航天工业中，通过电镀技术给金属表面添加一层保护性的金属镀层，可以防止金属在高温和高湿环境下的腐蚀。
3.3 腐蚀监测和控制电化学腐蚀的研究还为腐蚀监测和控制提供了方法和工具。
通过使用电化学腐蚀监测技术，可以实时监测金属的腐蚀速率和腐蚀产物的生成情况。
这对于设备的维护、预测设备的寿命和做出合理的维修计划非常重要。
3.4 腐蚀改良和治理电化学腐蚀的原理还可应用于腐蚀改良和治理。
通过了解腐蚀的原因和机制，可以研发出适用的腐蚀治理方法，以减少或避免金属材料的腐蚀。
腐蚀电化学
腐蚀电化学腐蚀电化学是电化学中最重要的一个分支，它主要研究电解质或者金属在电位差存在时，会发生的电化学腐蚀反应。
在腐蚀电化学中，电位差的大小是决定是否进行腐蚀反应的关键因素，所以如何控制电位差以减少金属的腐蚀是相关研究的关注点之一。
腐蚀电化学的基础是氧化和还原反应以及电解质的电压差，氧化和还原反应是一种依据电荷的平衡，电子的迁移和氧化反应来进行元素之间物质交换的反应。
而电压差是指电极反应中，电解质会转移电荷，从而产生电位差，从而使金属发生腐蚀反应，腐蚀电化学也就建立在这种电位差的基础上。
腐蚀电化学反应一般可以分为四种：正极腐蚀、负极腐蚀、在液态中的腐蚀和在固体中的腐蚀。
正极腐蚀是指在正极上发生的电解质的氧化，从而使金属表面发生腐蚀；负极腐蚀是指在负极上发生的电解质的还原，从而使金属表面发生腐蚀；在液态中的腐蚀是指在液态中，金属表面发生电解反应，从而使金属表面发生腐蚀；在固体中的腐蚀是指在固体表面，金属与溶液之间存在电位差，从而使金属表面发生腐蚀。
腐蚀电化学的研究不仅有助于更好的改善我们的产品的质量，而且还有助于减少金属的腐蚀，从而减少环境污染，保护环境。
研究者通过控制电压差来阻止金属的腐蚀，这是一种有效的方法，这样不但能减少金属的腐蚀，同时也可以减少环境污染。
例如，可以采用化学法，如降低氯化钠浓度来控制电极反应，也可以采用物理法，如改善流体结构或改变表面微结构等来减少金属的腐蚀。
此外，还可以采取一些保护措施来降低金属表面发生腐蚀的几率。
常用的保护措施有：采用耐腐蚀膜油以及各种金属表面覆盖层，以减少金属表面的腐蚀；采用电极保护剂进行表面涂层，以防止金属表面的腐蚀；采用电极抗腐蚀剂进行表面涂层，以阻止金属表面的腐蚀，以及运用环境控制措施，如液体的护理、温度和湿度的控制等，来减少金属表面的腐蚀。
腐蚀电化学是电化学界最重要的一个分支，它为我们提供了更好的质量和环境保护。
只要我们通过对腐蚀电化学的研究，充分利用各种电极反应及保护措施，可以有效的改善金属的腐蚀情况，减少环境污染，保护环境。
腐蚀电化学研究方法
腐蚀电化学研究方法
腐蚀电化学研究方法是通过电化学技术来研究材料的腐蚀行为和腐蚀机制的方法。
常见的腐蚀电化学研究方法包括：
1. 极化曲线法：利用电化学极化曲线来研究材料在不同电位下的腐蚀行为和电化学反应过程。
通过测量材料的极化曲线，可以确定腐蚀电流密度、腐蚀电位、极化电阻等参数。
2. 交流阻抗法：通过应用一个交流电信号，测量材料的交流阻抗谱来研究材料的腐蚀行为。
通过分析交流阻抗谱，可以得到材料的电荷传递电阻、双电层电容、液体电导率等参数。
3. 电化学噪声方法：通过测量材料在电化学过程中产生的电位和电流的微小波动，来研究材料的腐蚀行为。
电化学噪声方法具有高灵敏度和快速响应的特点，可以实时监测腐蚀行为。
