极化与混合电位理论
材料腐蚀与防护：第二章 腐蚀电化学理论基础 (2)
2.3.3 极化的种类和原因
— 电化学极化 — 浓差极化 — 电阻极化 — 混合极化
电化学极化（活化极化）
阳极电化学极化（活化极化）：阳极过程控制步骤=电化学步骤
电子从阳极流走（流向阴极）的速度
＞金属离子进入溶液的速度（电化学反应速度）
金属表面由于电子流失 比反应快而积累正电荷
——电位升高
电化学极化（活化极化）
E Ec0
2 1
I Ec0 Ea0 Pa Pc R
Ea0 I1
I2 I
Pc1 Pc2： I1 I2
• 氢过电位对腐蚀电流影响：
析氢腐蚀，阴极反应（H++e→H2）
在不同金属的表面上，极化程度有很大不 +E
同，即过电位不同，导致腐蚀电流不同；
Fe ia
Fe
2
2e
ic
• 处于平衡态时： ia = ic = i0
i0：交换电流密度
• 溶解速度>沉积速度，相当于阳极溶解反应，
ia > ic Fe ia Fe2 2e
– 形成净阳极电流 ia (净)= ia − ic 阳极溶解
– 电位向正方向移动，阳极极化
– 过电位ηa＝Ea－E0
• 溶解速度<沉积速度，相当于阴极还原反应，
2.3.1 腐 蚀 速 率
• 单位时间内，单位面积上的金属失重为：
∆g It ⋅ N 1 ( I / S ) ⋅ N i ⋅ N
υ失重 = S ⋅ t = F S ⋅ t = F
=F
– i 腐蚀电流密度 mA/cm2 – 腐蚀电池的电流密度越大，金属腐蚀速率越大
• 我们了解了腐蚀速率与腐蚀电流密度的关系，那么实际 的腐蚀速率究竟如何呢？
金属腐蚀学习题
腐蚀学第一章习题1、导出腐蚀速度mm/a与mg/dm2·d间的一般关系式。
思考题2、什么是腐蚀?为何提出几种不同的腐蚀定义?3、举例说明研究腐蚀的意义.4、化学腐蚀和电化学腐蚀的区别是什么？5、金属的主要腐蚀形态有哪些？10、表示均匀腐蚀速度的方法有哪些？它们之间有什么联系？这些腐蚀速度表达式中，哪些是量方程式？哪些是数值方程式？它们之间的主要区别是什么？腐蚀学第二章习题1、计算在25℃和50℃下的2.3RT/F值。
2、计算Zn在0.3mol/L ZnSO4溶液中的电极电位（相对于SHE），换算成SCE电位值是多少？3、计算离子活度为10-6mol/L时，Ag/Ag+、Cu/Cu2+和Fe/Fe2O3/H+的平衡电极电位以及第三个电极的pH 值。
(已知：uo Ag=0 , uo Cu=0 , uo Fe=0, uo Fe2O3=-742.200KJ/mol , uo Ag+= 77.12KJ/mol , uo Cu2+=65.52 KJ/mol, uo H+=0)4、计算25℃时，下列电极的标准电极电位a)、Cu在氰化物溶液中（注意铜为1价）b)、Ni在氨溶液中c)、Zn在碱溶液中5、计算Ag/AgCl电极在1mol/L NaCl溶液中的电位。
6、计算40℃氢分压P H2=0.5atm时氢电极在PH=7的溶液中电极电位。
7、计算25℃时，铁在pH=9.2的0.5mol/L NaCl溶液中的电极电位。
10、Zn(阳极)与氢电极(阴极)在0.5mol/L ZnCl2溶液中组成电池的电动势为+0.590V，求溶液的pH值。
11、把Zn浸入pH=2的0.001 mol/LZnCl2溶液中，计算该金属发生析氢腐蚀的理论倾向。
(以电位表示)12、计算镍在pH =7的充空气的水中的理论腐蚀倾向。
假定腐蚀产物为H2和Ni(OH)2, Ni(OH)2的溶度积为1.6×10-16。
13、铜电极和氢电极(P H2=0.2MPa)浸在Cu2+活度为１且pＨ＝１的硫酸铜溶液中组成电池，求该电池的电动势，并判断电池的极性。
电偶腐蚀
