金属腐蚀学金属腐蚀学 (17).ppt

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1、金属腐蚀学局部腐蚀 电偶腐蚀章节Chapter01电偶腐蚀01电偶腐蚀定义u在腐蚀介质中，金属与电位更高（或更正）的另一种金属或非金属导体（石墨或碳纤维等）电连接而引起的加速腐蚀称为电偶腐蚀。对于因两种腐蚀电位不同的金属接触引起的加速腐蚀现象有时也称为双金属腐蚀或异金属腐蚀。电偶腐蚀01电偶腐蚀特点u电偶腐蚀强调电接触导致的腐蚀加速作用（腐蚀电池作用）u电位低（或负）的金属成为电偶腐蚀电池的阳极，其腐蚀速率较电连接前大大提高，有时会增加数十倍u电位高的金属成为电偶腐蚀电池的阴极，其腐蚀速率大大降低，甚至不再发生腐蚀。电偶腐蚀01电偶腐蚀发生的基本条件u具有不同腐蚀电位的材料。驱动力:电位差。u

2、存在离子导电支路。电解质溶液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。u存在电子导电支路。阴阳极材料直接接触或通过其他导体实现电连接。电偶腐蚀01电偶序u所谓电偶序就是将金属材料在特定的电解质溶液中实测的腐蚀（稳定）电位值按高低（或大小）排列成表的形式。u利用电偶序可以判断电偶腐蚀电池的阴、阳极极性和金属腐蚀的倾向性大小。电偶腐蚀01金属在25流动海水中电偶序电偶腐蚀01电偶腐蚀原理u由电化学腐蚀动力学可知，两金属偶合后的腐蚀电流强度可表示为：式中，Ig 电偶电流强度；EC、EA 分别为阴、阳极金属偶接前的稳定电位；PC、PA 分别为阴、阳极金属的极化率；SC、SA 分别为

3、阴、阳极金属的表面积；R为欧姆电阻（包括溶液电阻和接触电阻）u偶合电流随电极电位差增大及极化率、欧姆电阻的减小而增大；由此导致电偶阳极的加速腐蚀。电偶腐蚀01电偶腐蚀原理u若将电位高的M金属和电位低的N金属偶接后，低电位阳极金属N的腐蚀电流计为 ，则 与未偶接时该金属的腐蚀电流 之比，称为电偶腐蚀效应，即：u 为阳极金属的电偶电流密度；为阳极金属N上的阴极还原电流密度；后者相对于前者通常很小，可以忽略不计。u 值越大，则电偶腐蚀越严重。电偶腐蚀01电偶腐蚀原理u假设两种金属（M、N）面积相等，且阴极过程仅是氢离子的还原。电偶腐蚀两种腐蚀的金属构成电偶对前后的腐蚀特性变化阴极保护效应牺牲阳极的电

4、化学阴极保护技术01电偶腐蚀影响因素u（1）阴、阳极面积比的影响阴、阳极面积比的比值愈大，阳极电流密度愈大，阳极金属腐蚀速率越大。小阳极-大阴极式的电偶结构很危险。当阳极与阴极面积比为10:1时，各种金属的腐蚀主要表现为自腐蚀，电偶腐蚀的影响作用较小；而当阳极与阴极面积比为1:10时，电偶腐蚀占优势。电偶腐蚀01电偶腐蚀影响因素u（2）环境因素的影响u环境因素的性质对电偶腐蚀有重要影响，不仅影响腐蚀速率，同一电偶对在不同环境条件下有时出现电偶电极极性的逆转现象。温度变化可能改变金属表面膜或腐蚀产物的结构，也可能导致电偶电池极性发生逆转。溶液pH值的变化也会影响电极反应，甚至也会改变电偶电池的极

5、性。电偶腐蚀01电偶腐蚀影响因素u（3）金属特性的影响偶合金属材料的电化学特性会影响其在电偶序中的位置，从而改变偶合金属的电偶腐蚀敏感性。特别地，对钛、铬等具有很强的、稳定的活化-钝化行为的材料，在某些环境中，电偶偶合导致的阳极极化反而有可能使其腐蚀速率降低。可通过合金化法在钛中加入铂、铑、钯等金属元素改进其抗腐蚀性能。电偶腐蚀01电偶腐蚀的控制措施u在设计时尽可能选用电位差小的金属材料相接触。u采用合理的表面处理技术。u设计中应避免出现大阴极小阳极面积比的不合理结构。u在接触金属之间进行电绝缘处理，但是不允许用吸湿性强的材料作为绝缘材料。u设计时尽可能使处于阳极状态的部件易于更换或加大其尺寸以延长寿命。u采用阴极保护措施，使用耐蚀材料，在许可的情况下，向环境介质中加入缓蚀剂。电偶腐蚀