第16讲-阳极保护
阳极保护文档
阳极保护什么是阳极保护？阳极保护是一种用来保护金属结构免受腐蚀的技术。
它通过在金属结构上引入一个电流，将该金属结构设置为阳极，并在金属表面涂覆一层保护性的涂层，以防止腐蚀的发生。
通过这种方式，阳极保护可以有效地延长金属结构的使用寿命，并减少维护和修复的成本。
阳极保护的原理阳极保护利用了金属腐蚀的电化学原理。
金属在接触电解质溶液时，会发生电化学反应，从而引起腐蚀。
此过程中，金属会失去电子，形成阳离子，并在溶液中溶解。
阳极保护的原理是通过在金属表面施加外部电流，使金属结构成为阳极，从而降低金属的电位，减少金属的电极腐蚀。
阳极保护的应用阳极保护广泛应用于各个领域，包括船舶、石油化工、桥梁、管道等。
其中，船舶是应用阳极保护最为广泛的领域之一。
对于船舶来说，常常处于海洋环境中，暴露在海水中容易引起金属腐蚀。
通过采用阳极保护技术，可以有效保护船体和船舶设备免受海水的腐蚀。
在石油化工领域，阳极保护被广泛应用于储罐和管道的防腐工作。
由于石油和化工产品在储罐和管道中长时间储存和流动，容易产生腐蚀。
采用阳极保护技术，可以延长储罐和管道的使用寿命，降低维护成本。
此外，在桥梁建设中，阳极保护也得到了广泛应用。
桥梁常常暴露在气候变化和湿度较高的环境中，容易受到大气腐蚀的影响。
通过使用阳极保护，可以降低桥梁金属结构的腐蚀速度，延长桥梁的使用寿命。
阳极保护的实施步骤实施阳极保护需要经过以下步骤：1.评估腐蚀风险：首先需要评估金属结构的腐蚀风险，包括环境条件、金属类型、金属表面状态等。
评估腐蚀风险可以帮助确定适合的阳极保护方案。
2.设计阳极保护系统：根据腐蚀风险评估的结果，设计适合的阳极保护系统，包括阳极的材料选择、阳极的数量和位置、电流输入系统等。
3.安装阳极：根据设计方案，在金属结构上安装阳极，并确保其与金属结构良好接触。
4.建立电流输入系统：建立电流输入系统，将外部电流导入到阳极上。
电流输入系统通常包括阳极与电源的连接，以及控制和监测设备。
阳极保护阳极保护
b．管线的弯曲半径应尽可能大，尽量避免直角弯曲。通常管 子的弯曲半径应为管径的3倍。材料不同这个数值亦不同。流速越 高则弯曲半径也应越大。
c．在高流速接头部位，不要采用T形分叉结构。应采用曲线逐 渐过渡的结构。
为避免高速流体直接冲击设备器壁，可在需要的地方安装可拆卸 的挡板或折流板以减轻冲击腐蚀。
d．由氢脆敏感性材料制作的金p属pt设课件备不宜采用阴极保护。因为作为阴15 极的金属设备上或多或少地都会发生析氢反应，可能导致材料的氢脆。
2、阳极保护
阳极保护——将 被保护的金属设 备进行阳极极化， 使其由活化态转 入钝化态，从而 减轻或防止金属 设备腐蚀的方法。
适应于电位正移 时，金属设备在 所处的介质中有 钝化行为的金属 －介质体系。
设备、容器出口管及底部的结构设计，应力求将其内部的液体排 净，避免滞留的液体、沉积物造成浓差腐蚀或沉积物腐蚀。
构件布置要合理，避免水分积存，且要易于防腐和维修。在可能 的情况下，贮液容器内部应尽量设计成流线型。
ppt课件
4
3)防止电偶腐蚀
在同一结构中应尽量采用相同的材料；
在必须采用不同金属组成同一设备时，选用在电偶序中相近的材料。
作为缓蚀剂必须具备的条件是用量极少、有较好的防蚀效果和不 改变介质的其他化学性质。
1)分类 a．按化学组成可分为无机缓蚀剂(硝酸盐、铬酸盐、碳酸盐、钼 酸盐等)和有机缓蚀剂(醛类、胺类、杂环化合物等)。
b．按对电极过程的影响可分为阳极缓蚀剂(铬酸盐、硅酸钠、苯 甲酸钠等)、阴极缓蚀剂(锌盐、聚磷酸盐及多数有机缓蚀剂)、混合 型缓蚀剂(琼脂、生物碱、亚硝酸二环己胺等)。
原因：缝隙将产生氧浓差电池，同时缝隙内常因酸化导致腐蚀速度 加快。
阳极保护系统介绍