电偶腐蚀电偶腐蚀也叫以异金属腐蚀或接触腐蚀，是指两种不同电化学性质的材料在与周围环境介质构成回路时，电位较正的金属腐蚀速率减缓，而电位较负的金属腐蚀加速的现象。
构成这种现象的原因是这两种材料间存在着电位差，形成了宏观腐蚀原电池。
电偶腐蚀作为一种普遍的腐蚀现象，可诱导甚至加速应力腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀、氢脆等腐蚀过程的发生。
产生电偶腐蚀应同时具备下述三个基本条件：第一，具有不同腐蚀电位的材料，电偶腐蚀的驱动力是被腐蚀金属与电连接的高腐蚀电位金属或非金属之间产生的电位差；第二，存在离子导电支路，电解质必须连续地存在于接触金属之间，构成电偶腐蚀电池的离子导电支路；第三，存在电子导电支路，即被腐蚀金属与电位高的金属或非金属之间要么直接接触，要么通过其他电子导体实现电连接，构成腐蚀电池的电子导电支路。
浸泡试验浸泡试验是常用的电偶腐蚀试验方法之一。
将两种不同金属按实际的面积比例制成一定形状的试样，紧固在一起，构成一组点偶对试样。
将上述电偶对试样暴露于腐蚀介质中进行腐蚀实验，并将其试验结果与在相同介质条件下未经偶接的这两种金属的腐蚀试验结果相比较，以判断电偶效应。
根据试验的目的和要求，采用失重测量、电阻测量和表观检查等方法，对比上述两组试验结果。
大气中的电偶腐蚀试验在实验技术上要比溶液中的试验容易一些。
因为在大气条件下，作为电解质的水膜具有相当高的电阻，这就限制了电偶作用的距离，从而限制了相对面积作用，即使是最不相容的金属，电偶作用也仅限于对接触线附近的5~6mm处。
电位测量电位测量包括电偶对中各个金属本身的自然腐蚀电位测量、偶对金属的电位差测量和金属偶接后的电偶电对测量。
电位测量是研究电偶腐蚀的重要手段，测试简单易行。
不同金属在接近实际使用介质条件下所测得的稳定开路电位的高低，标志着它们在该特定环境下相对的热力学稳定性。
因此，可根据开路电位的测量结果，预测不同金属偶接后的电偶效应。
在某些情况下，按金属在特定介质中稳定电极电位排列的电偶序中两种金属之间间隔远近来大致表征电偶效应的相对大小。
第一章 电化学腐蚀基础24
腐蚀极化图的应用 初始电位差对最大腐蚀电流的影响
E
当腐蚀电池的欧姆电阻 R→0，由腐蚀极化图可以 看出，阴极与阳极初始电 位差越大，腐蚀电流就越 大。即腐蚀原电池的初始 电位差是腐蚀的驱动力。
Ec P a` E a` E c` P c` Ea I3 I2
Pc
Pa
I1
I
腐蚀极化图的应用
极化性能的影响
去极化
阳极去极化的原因 阳极钝化膜被破坏 降低阳极表面的金属离子的浓度。
阳极产物—金属离子加速离开金属/溶液界 面、一些物质与金属离子形成络合物，均 会使金属表面离子浓度降低。
去极化 阴极去极化的原因
阴极上积累的负电荷得到释放
使去极化剂容易达到阴极以及使阴极反应产
物容易迅速离开阴极。如搅拌、加络合剂可使阴
Ee,c Ee,a Ec Ea IR
腐蚀极化图的应用
用 Pa 、Pc 分别表示阳极和阴极的极化率 ， Ea I Pa，
Ec I Pc， 则 ：
I
E e ,c E e , a Pa Pc R
由上式可知腐蚀电流受腐蚀电池的电动势，阴、阳极极化 率和欧姆电阻四个因素的影响。对具体某一腐蚀过程的腐 蚀速度起决定作用的因素叫做腐蚀控制因素。各项阻力对 于整个腐蚀过程的总阻力的比值的百分数叫做各项阻力对 整个腐蚀过程控制的程度。即 ：
极化原因
2、阴极极化的原因
①阴极过程是消耗电子的过程。若阴极接受电子的物质由 于某种原因，与电子结合的速度跟不上阳极电子的迁移速 度，则使阴极处有电子的堆积，电子密度增大，使阴极电 位越来越负，即产生阴极极化。这种由于阴极过程进行缓 慢而引起的极化称为活化极化或电化学极化。 ②由于阴极表面的反应物或生成物的扩散速度较慢，小于 阴极反应速度，导致阴极附近的反应物的浓度小于整体溶 液的浓度，生成物的浓度大于整体溶液的浓度，结果使阴 极电位降低，即产生阴极极化。这种由于扩散过程缓慢而 引起的极化称为浓差极化。
