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文檔簡介

第3章金屬腐蝕動力學腐蝕電化學原理、方法及應用第3章電化學腐蝕動力學20世紀40年代末、50年代初發展起來的電化學動力學是研究非平衡體系的電化學行為及動力學過程的一門科學.電化學動力學中的一些理論在金屬腐蝕與防護領域中的應用就構成了電化學腐蝕動力學的研究內容;1.金屬電化學腐蝕的電極行為與機理;2.金屬電化學腐蝕速度及其影響因素等。為什么鋁的標準電極電位很負(-1.662V),但比鐵要耐蝕?腐蝕電化學原理、方法及應用3.1電化學反應速度電極系統兩層含義:電子導體相(金屬)(1)由兩個相組成:離子導體相(電解質)(2)在“金屬/電解質”界面上有電荷轉移,3.1.1電極過程1.學習幾個基本概念腐蝕電化學原理、方法及應用電極系統和電極反應電極系統電極系統發生的電荷轉移和化學反應,稱為電極反應。ZnZn2++2e腐蝕電化學原理、方法及應用電化學反應至少包括三個過程:1.陽極過程:Fe→Fe2++2e氧化反應2.陰極過程:Cu2++2e→Cu還原反應3.傳質過程:(液相傳質過程)傳質過程的三種方式:遷移(migration)、擴散(diffusion)及對流(convection)。腐蝕電化學原理、方法及應用

電極反應O+ne→R不是一個簡單的過程一般電極反應的途徑腐蝕電化學原理、方法及應用電極反應的步驟一個電極反應至少需包括如下連續步驟:(1)液相傳質:溶液中的反應物向電極界面遷移。(2)電子轉移(放電):反應物在電極界面上發生電化學反應,放出電子(氧化)或得到電子(還原),轉變為產物。(3)液相傳質或新相生成:產物如果是離子,向溶液內部遷移;如果是固體或氣體,則有新相生成。腐蝕電化學原理、方法及應用3.1.2電極反應速度任何一個電極反應都可以寫成如下的通式:

O+neR當電極反應按正向(還原方向)進行時,陰極反應,反應速度用表示。當電極反應按逆向(氧化方向)進行時,陽極反應,反應速度用表示。腐蝕電化學原理、方法及應用O+neR當電極處于平衡時,正、逆反應速度相等,即

=;當電極處于非平衡時,凈反應速度為兩過程速度之差,若ν<ν,則電極總反應速度ν=ν-ν,電極做陽極。若ν>ν,則電極總反應速度ν=ν-ν,電極做陰極;腐蝕電化學原理、方法及應用電極反應速度的定義通常用單位時間內發生反應的物質的量來定義化學反應速度,用符號ν表示。電極反應是一種異相的界面反應。異相化學反應速度常用單位面積、單位時間內發生反應的物質的量x來表示,即:

V=x/S·t

x:發生電極反應的物質的量,(mol),S:電極面積,(m2);t:為反應時間。若時間以s為單位,則v的SI單位為mol

m-2

s-1。腐蝕電化學原理、方法及應用V與電流密度的關系法拉第定律:在電極上發生反應的物質的量x和通過電極的電量Q成正比,即

x=Q/nF則:V=x/St=Q/StnF

=It/StnF=i/nF腐蝕電化學原理、方法及應用V與電流密度的關系i=

nFvi的單位:A/m2,v的單位:mol/m2

s,F=96500C/mol電極上的電流密度與化學反應速度成正比常用電流密度(單位電極截面上通過的電流,SI單位為A

m-2)來表示電化學反應速度的大小。腐蝕電化學原理、方法及應用3.1.3交換電流密度如果電極上沒有凈電流通過,電極處于平衡狀態,其電極電位為平衡電位Ee。

O+neR

此平衡電位下,陰極反應速度和陽極反應速度相等,方向相反,即腐蝕電化學原理、方法及應用交換電流密度在平衡狀態下,同一電極上大小相等、方向相反的電流密度稱為交換電流密度,簡稱交換電流,以i0表示。