4. 时间电流法：通过记录材料在一段时间内的电流变化情况来研究材料的腐蚀行为。
时间电流法可以用于测量材料的腐蚀速率和腐蚀动力学参数。
5. 电化学阻抗谱法：通过测量材料的电化学阻抗谱来研究材料的腐蚀行为。
电化学阻抗谱法可以得到材料的电导率、电荷传递电阻、界面电容等参数，对材料腐蚀机制的研究有较高的分辨率。
这些方法可以单独或者结合使用，来揭示材料的腐蚀机理、评估材料的耐腐蚀性能，并为腐蚀控制和材料防护提供科学依据。
电化学腐蚀三个条件
电化学腐蚀三个条件电化学腐蚀是一种金属材料受到电流作用而被毁坏的过程，它是物质电化学反应的一种重要表现形式。
在电化学腐蚀中，存在三个重要的条件，它们是腐蚀的产生和发展的基本前提。
一、电化学腐蚀的金属对于电化学腐蚀来说，最重要的条件之一就是反应金属必须存在。
金属的物理化学性质包括电极电势、电导率、溶解度等，是反应的重要因素。
金属的电势差也是影响电化学腐蚀的因素，由于不同金属之间的电化学电势差不同，使得它们在不同的电化学环境中具有不同的腐蚀性。
一般来说，金属的电极电势越低，其在电池中的阳极误差越大，产生腐蚀的可能性也会更高。
二、存在外电位差存在外电位差是电化学腐蚀的第二个条件。
在电化学腐蚀过程中，金属表面的阳离子通过离子迁移和交换流通，进一步加剧了场强差异的不断生成并加剧了腐蚀过程。
这一外电位差的存在，也会造成金属在不同部位出现不同的氧化还原状态，从而产生极化区，在这种区域内，金属与电解质之间通过阳离子与电子的复杂转移，形成散发溶解的物质，进一步破坏了金属的完整性。
三、电解质溶液电解质溶液是电化学腐蚀的第三个条件，主要是指存在于金属周围或表面的酸性或碱性物质。
金属在电解质溶液中，易受其腐蚀作用，有时还会因密度和化学成分的改变而变得不稳定。
这些溶剂和溶液在物理和化学上的特性可以影响金属表面的氧化还原状态，并进一步影响其腐蚀特性。
在腐蚀过程中，这些溶剂可以为金属提供阳离子溶出的条件，并使其受到根相关离子范围内的其他液态间隙的影响。
四、其他影响因素除了上述三个条件外，还有一些其他影响因素，它们也会影响电化学腐蚀的发生和发展。
其中包括金属的纯度、温度、压力、湿度、氧气的氧化作用及金属表面的划伤和损伤等。
金属的纯度和化学成分是影响金属腐蚀的另一个重要因素，因为其改变了金属和液态波长之间的物理和化学相互作用。
金属的温度和压力也会改变腐蚀的速度和程度，高温和高压会加速腐蚀的发生和加剧。
而湿度和氧气的氧化作用可以增加发生腐蚀的可能性。
电化学腐蚀
缓蚀剂保护是通过添加少量能阻止或减缓金属腐蚀的物质使金属得到保护的方法。缓蚀剂保护的特点是投资 少、收效快、使用方便。但是缓蚀剂的应用也有一定的局限性：缓蚀剂不宜在高温下使用、只能用在封闭和循环 的体系中、具有较强的针对性、污染及废液回收处理问题也应慎重考虑。所以缓蚀剂在使用时应该根据具体情况 严格选择。在我国缓蚀剂是很重要的防腐方法之一，广泛应用于石油、化工、钢铁、机械、动力、运输等部门。 缓蚀剂与其它防腐方法联合使用，取得的效果更佳。
现象危害