第四章电化学腐蚀反应动力学详解
a）腐蚀的驱动力——腐蚀电池的起始电势差 0,C 0, A
b）腐蚀的阻力——阴、阳极的极化率 PC 和 PA ，以及欧姆电阻 R
三项阻力中任意一项都可能明显地超过另两项，在腐蚀过程中对速度起 控制作用，称为控制因素。利用极化图可以非常直观地判断腐蚀的控制 速度。
欧姆电势降与阴极（或阳极）极化曲线加和起来，如图中的 0,C A线， 然后与阳极极化曲线 0,AS 相交于A点，则点A对应的电流I1就是这
种情况下的腐蚀电流。
0,C 0,A C A I1R I1PC I1PA I1R
I1
0,C
PC
0,A
PA R
即
I corr
0,C 0,A
PC PA R
则阳极极化 阴极极化
A E Ei Ee （4.1a） c E Ee Ei （4.1b）
对不可逆电极存在一个稳态的电位Es，也使用电极极化一词。这时，极化值 的大小用类似式（4.1）的方程式表示
E Ei Es （4.2）
极化的结果：阴极极化使电极电位负移，阳极极化使电极电位正移。 当电流通过电极时，电极上产生两种相反的作用：
铜不溶于还原性酸，因为铜的平衡电势高于氢的平衡电势，不能形成氢阴极 构成腐蚀电池，但铜可溶于含氧酸或氧化性酸中，因为氧的平衡电势比铜高， 可构成阴极反应，组成腐蚀电池。酸中含氧量多，氧去极化容易，腐蚀电流 较大，而氧少时，氧去极化困难，腐蚀电流较小。见图4.10
铜在非含氧酸中是耐蚀的，但当溶液中含氰化物时，可与铜离子配合形成配 合离子，铜的电势向负方向移动，这样铜就可能溶解在还原酸中。见图4.10
图4.7 氧化性酸对铁的腐蚀
图4.8 金属平衡电极电位对腐蚀电流的影响
图4.9 钢在非氧化酸中的腐蚀极化图
3.1极化定义及极化原因
★腐蚀电池的极化包括阳极的阳极极化和阴 极的阴极极化，不过两者的极化程度和方向 不相同。
n 去极化作用（过程）：消除或减弱阳极和阴极的极化 作用的过程。
n 去极化剂：能消除或减△弱极φ化a作=用φ的a物–质φ0。a﹥0 △φc = φc – φ0c﹤0
酸性条件
水化氢离子 吸附态氢原
子 氢分子脱附
氢分子
阴极的电化学极化 阴极的浓差极化
金属原子
吸附态金属 原子
吸附态络合 物
络合离子
水化金属离 子
阳极的电化学极化
阳极的浓差极化
阳极的电阻极化
测量电偶腐蚀电池的极化曲线的装置
r
K高阻电压表AFra bibliotekV测Zn电极
电位的电路 Zn Cu
没画出来
参比电极
K 开路时，i=0, Cu和Zn的电位分别为静止电位φoc(Cu), φ oa(Zn) K 闭路时，电流通，r 减小， 电路欧姆电阻 R减小，电流 i 增大，Zn电位正移
I
(b)阴极极化率大
E
E
E
Rs
Pa Icor I
I`Cor Icor I
Icor I
（d）阳极极化率增大 （e）初始电位差和阴~阳极 （f）溶液欧姆电阻大 极化率共同影响
¡用Evans极化图表示腐蚀电池的控制类型
Cc
Pc
Pc Pa
R
, Ca
Pc
Pa Pa
R
, Cr
Pc
R Pa
R
(1)阴极极化控制：Pc >> Pa , R可以忽略
(2)阳极极化控制：Pa>> Pc , R可以忽略
(3)欧姆电阻控制：R >>Pa , Pc
金属腐蚀与防护课后习题及实验答案
3、大阴极小阳极会加速腐蚀速率4、腐蚀极化图说明其应用。
腐蚀极化图是一种电位—电流图，它是把表征腐蚀电池特征的阴、阳极极化曲线画在同一张图上构成的。