阳极保护系统一. 阳极保护基本原理当某种金属浸入电解质溶液时，金属表面与溶液之间就会建立起一个电位，腐蚀电化学中把这个电位称为自然腐蚀电位。
其值的大小取决于它所浸入的溶液和金属合金。
不同的金属在一定的溶液中的电位是不一样的,而同一种金属由于其各部位间存在着电化学不均一性而造成不同部位间产生一定的电位差值，正是这种电位差值导致了金属在电解质溶液中的电化学腐蚀。
向浸在电解质中的金属施加直流电，金属的自然腐蚀电位会发生变化，这个过程称为金属极化。
所通电流为正电流时，金属作为阳极其电位向正方向变化的过程称作阳极极化；反之，通过的电流为负电流时,金属作为阴极其电位向负方向变化的过程称为阴极极化。
把电流密度和要求达到这个电流密度的电位之间的对应关系画成的曲线称为极化曲线，典型的极化曲线如图一所示。
当具有钝化性能倾向的金属浸入到浓硫酸中，向其施加阳极电流，当电位上升到自然腐蚀电位以上时，电流密度就会开始增加。
此时，在金属表面上能够生成一层具有很高耐蚀性能的钝化膜而使电流减少，当薄膜形成后，电流实际上就降到了一个非常低的值，在此状态下，不再发生金属腐蚀，此时称金属被“钝化”。
继续施加较小的电流就可以维持这种钝化状态，钝态金属表面溶解量很小从而防止了金属的腐蚀，这就是阳极保护的基本原理。
浓硫酸不锈钢设备（或管道、分酸器）阳极保护的工作原理是把与浓硫酸接触的全部金属表面作为阳极，另外在其内设置一根或几根阴极（棒状阴极与点状阴极），这样，阳极、阴极与浓硫酸溶液形成电流回路，向与浓硫酸接触的金属表面（浓硫酸冷却器或浓硫酸输送管道或分酸器或酸槽）施加一定的电流，使其达到“钝化”的状态，然后进入稳定钝化区并通过施加一定的电流来维持其电位处于这个区域，依靠在钝化区形成的钝化膜降低浓硫酸冷却器或浓硫酸管道或分酸器在浓硫酸中的腐蚀。
图1为典型的钝性金属阳极化曲线。
曲线中表示出四个特性区：A．活化区(曲线中AB段)施加阳极电流时，金属表面发生如下反应:Fe Fe2+＋2e，此区处于活性溶解状态，且电位越大，电流密度越大，电流密度的大小反应出腐蚀的快慢。
阳极保护的基本原理
阳极保护的基本原理
阳极保护是一种常用的金属防腐蚀方法，它利用外加电流使金
属表面形成一层保护膜，从而延缓或阻止金属腐蚀的过程。
阳极保
护的基本原理主要包括电化学原理、阳极保护原理和阳极保护系统
的组成。
首先，从电化学原理来看，金属腐蚀是由于金属在电化学环境
中发生氧化还原反应而导致的。
在腐蚀过程中，金属表面发生阳极
和阴极两种反应。
阳极是金属溶解的地方，而阴极则是金属被保护
的地方。
通过施加外加电流，可以改变金属表面的阳极和阴极位置，从而减缓或阻止金属的腐蚀。
其次，阳极保护的原理是利用外加电流使金属表面形成一层保
护膜，从而减少或阻止金属的腐蚀。
这种保护膜可以是一种金属的
氧化物，也可以是一种非金属物质。
通过阳极保护，可以使金属表
面形成一层均匀的保护膜，从而提高金属的抗腐蚀能力。
最后，阳极保护系统通常由外加电源、阳极材料、导电线和连
接件等组成。
外加电源提供所需的电流，阳极材料则是在腐蚀环境
中被保护的金属，导电线和连接件用于将外加电源与阳极材料连接
起来。
通过这些组成部分的配合，可以实现金属的有效保护。
总的来说，阳极保护是一种通过外加电流形成保护膜的金属防
腐蚀方法。
它利用电化学原理和阳极保护原理，通过阳极保护系统
的组成来实现金属的保护。
阳极保护不仅可以延缓金属的腐蚀速度，还可以提高金属的抗腐蚀能力，是一种常用的金属防腐蚀方法。
第16讲 原电池 新型电源