由于金属表面与铁垢之间的电位差异，从而引起金属的局部腐蚀，而且这种腐蚀一般是坑蚀，主要发生在水 冷壁管有沉积物的下面，热负荷较高的位置。如喷燃器附近，炉管的向火侧等处，所以非常容易造成金属穿孔或 超温爆管。尽管铜铁的高价氧化物对钢铁会产生腐蚀，但腐蚀作用是有限的，但有氧补充时，该腐蚀将会继续进 行并加重。危害性是非常大的，一方面，它会在短期内使停用设备金属表面遭到大面积腐蚀。另一方面，由于停 用腐蚀使金属表面产生沉积物及造成金属表面粗糙状态，使机组启动和运行时，给水铁含量增大。不但加剧了炉 管内铁垢的形成，也加剧了热力设备运行时的腐蚀。
常用防腐方法
电化学保护
覆盖层保护
缓蚀剂保护
覆盖层保护是用耐蚀性能良好的金属或非金属材料覆盖在耐蚀性能较差的材料表面，把基体材料与腐蚀介质 隔开，以达到控制腐蚀的目的。表面覆盖层保护法不仅能提高基底金属的耐腐蚀能力，而且能节约大量贵重金属 和合金。
化学实验中的电化学腐蚀
化学实验中的电化学腐蚀化学实验中的电化学腐蚀是指金属在电解液中发生氧化还原反应而导致金属表面损坏的过程。
电化学腐蚀是一个复杂的过程，涉及到物质的传输与转化、电极反应以及化学平衡等多个方面。
本文将从电化学腐蚀的定义、机理以及预防等方面加以阐述。
1. 电化学腐蚀的定义与机理电化学腐蚀是指金属在特定环境中与电解液发生化学反应，导致金属表面损坏的过程。
主要包括阳极和阴极两个区域，其中阳极区是金属发生氧化反应的地方，阴极区则是金属重新得到电子的地方。
腐蚀反应可以分为两个半反应：氧化半反应和还原半反应。
在阳极区，金属发生氧化反应，失去电子成为离子；在阴极区，离子获得电子还原为金属。
这两个半反应必须同时进行，维持电荷平衡。
导致电化学腐蚀的主要原因是金属与电解液中的离子产生反应，形成氧化物或氢氧化物等产物，使金属表面发生溶解，产生腐蚀现象。
此外，温度、电位、流体速度等因素也会对电化学腐蚀的过程产生影响。
2. 电化学腐蚀的实验方法与技术为了研究电化学腐蚀的过程，科学家们开发了一系列的实验方法和技术。
2.1 极化曲线法极化曲线法是一种通过改变电位观察腐蚀过程的方法。
该方法利用电位扫描仪测量不同电位下的电流变化，从而得到电极电流与电极电位的关系曲线，进而分析腐蚀过程中的各种参数。
2.2 交流阻抗法交流阻抗法是一种通过施加交流电进行测试的方法。
利用交流阻抗仪测量电极的阻抗值，从而得到电化学腐蚀的相关信息，如腐蚀速率、电极界面性质等。
2.3 循环伏安法循环伏安法是一种通过改变电极电位来研究腐蚀反应的方法。
通过改变电位的范围和速率，观察电极电流的变化情况，可以得到电极表面的反应动力学参数。
以上是一些常见的电化学腐蚀实验方法和技术，科学家们利用这些方法和技术可以深入研究电化学腐蚀的机理和特性。
3. 电化学腐蚀的预防措施针对电化学腐蚀的特点和机理，制定相应的预防措施是必要的。
以下介绍几个常用的预防措施。
3.1 阳极保护阳极保护是一种通过在金属表面施加电流，使其成为电化学反应中的阴极而达到保护的方法。
什么是电化学腐蚀
什么是电化学腐蚀电化学腐蚀（electrochemical corrosion）是材料在电化学条件下由于化学反应而引起的腐蚀现象。
它是一种普遍存在于自然和工业环境中的腐蚀方式，对于金属、合金、涂层和其他材料的腐蚀速率都产生重要影响。
本文将介绍电化学腐蚀的基本原理、机理和控制方法，以及它在实际应用中的重要性。
一、电化学腐蚀的基本原理电化学腐蚀是在电解质溶液中金属或合金表面发生的氧化还原反应，其基本原理可以由著名的离子传导电子理论解释。