腐蚀极化图的应用（1）极化图用于分析腐蚀速度的影响因素(a)腐蚀速度与腐蚀电池初始电位差的关系：腐蚀电池的初始电位差（EO,C- EO,A )，是腐蚀的原动力(b)极化性能对腐蚀速度的影响：若腐蚀电池的欧姆电阻很小，则极化性能对腐蚀电流有很大的影响(c)溶液中含氧且及络合剂对腐蚀速度的影响；（例铜在含氧酸及氰化物中腐蚀极化图）(d)其他影响腐蚀速度的因素，如阴、阳极面积比和溶液电阻等。
（2）腐蚀速度控制因素：阳极控制、阴极控制、混合控制和欧姆控制。
1化学腐蚀的概念、及特点答案：化学腐蚀：介质与金属直接发生化学反应而引起的变质或损坏现象称为金属的化学腐蚀。
是一种纯氧化-还原反应过程，即腐蚀介质中的氧化剂直接与金属表面上的原子相互作用而形成腐蚀产物。
在腐蚀过程中，电子的传递是在介质与金属之间直接进行的，没有腐蚀电流产生，反应速度受多项化学反应动力学控制。
归纳化学腐蚀的特点1.在不电离、不导电的介质环境下2.反应中没有电流产生，直接完成氧化还原反应3.腐蚀速度与程度与外界电位变化无关11、举例说明有哪些可能的阴极去极化剂?当有几种阴极去极化剂同时存在时，如何判断哪一种发生还原的可能性最大?自然界中最常见的阴极去极化反应是什么?答案：（1）氢离子还原反应或析氢反应（电极反应式）；（2）溶液中溶解氧的还原反应；（3）溶液中高价离子的还原反应；（4）溶液中贵金属离子的还原反应。
判断：（⊿G）T，P= nF⊿E（⊿G）T，P= nF（EC - EA）其中：EC 为氧化剂电位； EA为还原剂电位。
因此，⊿E越负，反应可能性越最大；有些情况下可利用氧化剂的平衡电极电位EC来粗略判断阴极去极化反应的可能性大小。
最常见的阴极去极化反应：析氢反应和吸氧反应12、何谓腐蚀极化图?说明其应用。
腐蚀动力学
（2）搅拌溶液或使溶液流速增加，会减小扩散 层厚度，增加极限电流，因而加速腐蚀。 （3）升高温度，会使扩散系数增加，使腐蚀速 率增加。
阴极过程为浓差极化控制 时的腐蚀金属的阳极极化 曲线方程式：
2.3EAP iA外 =icorr [exp( ) 1] bA
阴极过程为浓差极化控制的 腐蚀极化图
极化是电极反应的阻力，其本质是电极过 程存在某些较慢步骤，限制了电极反应速度。
2、极化的原因及类型 根据极化产生的原因极化可分为活化极化（电 化学极化）、浓差极化和电阻极化。
（1）电化学极化
由于电子的运动速度远远大于电极反应得失电子速 度而引起的。在阴极上有过多的负电荷积累，在阳极上 有过多的正电荷积累，因而出现了电极的电化学极化。 （2）浓差极化 阳极溶解得到的金属离子，将会在阳极表面的液层 和溶液本体间建立浓度梯度，金属离子向溶液本体扩散， 如果扩散速率小于金属的溶解速率，阳极附近金属离子 浓度会升高，产生浓差极化。
金属发生自腐蚀时，腐蚀过程中总的氧化 反应速率（氧化反应的电流）等于总的还 原反应的速率（还原反应的电流），即
i i
上式对多电极体系同样适用。源自混合电位理论的应用测定腐蚀速率的电化学方法
一、塔菲尔（Tafel）直线外推法 条件： （1）电化学极化控制的腐蚀体系； （2）强极化 用途： （1）测腐蚀体系的icoor、Eoor （2）测动力学参数bA和bC （3）研究缓蚀剂对动力学参数的影响， 确定缓蚀机理，筛选缓蚀剂。
由阳极或阴极塔菲尔直线外推与Ecorr水平直线相交求腐蚀速度
二、 线性极化法 用途： （1）测定金属在电解液中的均匀腐蚀速 率； （2）研究各种因素对腐蚀的影响，评定 耐蚀性； （3）研究缓蚀剂； （4）现场监测使用。
腐蚀电化学实验报告
腐蚀电化学实验报告 Final revision by standardization team on December 10, 2020.腐蚀电化学分析杨聪仁教授编撰一、实验目的以电化学分析法测量金属在不同环境下的腐蚀速率。