O+neR腐蝕電化學原理、方法及應用室溫下某些電極反應的交換電流密度

電極材料電極反應溶液組成及濃度i0,A/cm2

PtHgNiFeCoCuZnHg

2H++2eH22H++2eH2Ni2++2eNiFe2++2eFeCo2++2eCoCu2++2eCuZn2++2eZnHg2Cl2+2e2Hg+Cl-

0.1mol/LH2SO40.5mol/LH2SO41.0mol/LNiSO41.0mol/LFeSO41.0mol/LCoCl21.0mol/LCuSO41.0mol/LZnSO4飽和KCl10-35×10-132×10-910-88×10-72×10-52×10-5?腐蝕電化學原理、方法及應用交換電流密度的意義i

0數值很大,表明電極上可以通過很大的外電流,而電極電位改變很小,表明這種電極反應的可逆性大;i

0數值很小,說明電極上只要有少量的外電流通過,就會引起電極電位較大的改變,表明這種電極反應的可逆性小,意義:可以根據交換電流密度的大小估計某一電極的可逆性以及衡量電化學平衡到達的速度。腐蝕電化學原理、方法及應用交換電流密度和平衡電極電位是從不同的角度描述平衡電極狀態的兩個參數。平衡電極電位是從靜態性質(熱力學函數)得出的,而i

0則是體系的動態性質。無法由電流表直接測試,但可以用各種暫態和穩態的方法間接求得。腐蝕電化學原理、方法及應用3.2極化作用3.2.1腐蝕電池的極化現象通電前的一些參數:E0,Zn=-0.80V,E0,Cu=0.05VR=230Ω。I0→0

通電瞬間,電池通過的電流應為:I始=(E0,Cu-E0,Zn)/R=[0.05-(-0.80)]/230=3.7×10ˉ3A=3.7mA但短路后幾秒,電流逐漸減小,最后達到一穩定值:0.2mA。腐蝕電化學原理、方法及應用什么原因?歐姆定律:I=E/R影響電池電流大小的因素有兩個,一是電池的電阻,二是兩電極間的電位差。腐蝕電化學原理、方法及應用電池接通后,陰極電位負移,陽極電位正移。結果使腐蝕電池的電位差減小,腐蝕電流急劇降低,這種現象稱為電池的極化作用。極化定義:當電極上有凈電流通過時,電極電位顯著偏離了未通電時開路電位(平衡電位或非平衡的穩態電位)的現象叫做電極的極化(polarization)。腐蝕電化學原理、方法及應用3.2.2極化原因及類型一個最簡單的電極反應至少包含幾個串聯的、互相連續的單元步驟:液相傳質步驟、電子轉移步驟和生成新相。腐蝕電化學原理、方法及應用電極反應過程的速度控制步驟

如果其中有某一步驟阻力最大,整個電極反應所表現的動力學特征就與這個最慢步驟的動力學特征相同,這個速度最慢的步驟就是控制步驟。腐蝕電化學原理、方法及應用雙電層示意圖(a)(b)電極電位的產生及其含義M(s)→Mn+(aq)+ne(溶解)Mn+(aq)+ne→M(s)(沉積)腐蝕電化學原理、方法及應用活化極化

(電化學極化)Zn→Zn2++2e反應不易進行,因Zn2+的水化需要一定的活化能,而電子的轉移速度很快,故Zn電極表面上電子逐漸減少,結果電位正移。腐蝕電化學原理、方法及應用濃度極化實際上,Zn2+離子向溶液本體中的遷移速度是很慢的,結果,[Zn2+]電極附近

>[Zn2+]溶液本體[Zn2+]電極附近>[Zn2+]溶液本體腐蝕電化學原理、方法及應用(1)活化極化:由于電化學反應本身的遲緩性而引起的極化稱為活化極化(或電化學極化)。(2)濃度極化:液相傳質步驟的阻力所造成的極化叫做濃度極化,或濃差極化。電極極化原因和類型與控制步驟有關。腐蝕電化學原理、方法及應用濃度極化如果電子轉移步驟很快,而液相傳質步驟很慢,使其成為整個電極反應的控制步驟,由液相傳質步驟的阻力所造成的極化叫做濃度極化(或濃差極化)。濃度極化示意圖腐蝕電化學原理、方法及應用電阻極化由于電極反應過程中金屬表面生成氧化膜,或在腐蝕過程中形成腐蝕產物膜時,金屬離子通過這層膜進入溶液,或者陽極反應生成的水化離子通過膜中充滿電解液的微孔時,都有很大電阻。由此引起的極化叫做電阻極化。腐蝕電化學原理、方法及應用極化結果陰極極化,電極電位變得更負;陽極極化,電極電位變得更正。腐蝕電化學原理、方法及應用電極的兩種狀態

