(4)陰極過程由氧去極化與氫去極化共同組成。
當i=id時,極化曲線將沿著FSN的走向。電流繼續增大,電位向負向移動不可能無限止繼續,當電位負到一定程度時,某種新的電極過程也可能進行。例如在水溶液中,當電位負移達氫去極化電位Ee,H后,陰極過程由氧去極化和氫去極化過程共同組成(圖中FSQG曲線)此時電極上總陰極電流密度為:
Ik=io+iH
總的陰極極化曲線為Ee,o PFSQG。
氧去極化腐蝕的特點和影響因素
作為去極化劑的氧分子與氫離子有本質的不同,這就使氧去極化腐蝕的特點和影響因素很不相同。
(1)與氧的溶解度有關。
在沒有鈍化的情況下,溶解氧的濃度越大,反應速度越快,氧的極限擴散電流密度也將越大。因而吸氧腐蝕也隨之增大。如碳鋼在鹽水溶液中的腐蝕。當NaC1的含量達到3.5%左右時,腐蝕速度達到最大。然而,隨鹽濃度進一步增大,由于氧的溶解度顯著降低,所以在濃鹽水中碳鋼的腐蝕速度反而下降。
?。?)濃度極化突出,常常占主要地位。
去極化劑02的溶解度本來就很小,氧分子不帶電,向電極表面的輸送只能靠對流和擴散,產物沒有氣體析出,不存在附加攪拌,反應產物也只能靠擴散和對流離開金屬表面。因此,氧的陰極反應往往是擴散過程控制。
?。?)與金屬中陰極性雜質或微陰極的數量或面積的增加關系不大。
在擴散控制下,即使陰極的總面積不大,但可輸送氧的溶液體積通道基本已被占用完了,如圖6所示。
所以,繼續增加微陰極并不能引起擴散過程顯著增強,也就不會顯著增大腐蝕速度。
(4)溶液流速的影響。氧濃度一定時,極限擴散電流密度與擴散層厚度δ成反比。溶液流速越大,擴散層厚度越小,氧的極限電流密度就越大,腐蝕加劇。若在很高的流速作用下,金屬或合金會發生“湍流腐蝕”和“空泡腐蝕”,使材料和設備破壞更大。
對于有鈍化傾向的金屬,當未進入鈍態時,適當增大流速,增強氧的擴散,可能導致金屬進入鈍態而降低腐蝕。一旦流速更高,也可能破壞鈍態,使腐蝕重新加劇。因此,對這類金屬流速影響復雜,應具體問題具體分析。
(5)溫度的影響。
溶液溫度升高,將使氧的擴散過程和反應速度加快,使腐蝕速度增大。另外,隨溫度升高,氧的溶解度降低,腐蝕速度隨之減弱。因此在敞口系統中,二種相反因素作用,使腐蝕有一個最大值。如圖7所示。
在封閉系統中,隨溫度升高使氣相中氧的分壓增大,從而增加氧的溶解度,因此,腐蝕速度將一直隨溫度的升高而增大。
實踐證明,在大多數的情況下,電化學腐蝕都與陰極過程的特征有關。特別是氧去極化的陰極阻滯對腐蝕過程有顯著的影響。
另外,值得注意的是:放置在空氣中的酸溶液,都會溶解有一定的氧,在酸溶液中氧的還原電位(Ee,o=0V)要比氫離子的還原電位(Ee,H=1.229V)正得多,氧比氫離子的還原更容易??裳踉谙∷崛芤褐械娜芙舛群苄。?font color="#000000">8~8.5×10ˉ4mO1/L)。因此,酸中溶解氧引起的腐蝕對金屬總腐蝕的速度影響就很小,可以忽略。但是,當酸溶液中有強烈攪動的情況下或有抑制H+還原的高效緩蝕劑時,溶解氧的作用就不能忽視。
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標簽: 腐蝕氫去極化氧去極化腐蝕

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