二、实验原理2-1 腐蚀形态腐蚀可被定义为材料受到外在环境的化学侵蚀而导致退化的象。
大多数材料的腐蚀包含了由电化学引起的化学侵蚀。
我们可根据被腐蚀金属的表面，简便地将腐蚀型态分类，如图一。
有许多类型易被辨识，但各种腐蚀类型彼此间都有某种程度的关连。
这些类型包括：均匀或一般侵蚀腐蚀应力腐蚀化学或两金属腐蚀冲蚀腐蚀孔蚀腐蚀涡穴损伤间隙腐蚀移擦腐蚀粒间腐蚀选择性腐蚀均匀或一般侵蚀腐蚀均匀腐蚀是指当金属处于腐蚀环境时，金属整个表面会同时进行电化学反应。
就重量而言，均匀腐蚀是金属所面临的最大腐蚀破坏，尤其是对钢铁来说。
然而，它很容易藉由保护性镀层、抑制剂及阴极保护等方法来控制。
化学或两金属腐蚀由于不同金属具有不同的电化学电位，因此当要将不同金属放在一起时，必须格外小心，以免产生腐蚀现象。
两金属化学腐蚀的另一个重要考虑因素是阳极与阴极的比率，也就是面积效应(area effect)。
阴极面积大而阳极面积小是一种不利的面积比率，因为当某特定量的电流经过金属对时，例如不同尺寸的铜极及铁极，小电极的电流密度会远大于大电极，因此小阳极将会加速腐蚀。
所以大阴极面积对小阳极面积的情形应尽量避免。
孔蚀腐蚀孔蚀是会在金属上产生空孔的局部腐蚀类型。
此类型的腐蚀若造成贯穿金属的孔洞，则对工程结构会有相当的破坏效果。
但若没有贯穿现象，则小蚀孔有时对工程设备而言是可接受的。
孔蚀通常是很难检测的，这是因为小蚀孔常会被腐蚀生成物覆盖所致。
另外蚀孔的数目及深度变化也很大，因此对孔蚀所造成的破坏不太容易做评估。
也因为如此，由于孔蚀的局部本质，它常会导致突然不可预测的破坏。
蚀孔会在腐蚀速率增加的局部区域发生。
金属表面的夹杂物，其他结构不均匀物及成份不均匀处，都是蚀孔开始发生的地方。
腐蚀电化学原理课件第3章极化与混合电位理论
涂层保护
通过在金属表面涂覆一层耐腐蚀的涂层，将 金属与腐蚀介质隔离，以减缓腐蚀速率。
缓蚀剂
通过在腐蚀介质中添加能够抑制腐蚀反应的 物质，降低腐蚀速率。
其他实用的腐蚀防护措施
控制环境因素
如温度、湿度、pH值等，以降低金属的腐蚀速率。
改高其耐 蚀性。
根据混合电位理论，可以通过选择适 当的材料组合或表面处理方法，使不 同金属在腐蚀介质中形成低电位差， 从而降低腐蚀速率。
防腐涂层设计
在防腐涂层设计中，可以利用混合电 位理论优化涂层材料的选择和搭配， 以提高涂层的保护效果。
混合电位理论的局限性与发展趋势
局限性
混合电位理论的应用受到腐蚀介质、金属种类和接触条件等多种因素的影响，有时难以准确预测腐蚀行为。
发展趋势
随着材料科学和电化学技术的不断发展，混合电位理论有望与现代测试技术相结合，进一步提高预测腐蚀行为的 准确性。同时，研究不同金属在复杂环境中的腐蚀行为和机制，有助于拓展混合电位理论的应用范围。
04
CATALOGUE
电化学阻抗谱在腐蚀研究中的应用
电化学阻抗谱的基本原理
阻抗谱是一种测量电极系统在交流电信号作用下的阻抗值随频率变化的电化学技术 。
概念
极化现象是腐蚀过程中的一个重 要现象，它涉及到金属表面的电 荷分布和电子转移过程，对腐蚀 速率产生影响。
极化现象对腐蚀速率的影响
01
02
03
降低腐蚀速率
当金属表面发生阳极极化 时，金属的腐蚀速率会降 低，因为阳极反应受到抑 制。
加速腐蚀
当金属表面发生阴极极化 时，金属的腐蚀速率会加 速，因为阴极反应得到促 进。
通过对比不同极化条件下金属在腐蚀 介质中的失重程度，可以验证极化现 象对腐蚀速率的影响。
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• 实际体系中，由于腐蚀介质中去极化剂的存在， 使金属和去极化剂总是能构成腐蚀原电池而发生 腐蚀。例如，铁浸入稀硫酸中，铁发生溶解，而 同时发生氢气的析出。