1.平衡狀態電極反應處于平衡狀態,其電位為平衡電位Ee(熱力學參數)。氧化方向和還原方向的反應速度相等,其大小稱為交換電流密度,記為i0。2.極化狀態對電極系統通入外電流,電極反應的平衡狀態被打破,電位偏離平衡電位Ee達到極化電位E。外電流又叫極化電流。

腐蝕電化學原理、方法及應用3.2.3過電位某一電流密度下的電極電位與其平衡電位之差的絕對值稱為該電極反應的過電位,以η表示。

∣η∣=Ei

-

Ee

腐蝕電化學原理、方法及應用陰極(cathode)過電位:

ηc

=Ee,c

-Ec陽極(anode)過電位:ηa

=Ea–Ee,a腐蝕電化學原理、方法及應用3.2.4極化曲線為了使電極電位與通過的電流強度(或電流密度)的變化情況更清晰直觀,經常利用電位—電流圖(或電位—電流密度圖),即極化曲線。腐蝕電化學原理、方法及應用極化曲線E0ZnA:陽極極化曲線E0CuC:陰極極化曲線腐蝕電化學原理、方法及應用極化率dEa/dia:陽極極化率;dEc/dic

:陰極極化率腐蝕電化學原理、方法及應用極化率及其意義極化曲線的斜率表示它們的極化程度——極化率P電極的極化率越大,電極反應越不易進行;電極的極化率較小,電極反應就容易進行。極化率是電極反應進行難易程度的物理量腐蝕電化學原理、方法及應用

忽略了體系的電阻

曲線畫成直線腐蝕極化圖

簡化的極化曲線—腐蝕極化圖腐蝕電化學原理、方法及應用極化曲線的應用1.根據極化曲線,判斷金屬腐蝕進行的難易程度2.根據極化曲線,判斷金屬腐蝕的極化類型腐蝕電化學原理、方法及應用金屬表面上發生的電極反應:Fe→Fe2++2e(1)2H++2e→H2(2)問題:

1.此時金屬的電位是否是平衡電位?

2.這種情況測得金屬的電位是什么電位?腐蝕電化學原理、方法及應用3.6瓦格納混合電位理論3.6.1共軛體系如果一個電極上只進行一個電極反應Zn2++2e=Zn平衡電位陽極反應速度=陰極反應速度外電路電流=0沒有電流在外電路流通的電極叫做孤立電極。一個孤立的電極處于平衡態,金屬不發生腐蝕。孤立電極示意圖腐蝕電化學原理、方法及應用實際上,即使最簡單的場合,一個孤立的金屬電極也會發生腐蝕。

電極反應如下:Fe→Fe2++2e(1)2H++2e→H2(2)分析:孤立的電極上同時進行著兩個電極反應:(1)主要按陽極反應方向進行(2)主要按陰極反應方向進行腐蝕電化學原理、方法及應用結論:一種金屬發生電化學腐蝕時,金屬表面上至少同時發生兩個或兩個以上不同的電極反應:一個是金屬電極發生的陽極氧化反應,導致金屬本身的溶解,稱陽極反應。另一個是溶液中的去極化劑在金屬表面進行的陰極還原反應。稱陰極反應。腐蝕電化學原理、方法及應用一個孤立電極上同時以相等的速度進行著一個陽極反應和一個陰極反應,這兩個反應稱為共軛反應。

Fe→Fe2++2e(1)2H++2e→H2(2)反應(1)和(2)稱為共軛反應腐蝕電化學原理、方法及應用在共軛反應中,平衡電位低的電極發生陽極反應Fe→Fe2++2e平衡電位高的電極發生陰極反應2H++2e→H2發生共軛反應的條件:Ee,H+/H2