金属表面存在着不规则的微观结构，并且在自然环境中常常出现多种金属离子溶解在水中形成电解质溶液。
当这种电解质溶液与金属或合金接触时，电子从金属表面迁移到电解质中的离子，称为氧化反应；同时，电解质中的离子也可还原成金属，称为还原反应。
这个过程涉及了电子和离子在金属和电解质之间的传输，从而形成了电流。
二、电化学腐蚀的机理电化学腐蚀的机理包括两个基本过程：阳极溶解（anodic dissolution）和阴极还原（cathodic reduction）。
阳极溶解是指金属或合金表面的金属原子氧化成阳离子溶解到电解质溶液中的过程，而阴极还原则是指电解质溶液中的还原剂接受电子，从而还原成金属。
在电化学腐蚀过程中，阳极和阴极通常不在同一位置，形成了电化学腐蚀电池。
阳极是电极的溶解或腐蚀的区域，而阴极则是电极的保护或减缓腐蚀的区域。
阳极和阴极之间通过电解质中的离子迁移形成电流。
这种电流导致阳极发生氧化反应，从而导致金属或合金的溶解。
同时，阴极上的还原反应消耗了电流，起到减缓或保护金属的作用。
三、电化学腐蚀的控制方法为了控制电化学腐蚀并降低材料的腐蚀速率，需要采取一系列措施。
以下是几种常见的控制方法：1. 阴极保护：通过给金属施加外加电流或安装保护层，使其成为阴极，从而减缓金属的腐蚀速率。
常见的阴极保护方法包括阳极保护、阴极保护和牺牲阳极法。
2. 隔离：将金属或合金与容易引起腐蚀的电解质隔离开来，避免其接触，减少腐蚀的发生。
腐蚀电化学
腐蚀电化学
腐蚀电化学是衡量金属腐蚀程度的一种精密技术，广泛应用于石油、化学、采矿、航空航天、机械工程和军工等领域，在这些领域都起着至关重要的作用。
腐蚀电化学是根据金属-电解质-空气系统中电解反应的物理学
和化学原理来研究的，目的是确定金属的老化、应力腐蚀和溶质腐蚀的程度。
它可以通过特定的实验装置，模拟各种气候及溶质腐蚀形成的条件来测定金属的腐蚀行为。
腐蚀电化学的实验方法有很多种，比如金属-溶液电位法、金属电极实验法、金属电位静置实验法以及电位监测法等。
主要用于测定金属表面及其附近液体中的电活性，以评价金属的老化程度、空气中气体成分及湿度对金属腐蚀的影响以及溶质腐蚀活性等。
特别是用电位监测法进行溶质腐蚀活性研究，可以对井壁、化学注水液等中的腐蚀剂进行量化研究，对于石油行业、石化行业的防腐有很大的作用。
此外，腐蚀电化学还可以用来研究金属的环境腐蚀行为，从而评估金属的耐蚀性或防腐效果。
特别是以电活性或阳极极化研究为主的研究方法，可以很好地模拟金属在不同环境下的腐蚀情况，更能反映实际工程应用中金属耐蚀性的变化。
因此，腐蚀电化学是衡量金属腐蚀程度的重要技术，为企业节约腐蚀成本，提高产品质量及维护产品安全起到了重要作用。
只有准确的腐蚀电化学分析可以把握金属的老化行为，科学地研究抗腐蚀材料与金属结构，为金属的工程应用提供可靠的保障。
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金属的腐蚀速度与极化作用文/林玉珍·北京化工大学在实际中，人们不仅关心金属设备和材料的腐蚀倾向，更重要的是关心腐蚀过程进行的速度。
一个大的腐蚀倾向不一定对应着一个高的腐蚀速度。
例如铝,从热力学角度看,它的腐蚀倾向很明显,但在某些介质中,它的腐蚀速度却极低,比那些腐蚀倾向较小的金属更耐蚀。
可见,腐蚀倾向并不能作为腐蚀速度的尺度。