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3
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4
混合电位理论
• （1）任何电化学反应都能分成两个 或多个局部氧化反应和局部还原反 应；
• （2）在电化学过程中，不可能有静 电荷积累
ia,1ia,2ic,1ic,2
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5
电极反应的耦合
• 在一个孤立的电极上同时以相同的速度进行着一 个阳极反应和一个阴极反应的现象叫做电极反应 的耦合。这两个耦合的反应又称为共轭反应，相 应的体系成为共轭体系。
• 如果阳极反应的平衡电位是φ1，阴极反应的平 衡电位是φ2，则耦合后的结果将得到新的电极 电位φ，并且
• （1）短路的多电极系统中，各个电极的极化电位都等于该 系统的腐蚀电位。混合电位处于各个电极反应中最高的电 极电位和最低的电极电位之间，对于任何一个反应来说， 如果其初始电极电位高于混合电位，将作为阴极，而低于 混合电位将作为阳极。
• （2）当多电极系统处于稳定状态时，系统中总的阳极电流
等于总的阴极电流。
2 1
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6
混合电位理论的推广—多电极体系
• 由两种以上金属组成的腐蚀原电池系统称为多电极腐蚀原 电池系统，工程上很多不均匀合金以及多金属组合体系都 是典型的多电极腐蚀原电池系统。
• 判断该系统中各个电极的极性以及腐蚀电流的大小，不仅 有理论意义，而且有重大的实际价值。
• 多电极腐蚀电池的方法也可以利用混合电位理论：
• 在腐蚀的金属电极系统中，往往同时有 两个或两个以上的反应同时发生，它们 之间存在着耦合作用。研究腐蚀动力学， 就要逐步研究电极表面多个电极反应同 时发生时的动力学。
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2
3.3 共轭体系与腐蚀电位
• 在理想条件下，电极表面只有一个电极反应发生。 从理论上来讲，一个单一金属电极是不会发生腐 蚀的。例如，金属在相应的盐溶液中就不会发生 腐蚀，而是建立起热力学的平衡状态。
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8
3.4.1 活化极化控制的腐蚀体系的极化行为
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9
3.4.2 阴极过程由浓度极化控制时腐蚀金属 电极的极化
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10
3.4.3 理想极化曲线与实测极化曲线
• 理想极化曲线：是指理想电极上得到的曲线。理想电 极是指电极上只发生一个电极反应，而且处于极化状 态时电极上仍然只发生原来的那个电极反应的电极。
伸。
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11
• 实测极化曲线：金属腐蚀过程中，即使在最简 单的情况下电极上也有两个电极反应耦合，这 时候测得的电极电位为混合电位。通过外加电 流实验测得的这种实际体系的极化曲线，成为 实测极化曲线。
• 实测极化曲线，是从混合电位开始，分别向阴 极或阳极进行扫描，所得到的曲线是理想极化 曲线的组合。
• 对于理想电极，开路电位就是它的平衡电位，当它作
为阳极时只发生原有的阳极反应，作为阴极时只发生
原有的阴极反应。这样当一个理想电极进行阳极极化