第16讲 原电池 新型电源 1．化学电源在生活中有广泛的应用，各种电池的示意图如图，下列有关说法正确的是A ．甲：电流由锌片经导线流向铜片B ．乙：负极的电极反应式为Zn -2e -=Zn 2+C ．丙：锌筒作负极，发生氧化反应，使用一段时间锌筒会变薄D ．丁：使用一段时间后电解质溶液的酸性增强，导电能力增大【答案】C【解析】A ．活泼金属做负极，所以Zn 为负极，Cu 为正极，电流由铜片经导线流向锌片，A 错误；B ．电解质溶液是KOH 溶液，负极的电极反应式为Zn -2e -+2OH -=Zn(OH)2，B 错误；C ．锌筒作负极，发生氧化反应，锌失电子生成Zn 2+，使用一段时间锌筒会变薄，C 正确；D ．铅蓄电池放电时，Pb+PbO 2+2H 2SO 4= 2PbSO 4+2H 2O ，使用一段时间后电解质溶液的酸性增减弱，导电能力减弱，D 错误；故答案选C 。
2．下列有关电化学知识的描述正确的是A ．锌、铜与稀硫酸组成的原电池，在工作过程中，电解质溶液的pH 保持不变B ．用足量锌粒与稀硫酸反应制取2H ，若要增大反应速率，可以滴入几滴4CuSO 溶液C ．将铁、铜用导线连接后放入浓硝酸中组成原电池，铁作负极，铜作正极，其负极反应式为2Fe 2e Fe -+-=D ．燃料电池是利用燃料和氧化剂之间的氧化还原反应，将化学能转化为热能，然后再转化为电能的化学电源【答案】B【解析】A ．锌、铜与稀硫酸组成的原电池，在工作过程中，H +在正极上放电生成H 2，电解质溶液的pH 增大，A 错误；B ．用足量锌粒与稀硫酸反应制取2H ，滴入几滴4CuSO 溶液，Zn 与Cu 2+发生置换反应，锌粒表面由Cu 生成，在稀硫酸形成原电池，能增大反应速率，B 正确；C ．将铁、铜用导线连接后放入浓硝酸中组成原电池，常温下铁遇浓硝酸发生钝化，因此铜作负极，铁作正极，其负极反应式为：2Cu 2e Cu -+-=，C 错误；D ．燃料电池是利用燃料和氧化剂之间的氧化还原反应，将化学能转化电能的化学电源，D 错误； 故选B 。
什么是阳极保护？
什么是阳极保护？阳极保护是一种用来保护金属结构免受腐蚀的有效方法。
它是利用电流从一个金属（称为阳极）流向另一个金属（称为阴极），通过产生电化学反应，从而减缓或阻止金属腐蚀的过程。
阳极保护被广泛应用于各种工业领域，包括海洋、石油、石化、化工等。
下面将详细介绍阳极保护的原理以及在不同领域的应用。
一、阳极保护的原理1.1 电流流动的基本原理在阳极保护中，电流从阳极流向阴极，产生一系列电化学反应，从而抑制了金属的腐蚀。
这种电流流动的基本原理是差电位电池，也就是利用两个电极之间的电势差来产生电流。
阳极和阴极之间形成一种电势差，使得电流从阳极流向阴极，从而实现腐蚀的防护。
1.2 保护原理阳极保护的保护原理主要有两种：差电位保护原理和偏置保护原理。
差电位保护原理是通过将阳极与金属结构连接以形成一个电池，从而减少金属表面的电位差，使其腐蚀速率减缓。
偏置保护原理则是通过在金属结构上施加外加电位，使其保持在一个不易腐蚀的电位范围内，从而阻止进一步的腐蚀。
二、海洋领域中的阳极保护应用2.1 船舶和海洋构筑物在海洋环境中，船舶和海洋构筑物容易受到海水中的氯离子的侵蚀。
为了延长船舶和海洋构筑物的使用寿命，阳极保护被广泛应用。
通过在船舶和海洋构筑物的金属表面安装阳极，形成保护电流，可以有效减缓金属的腐蚀速率，并减少维修和更换的费用。
2.2 海洋平台和液化天然气设施海洋平台和液化天然气设施通常在恶劣的海洋环境中工作，容易受到高温、高压和盐湿气候的影响。
为了保护这些设施免受腐蚀，阳极保护技术被广泛应用。
通过在设施的金属结构上安装阳极，在海水中形成保护电流，可以显著延长设施的使用寿命，并减少维修成本。
三、石油、石化和化工领域中的阳极保护应用3.1 储罐和管道在石油、石化和化工领域，储罐和管道是主要的设备，它们经常接触到腐蚀性介质，如酸、碱等。
为了保护储罐和管道的金属结构，阳极保护技术被广泛采用。
通过在储罐和管道的金属表面安装阳极，形成保护电流，可以有效地减缓腐蚀速率，延长设备的使用寿命。
阳极保护的基本原理