对于金属设备来说,要设法来降低腐蚀反应的速度,以达到延长其使用寿命的目的。
为此,必须了解腐蚀过程的机理,掌握不同条件下腐蚀的动力学规律以及影响腐蚀速度的各种因素,并寻求有效地解决方案。
腐蚀原电池腐蚀发生的根本原因是由于环境中有氧化剂存在。
而在工程中“材料/环境”组成的电极系统,由于种种原因(如材料成份等)使金属表面各处的电位不相等,统称为电化学不均匀性,从而形成腐蚀原电池,加速了腐蚀。
例如工业锌,因其中含杂质(如Cu),存在着腐蚀电池，所以它的腐蚀速度要比纯锌大的得多如图1所示。
图1锌在稀酸中的腐蚀腐蚀电池的工作历程腐蚀电池的工作原理与—般原电池相同,如图2所示。
阳极(区)上发生失去电子的氧化反应(阳极反应),电位相对较低,是电池中的负极,也是发生腐蚀的地方。
阴极(区)上发生接收电子的还原反应(阴极反应),电位相对较高,是电池中的正极。
腐蚀电流Ic的流向是指正电荷流动的方向,电流从阳极流出进入溶液中,再从溶液中流入阴极。
图2腐蚀电池的上作历程腐蚀电池中,这三部分工作,相互联系,缺—不可。
只要其中任何一个步骤停止,整个电池工作就停止,体系中的金属腐蚀也就停止。
腐蚀电池的特点①腐蚀电池是短路的原电池,它将化学能变成电能,但却不能被利用,而是以热的形式散失掉了。
②腐蚀电池的存在,只能加速腐蚀,而不是腐蚀发生的根本原因。
如果环境中没有氧化剂存在,即使有腐蚀电池的存在,也不会发生腐蚀。
③根据腐蚀电池中的电极大小,常把腐蚀电池分为宏观腐蚀电池和微观腐蚀电池两类。
极化作用极化作用及其表征观察一个简化的腐蚀电池的工作,如图3所示。
图3腐蚀电池及其电流变化当外电路未接通前,外电路的电阻相当于无穷大,电流为零。
当电池接通的瞬间,可观察到一个很大的起始电流。
根据欧姆定律,其电流为:式中E k°为阴极(铜)的开路电位;E a°为阳极(锌)的开路电位;R为电池系统的总电阻。
当电流瞬间达到最大值后,随时间的增长电流却很快减小,最后稳定在一个较小的电流值。
从欧姆定律可知,影响电流强度I的因素有二,电池两极间的电位差和电池内外电阻的总和R。
电池接通，总电阻R并没有变化，那么电流I的减小只能是电池两极间的电位差降低的结果。
实验测得的情况也完全证明了这一现象。
如图4所示，当电路接通后,阴极(铜)的电位变得越来越负;而阳极(锌)的电位变得越来越正;两极间的电位差变得越来越小,最后当电流减小并稳定在某值时,阴极的电位负移至Ek,而阳极的电位正移至Ea;两极的电位差减小到E k-E a,由于E k-E a《E k°-E a° ,所以在R 不变的情况下,I移要比I始小很多。
图4电极电位随时间变化的示意图由于电流的通过而引起原电池两极间电位差变小,导致电池工作电流强度降低的现象,称为原电池的极化作用。
随电流通过,阳极的电位向正值方向移动的象称为阳极极化。
阴极的电位向负值方向移动的现象称为阴极极化。
同时,消除或碱弱阳极和阴极极化作用的过程称为去极化作用或去极化过程。
能消除或减弱极化作用的物质称为去极化剂。
因此,可以认为环境中存在的氧化剂就是—种去极化剂。
可见,腐蚀电池的极化作用,导致腐蚀电流减小,从而降低了腐蚀速度。
如果没有极化作用,金属材料和设备的腐蚀速度也将大得多。
极化相当于—种阻力,增大极化有利防腐。
为便于准确理解极化作用,经常利用电位E-电流强度I或电流密度i图来描述。