而另一个理想电极进行极化时，阳极极化曲线和阴极
极化曲线将从各自的理想电极的平衡电位出发，沿不
同的途径发展，它们的交点对应的电位就是它们的混
合电位，过了交点以后他们仍然按各自的方向继续延
PC PA
可编辑ppt
PA PC
20
Hale Waihona Puke R PA R PC可编辑ppt
21
3.5.3 多电极腐蚀电池的图解计算
图解方法，是以下列规律为出发点：
（1）短路的多电极系统中各个电极 的电极电位都等于该系统的电极电位。
（2）当多电极系统处于稳定状态时， 系统中的总的阳极电流等于总的阴极 电流。
按照每一个电极的面积把该电极单 独存在时测得的电位电流密度曲线重 新绘制在电位-电流强度的总图中。
i i 可编辑ppt j aj
j cj
7
3.4 腐蚀金属电极的极化行为
• 对处于自腐蚀状态的电极施加外部电流使 腐蚀电极发生极化。金属腐蚀的阳极溶解 反应一般都是活化控制的，浓度极化的影 响不显著，而去极化剂的阴极还原过程既 可能由活化极化控制，如氢离子还原，也 可由浓度极化所控制，如氧气的还原过程。
第3章 极化与混合电位理论 （腐蚀动力学）
3.1 电极的极化现象（自学） 3.2 电化学极化和浓度极化（自学） 3.3 共轭体系与腐蚀电位 3.4 腐蚀金属电极的极化行为 3.5 伊文思极化图及其应用 3.6 电化学腐蚀阴极过程
可编辑ppt
1
• 热力学原理研究的是金属或合金在腐蚀 介质中的腐蚀倾向，无法解释腐蚀速率 的问题。
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12
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13
理想极化曲线的绘制方法
• 理想极化曲线是不能直接测量出来的，它是测得实测极化曲线 的基础上得到的。
• 1、根据实验数据的计算绘出理想极化曲线
• 析氢腐蚀一般测量氢气发生量
• 吸氧腐蚀一般测量金属腐蚀量
• 2、实测极化曲线的外推法
• 外推法的优点是可以避免繁杂的实验操作，只需测出实测
各个电极的阴极极化曲线还是阳极 极化曲线与直线φcs相关，就决定该 电极在多电极腐蚀电池中是作为阴极 还是阳极。
可编辑ppt
22
某一电极的极化率越小（或其面积比越大），即
极化曲线越平坦，则该电极对其它电极极性的影响越
大。
可编辑ppt
23
可编辑ppt
24
溶液为含有不同浓度双氧水的溶液为3%氯化钠溶液，电 极体系为锌、铝、镉、铅、铂组成的五电极腐蚀体系。
极化曲线的数据，通过作图就可得到理想极化曲线。缺点是在
小电流密度范围内用外推法作图时会产生较大误差，而且它只
适用于活化极化控制的体系。
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14
3.5 伊文思腐蚀极化图及其应用
3.5.1 伊文思腐蚀极化图
• 腐蚀极化图，是一种电位-电流图，它把表征腐蚀 电池特征的阴、阳极理想极化曲线画在同一张图 上，忽略电位随时间变化的细节，将极化曲线画 成直线的形式。
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e,ce,a C A r
阳极极P化 A 率 IA 阴极极P化 C 率 Ic
Icorr
e,c
e,a
Pc PA R
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3.5.2 伊文思腐蚀极化图的应用
（1）腐蚀速度与腐蚀初始电位差的关系
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（2）极化性能对腐蚀速度的影响