阳极保护的基本原理阳极保护是一种重要的防腐蚀措施，它通过在金属表面形成一种保护膜，从而延长金属材料的使用寿命。
阳极保护的基本原理可以简单地理解为利用外部电流使金属表面形成一层保护膜，以防止金属在腐蚀介质中发生电化学反应而被腐蚀。
本文将从阳极保护的原理、应用和优缺点等方面进行介绍。
首先，阳极保护的原理是基于金属在电化学环境中的行为。
金属在腐蚀介质中会发生氧化还原反应，产生电流和金属离子。
而阳极保护则是利用外部电流，使金属表面产生一种保护膜，从而减缓金属的腐蚀速度。
具体来说，阳极保护系统由阳极、阴极和外部电源三部分组成。
外部电源提供电流，使阳极产生电流，从而在金属表面形成保护膜，防止金属在腐蚀介质中发生腐蚀反应。
其次，阳极保护广泛应用于各种金属设施的防腐蚀工程中，如船舶、海洋平台、桥梁、管道等。
在海洋环境中，船舶和海洋平台经常受到海水的腐蚀，而阳极保护可以有效延长它们的使用寿命。
在土壤中，地下管道和油罐也常常受到土壤的腐蚀，阳极保护同样可以对它们进行有效的防腐蚀。
此外，阳极保护还被广泛应用于电解池、电镀、电解析等工业生产过程中，用于保护金属材料免受腐蚀。
然而，阳极保护也存在一些局限性。
首先，阳极保护需要外部电源的支持，因此需要一定的能源供应。
其次，阳极保护系统的设计和维护成本较高，需要定期检查和更换阳极。
此外，阳极保护在一些特殊环境下可能会存在保护效果不佳的情况，需要综合考虑各种因素进行合理的设计和选择。
综上所述，阳极保护是一种重要的防腐蚀技术，其基本原理是利用外部电流在金属表面形成一层保护膜，以防止金属在腐蚀介质中发生电化学反应而被腐蚀。
阳极保护在船舶、海洋平台、管道等金属设施的防腐蚀工程中得到了广泛应用，但也存在一定的局限性。
因此，在实际应用中需要综合考虑各种因素，合理设计和选择阳极保护系统，以达到最佳的防腐蚀效果。
阴极保护与阳极保护
阴极保护法一、腐蚀的定义：金属与环境间的物理-化学的相互作用，造成金属性能的改变，导致金属、环境或由其构成的一部分技术体系功能的损坏。
二、腐蚀的分类：以腐蚀外貌看：1、全面腐蚀：（均匀腐蚀）金属表面以近似相同的速率变薄，重量减轻。
2、局部腐蚀：⑴点蚀：发生局部，造成洞、坑甚至穿孔。
典型代表铝和不锈钢在含氯化物的水溶液中发生腐蚀。
⑵缝隙腐蚀：同种或异种金属接触，缝隙中氧的缺乏、酸度的变化、某种离子的累积造成。
如法兰联接面、螺母紧压面、搭接面、焊缝气孔、锈层下以及沉积在金属表面的淤泥、积垢、杂质等都会形成缝隙。
⑶浓差腐蚀电池：靠近电极表面腐蚀剂浓度差异导致，推动力是溶液中某一处与另一处氧含量不同导致电极电位不同构成。
氧浓低的部位为阳极区，腐蚀加速。
⑷电偶腐蚀：一种不太活泼的金属（阴极）和一种比较活泼的金属（阳极）在同一环境相接触时，组成电偶并引起电流的流动。
⑸晶间腐蚀：晶粒或晶体本身未受明显侵蚀，发生在金属或合金晶界处的一种选择性腐蚀。
如锌含量在黄铜的晶界处比较高，或不锈钢在晶界处贫铬时引起晶间腐蚀。
⑹应力腐蚀：拉应力和特定腐蚀共存时引起。
包括外加应力和残余应力。
残余应力可能产生于加工制造时的形变，升温后冷却时降温不均匀，内部结构改变引起的体积变化。
铆合、螺栓紧固、压入配合、冷缩配合引起的应力也属于残余应力。
⑺选择性腐蚀：合金中某一组分由于腐蚀作用而被脱除。
如黄铜脱锌。
⑻磨损腐蚀：金属受到液流或气流（有无固体悬浮物均包括在内）的磨耗与腐蚀共同作用而产生的破坏。
包括高速流体冲刷引起的冲击腐蚀；金属间彼此有滑移引起的磨振腐蚀；流体中瞬时形成的气穴在金属表面爆裂时导致的空泡腐蚀。
⑼氢腐蚀：由于化学或电化学反应所产生的原子态扩散到金属内部的各种破坏。
包括以下几种：①氢鼓泡：由于原子态氢扩散到金属内部，并在金属内部的微孔中形成分子氢，分子氢不能扩散，就在微孔中积累而形成的巨大的内压，使金属鼓泡，甚至破裂。