如图5所示。
图5极化曲线图中E Cu°和E Zn°分别为铜电极和锌电极的开路电位。
随着电流密度的增加,阳极电位沿曲线E Zn° A向正方向移动,而阴极电位沿曲线E Cu°K向负方向移动。
把表示电极电位与极化电流密度之间的关系曲线称为极化曲线。
图5中E Zn° A为阳极极化曲线;而E Cu° K为阴极极化曲线。
ΔE a和ΔE k分别是在电流密度为i1时的阳极极化值和阴极极化值。
从极化曲线的形状得知,电极极化的大小可判断电极反应的难易程度。
若极化曲线较陡,表明极化值较大,反应的阻力大,过程较难进行;若极化曲线较平坦,则表明极化值较小,阻力也小,反应容易进行。
极化产生的原因和类型极化现象产生的实质在于电子的迁移速度比电极反应及其相关的步骤完成的速度快。
进行阳极反应时,金属离子转入溶液的速度落后于电于从阳极流到外电路的速度,这就使阳极上积累起过剩的正电荷,导致阳极电位向正方向移动;在阴极反应中,接受电子的物质来不及与流入阴极的电子相结合,这就使电子在阴极上积累,导致阴极的电位向负方向移动。
任何一个电极反应的进行,都要经过—系列互相连续的步骤,其中阻力最大的、进行最困难的、决定整个电极过程速度的最慢步骤称为控制步骤,电极的极化主要是电极反应过种中控制步骤所受阻力的反映。
极化主要分为两类:电化学极化和浓度极化,其极化曲线的形状如图6所示。
图6有极化时电极过程的极化曲线电化学极化:如果电极反应所需的活化能较高,因而使有电荷转移的电化学过程速度变得最慢,成了整个电极过程的控制步骤,由此导致的极化称为电化学极化又称活化极化。
浓度极化:如果反应物从溶液相中向电极表面运动或产物自电极表面向溶液相内部运动的液相传质步骤很慢以至于成为整个电极反应过程的控制步骤,与此相应的极化称为浓度极化,对于腐蚀来讲,其中的扩散过程最为重要。
腐蚀金属电极及其极化行为腐蚀体系与腐蚀电位金属发生腐蚀时,在金属/溶液界面上至少有两个不同的电极过程同时在进行,如图7所示。
一个是金属电极反应,另一个溶液中去极化剂在金属表面进行的电极反应。
当体系稳定时:一个是按金属电极过程的阳极反应方向: (主a为阳极电流密度)一个是按去极化剂电极过程的阴极反应方向(主k为阴极电流密度)并以相等的反应速度在进行，即i a=i k+i cic为腐蚀电流密度。
此时,由于这两个电极过程的平衡电位E e,M和E e,D不相等,它们彼此互相极化,都将偏离各自的平衡电位而相向极化到一个共同的非平衡电位E c,称之为腐蚀电位。
其数值是在这两个反应的平衡电位之间,所以也称为混合电位,即: E e,M<E C<E e,D可见,腐蚀体系是一个共轭体系,是非衡体系所建立起来的稳定电位称之为腐蚀电位。
腐蚀过程中的阴、阳极反应为相互耦合的共轭反应,其中的阳极反应是金属材料的溶解,结果导致金属的腐蚀破坏。
腐蚀极化图及其应用研究金属腐蚀问题时,经常利用图解法。
将阴极和阳极极化曲线绘制在同一个电位—电流坐标图上,再稍加简化得出的图称腐蚀极化图亦称伊文思极化图,如图8a所示。
图8阴极控制的腐蚀过程极化图的应用主要有以下几点。
(1)判定腐蚀过程的主要控制因素①阴极控制的腐蚀过程。
如图8b所示,这类腐蚀阴极极化曲线很陡,阳极极化曲线平坦,腐蚀电位E C,接近阳极的起始电位E e,a,由于是阴极反应困难而控制腐蚀,使任何促进阴极反应的因素,都会使腐蚀显著增大。