②氢脆：由于原子氢进入金属内部后，使金属晶格产生高度变形，因而降低了金属的韧性和延性，导致金属脆化。
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新材料技术研究院腐蚀与防护中心
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目录
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章
绪论 腐蚀电化学理论基础 局部腐蚀的主要类型 高温腐蚀 自然环境腐蚀 金属材料的耐蚀合金化设计 腐蚀防护技术 主要工业领域中的腐蚀与防护
2
阳极保护技术
6.1 金属钝性与阳极保护 6.2 阳极保护原理 6.3 实现阳极保护的方法 6.4 阳极保护的主要参数 6.5 阳极保护系统及其设计
金属一样 见辅助讲稿－钝化
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几个概念
• 钝性：金属和合金在特定的溶液介质中，在一 定条件下，由阳极过程优先阻滞而引起的高耐 蚀状态
• 钝化：金属/介质体系在一定条件下由活化状态 转变为钝性状态的这种突变过程
• 钝化时间：从介质对金属作用时起至金属达到 钝性状态为止，这段时间成为钝化时间
保护金属在钝性状态的溶解电流 • 此时的金属腐蚀速率是很低的 • 不仅是腐蚀控制方法，而且是腐蚀监测方法
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阳极保护技术
• 可将奥氏体不锈钢在含Cl-硫酸溶液中的腐蚀速 率降低10万倍
• 能够应用于腐蚀性极强的环境中 • 保护电流需用量较低
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出现析氢现象 • 说明此时铁仍能长时间地继续保持钝态
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铁的自钝化
• 溶液中的氧化剂和氧化过程可使金属钝化而达 到钝性状态
– HNO3 – AgNO3及其它硝酸盐溶液 – HClO3 – KClO3 – HIO3 – H3AsO4 – K2Cr2O7 – KMnO4
2Fe＋3H2OFe2O3 ＋6H+ ＋6e
D
过钝化区 E
钝化膜溶解度小：决定铁腐蚀速度
•当电位正移超过致钝电位后，金属表面保护
钝化区
膜的生（长3）速过度钝已化超区过：它由的于化O学2在溶F解e速2O度3膜，上开产始 在金属生表较面高形过成电覆位盖，性电保位护超膜过O2/H2O体系的
C A
B 活化溶解区
阳极保护技术
• 电位与阴极保护技术反向的电化学保护技术 • 依赖于金属钝性的原理 • 利用电极过程动力学原理开发成功的，不用电
化学理论是很难对它进行论述
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阳极保护技术
• 施加阳极电流 • 在金属表面形成一层保护性钝化膜 • 使金属处于钝性 • 对金属/溶液介质施加的保护电流通常就等于被
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阳极保护技术
• 储存和处理硫酸的设备 • 最成功的应用：冷却硫酸的热交换器
– 使用价格低廉的普通材料 – 可以满足应用性能的要求 – 显著降低了成本
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阳极保护的发展史
• 1738年，罗蒙诺索夫观察硝酸对铁的腐蚀 • 19世纪40年代，法拉第对铁在硝酸中钝性现象
•也不生能较明高显过电阻位滞，阳电极位溶超解过O过2/程H2O体系的
C
B
平衡电位很远，OH-放电析出 O2
A
活化溶解区
阴极区
4OH- O2＋2H2O＋ 4e-
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钝化过程
（1）活化区：铁以低价形式溶解为水合离子 FeFe2+ ＋ 2e
（2）钝化区：形成钝化膜
• 不锈钢的过钝化溶解要比碳钢严重，可占流过 电流的5%左右
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6.1.2 钝性及表面膜
• 阳极保护技术是以金属钝性的生成和维持为基 础的
• 钝化现象很复杂
– 钝性的机制 – 表面钝化膜的组成和性质 – 歧见和争议颇多
• 对金属钝性的确切定义也无一致的阐述
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• 在以上介质中能自发地钝化，并处于稳定的钝 态
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金属中杂质
• 金属发生钝化所必需的条件与金属材料的元素 组成、组织结构甚至表面状态等密切相关
• 金属中存在的杂质将造成组织结构的不均匀和 相应的电化学性质的不均匀
• 而金属的表面状态和行为则更不均匀 • 使得钝化过程变得困难
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金属中杂质
• 另一方面，金属中阴极性杂质会增大铁表面的 阳极电流密度，使钝化变得更容易
• 铁中的渗碳体Fe3C或石墨 • 合金中钝化元素（如铬）含量增加或添加阴极
活性的金属元素（如微量Pd）均可使合金的钝 化更容易实现
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不锈钢的敏化处理
– 钛及其合金能够被大多数酸很容易地钝化 – 溶液的氧化还原电位比析氢过电位更负
• 低碳钢则需在强氧化剂溶液（如发烟硝酸）中 才能钝化
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钝化难易
• 可以认为，在一定的条件下，几乎所有的金属 都能在一定程度上形成钝性状态
• 只是它们的钝态稳定性是很不同的 • 最容易钝化的金属有铬、铝、钛、镍、铁、钽、
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铁在硝酸中的行为
• 铁浸在低浓度的稀硝酸溶液中
– 伴随着激烈的腐蚀反应有强烈的氢气析出 – 发生强烈腐蚀，腐蚀速率随硝酸浓度提高而增大
• 硝酸浓度达到某一临界浓度
– 铁的腐蚀和析氢反应就突然停止 – 尽管腐蚀反应的热力学推动力此时显著增大 – 但铁在这种状态下实际上是耐蚀的 – 在浓硝酸中的铁仍具有金属光泽，它的行为如同贵
– 镍元素添加到铬里 – 铬元素添加到镍里 – 都能减小镍－铬合金在硫酸混合液中的致钝电流密
度
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铝、钛
• 铝、钛等一些金属在标准电极电位表中排列很 靠前
– 它们在热力学上是很不稳定的 – 是化学性质很活泼的金属
• 它们在大气中或一般工业介质中都很耐蚀，可 作为重要的耐蚀工程材料使用
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钝化过程
（1）活化区：铁以低价形式溶解为水合离子 FeFe2+ ＋ 2e
（•在2）金钝属化表区面：形形成成钝化化学膜吸附的氧化物薄
膜 2Fe＋3H2OFe2O3 ＋6H+ ＋6e
D