碳钢在海水中的腐蚀属于此类情况。
流动能促进O2去极化剂的还原反应,故阴极极化曲线E e,k S′比E e,k S平坦,从而导致腐蚀速度明显加大(I c′>I c),所以流动海水中的腐蚀要比静态中的严重得多。
若在溶液中加入硫化物,因为S2-不但使阳极反应受到催化,而且还使溶液中Fe2+浓度大大降低:导致阳极反应的起始电位更负，使整个阳极极化曲线负移，这也促进腐蚀电流显著加大（I c′′′> I c′′）。
图9工作控制情况下的腐蚀极化图② 阳极控制的腐蚀过程。
如图9a所示,这类腐蚀,阳极极化曲线很陡,阳极反应阻力大,控制着腐蚀速度。
如溶液中能形成稳定钝态的金属和合金的腐蚀就是阳极控制腐蚀过程的典型例子。
破坏钝态的各种因素均促进腐蚀的阳极反应,从而导致腐蚀显著增大。
③混合控制的腐蚀过程。
如图9b所示,如果体系的欧姆电阻可以忽略,而阴极极化和阳极极化的程度相差不大,腐蚀受阴、阳极混合控制。
例如铝和不锈钢在不完全钝化的状态下的腐蚀属此类。
④欧姆电阻控制的腐蚀。
如图9c所示,当通过腐蚀电流表I c时,相应体系中产生的欧姆助降为I c R,R为系统的总电阻,实质上就等于溶液的电阻。
例如地下管线或土壤中金属结构的腐蚀以处于高电阻率的溶液中的金属构件,当它们在溶液相中相距较远时发生的腐蚀都属腐蚀过程。
揭示腐蚀过程中的控制步骤,并在其中设置障碍,进—步增大极化,是控制腐蚀的有效途径。
(2)解释腐蚀现象。
图10不同因素对腐蚀的影响仅举几例,如图10所示。
锌在稀硫酸中的腐蚀见图10a。
在锌上析氢过电位高,反应阻力大,属于阴极控制腐蚀。
如Cu作为杂质在锌中存在,由于Cu上氢过电位比Zn上的要低,使析H2反应容易,从而增|大了Zn的腐蚀。
而Hg上氢过电位要比Zn上的高，所以Hg在Zn中存在，使氢的析出更困难，从而降低了锌的腐蚀即：I C(Hg)< I C (Zn)< I C (Cu)硫化物对碳钢在酸溶液中的腐蚀,见图10c,酸中硫化氢的存在会促进碳钢的阳极反应,降低阳极极化,从而加速碳钢的腐蚀,即:I c1<I c2<I C3氧和C1-对碳钢在稀硫酸中的腐蚀性能的影响和不锈钢类似。
由于铝在充气的稀硫酸中能产生钝化现象,腐蚀速度较小,当溶液中去气后,铝的钝化程度显著变差,阳极极化率变小,腐蚀也增大。
当溶液中含活性Cl-时,钝态被破坏,腐蚀大大加剧。
(3)确定阴极保护的可行性,选取保护参数。
由图11可知,该腐蚀是阴极控制腐蚀过程,由此进—步增大阴极极化,容易获得有效的腐蚀控制,故采用阴极保护技术合理、可行。
图11 阴极保护的可行性所谓阴极保护,不管是用牺牲阳极还是外加电流法来实现,其实质就是将被保护设备变成“阴极”,使之阴极极化以达到控制腐蚀的目的。
由于阴极电流的通过,被保护设备的电位从腐蚀电位E C开始负移,腐蚀阳极反应的电流i a随之减小,腐蚀减小。
当电位移到阳极反应的起始电位E e,a时,i a=0,腐蚀停止。
阴极保护效率达100%。
理论上这就是最小阴极保护电位E阴保实际工程中实施阴极保护时,并不单纯追求100%的保护,还必须考虑:在E阴保下,是否发生副反应(如H的析出)对设备及其上的涂层有损伤。
在E阴保下是否电能消耗过大,不经济。
总之,要综合分析,并在有较好的保护度下选取合理的保护参数为好。
另外,在研究缓蚀剂等方面也都会用到腐蚀极化图。