过钝化区 E •但膜的钝化形膜成溶速解度度还小很：决小定，铁不腐能蚀明速显度地 将金属表面覆盖住
钝化区
（3）过钝化区：由于O2在Fe2O3膜上产
阴极区
基•达本到完平起整衡始的电钝钝位化4化O很电H膜远位- ，后OO(EH2＋C-)放，2电H金2析O属＋出表4O面e2-已形成
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钝化过程
•在稳定钝化区，随阳极极化电位正移，金属表面钝化膜中氧的含 量增（加1），活吸化附区膜：转铁变以为低阻价挡形膜式，溶膜解也为随水之合变离厚子
的研究 • 1945年，Bartlett发现外加阳极电流可使铁转入
钝态 • 1958年，首次在碱性纸浆蒸煮锅上实现阳极保
护的工业应用
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阳极保护的发展史
• 工业应用：磺酸中和器、发烟硫酸储槽和扬酸 器
• 硫酸、磷酸、有机酸、磺酸、烧碱等介质 • 20世纪60年代中期，不锈钢浓硫酸冷却器，阳
极保护的工业应用向前迈进了一大步
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6.1 金属钝性与阳极保护
• 6.1.1 可施加阳极保护体系的阳极极化曲线 • 6.1.2 钝性及表面膜 • 6.1.3 钝性的破坏与建立
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6.1.1 可施加阳极保护体系
• 金属在电解质溶液环境中的阳极极 E
本都增大
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电位升高
• 钝化一般都伴随着金属电位的升高 • 铁从活化状态转变为钝性状态时，电位从－
0.2～－0.5V升高至+0.5～+1.0V • 铬钝化时，电位从－0.4～－0.6V升高至+0.9V
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钝态稳定性
• 钝态稳定性
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获得钝性与保持钝性
• 已经建立钝性状态的金属，当外部条件变更时
– 可以继续保持钝性状态 – 也可以重的条件和保持钝性状态的 条件明确区分开
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获得钝性与保持钝性
• 把原先在浓硝酸中已经钝化了的铁取出 • 再浸入稀硝酸溶液中（如30%硝酸），并没有
•进入过钝化区，F电e极F过e程2+ 发＋生2e变化，同时钝化膜（氧化物）被氧 化成可溶性的高价氧化物，金属以高价发生阳极溶解（Fe3+）
（2）钝化区：形成钝化膜
D
过钝化区 E
钝化区
C
B
A
活化溶解区
阴极区
2Fe＋3H2OFe2O3 ＋6H+ ＋6e 钝化膜溶解度小：决定铁腐蚀速度
（3）过钝化区：由于O2在Fe2O3膜上产 生较高过电位，电位超过O2/H2O体系的 平衡电位很远，OH-放电析出 O2
• 加热温度和时间－TTS（Temperature－Time－Sensitivity）曲线
•750℃以上时，析出不连续颗粒，Cr 扩散也容易，不产生晶间腐蚀 ；
•600－700℃之间，析出网状Cr23C6，晶 间腐蚀最严重；
•低于600℃，Cr、C扩散缓慢，需要更 长时间才能形成碳化物，晶间腐蚀减 弱；
返回
钝性的几个重要参数
AB：活化溶解区
D
E 过钝化区
BC：达到某一E ， i急剧下降， 不稳定区－活化-钝化过渡区
CD： E升，i不变，钝化区
钝化区
DE： E升，i再次升，过钝化区
C
B
A
活化溶解区