─Ee,Fe2+/Fe

>0腐蝕電化學原理、方法及應用3.6.2腐蝕電位平衡態對應平衡電位非平衡態對應的電位腐蝕電化學原理、方法及應用金屬腐蝕時電位的變化鋅在HCl中發生腐蝕時,鋅的電極電位將偏離其平衡電位正移,析氫反應的電極電位將偏離其平衡電位負移。最后到達交點S點。S點的電位稱為腐蝕電位Ecorr。即鋅腐蝕時測得的鋅的電位既不是鋅的平衡電位,也不是氫電極的平衡電位,而是這兩個電位之間的某個值腐蝕電化學原理、方法及應用S點對應的電位稱為腐蝕電位(穩態電位、混合電位)。S點處:陽極反應放出的電子恰好全部被陰極反應所吸收,電極表面沒有電荷積累,其帶電狀況就不隨時間變化,電極電位也不隨時間變化,這個狀態稱為穩定狀態,穩定狀態所對應的電位稱為穩態電位。腐蝕電化學原理、方法及應用Fe→Fe2++2e(1)2H++2e→H2(2)穩態電位是非平衡電位,其數值介于反應(1)和反應(2)的平衡電位之間,Ee,Fe2+/Fe<Ec<Ee,H+/H2腐蝕電化學原理、方法及應用對應于腐蝕電位的電流密度稱為腐蝕電流密度或腐蝕電流密度,用符號icorr表示。腐蝕電化學原理、方法及應用平衡電極→平衡電位非平衡電極→非平衡電位

↓(腐蝕金屬電極)腐蝕電位(自腐蝕電位)腐蝕電化學原理、方法及應用1938年,著名的腐蝕學家瓦格納(C.Wagner)正式提出了混合電位理論,對于孤立金屬電極的腐蝕現象進行了較完善的解釋。該理論包括如下兩個基本觀點:①任何腐蝕電化學反應都能分成兩個或兩個以上的氧化分反應和還原分反應。②電化學反應過程中不可能有凈電荷積累。腐蝕電化學原理、方法及應用①任何腐蝕電化學反應都能分成兩個或兩個以上的氧化分反應和還原分反應。鋅發生電化學腐蝕時Zn→Zn2++2e(氧化分反應)2H++2e→H2(還原分反應)腐蝕電化學原理、方法及應用②電化學腐蝕反應過程中不可能有凈電荷積累。在腐蝕電位Ecorr下,陽極反應的電流密度一定等于陰極反應的電流密度。實質上就是電化學腐蝕過程中的電荷守恒定律。腐蝕電化學原理、方法及應用腐蝕電位的兩點說明1.腐蝕電位的高低與腐蝕速度之間并無一定的關系。但可以憑借腐蝕電位的高低判斷金屬是處于鈍化態還是處于活性區的腐蝕狀態。腐蝕電化學原理、方法及應用腐蝕電位的兩點說明2.腐蝕電位與時間的關系(Ecorr~t)對研究腐蝕過程有重要意義。EcorrttEcorr膜破裂膜緩慢修復?Ecorr變化緩慢,為均勻腐蝕;Ecorr突變,為局部腐蝕。?Ecorr正移,保護膜形成;Ecorr負移,膜破壞、局部腐蝕。腐蝕電化學原理、方法及應用3.9極化曲線的數學處理將B-V方程用圖來表示,就是極化曲線。通常在η-i坐標系或η-lgi半對數坐標系中將二者間的關系畫成曲線,就得到這個電極反應的極化曲線。腐蝕電化學原理、方法及應用將B-V方程在η-i坐標系或η-lgi半對數坐標系中將二者間的關系畫成曲線,就得到這個電極反應的極化曲線。腐蝕電化學原理、方法及應用兩種極化曲線1.金屬腐蝕時無任何外加電流時的極化曲線─伊文斯的腐蝕極化圖,真實極化曲線2.施加外部電流陰極極化和陽極極化,表觀極化曲線或實測極化曲線真實極化曲線表觀極化曲線腐蝕電化學原理、方法及應用3.9腐蝕金屬電極的極化曲線鐵在HCl中發生腐蝕時,鐵的電極電位將偏離其平衡電位向正的方向移動,而氫反應的電極電位將偏離其平衡電位向負的方向移動極化曲線:金屬發生腐蝕時,電極電位與電流(E

─I)(E─i)或電流密度的關系曲線。腐蝕電化學原理、方法及應用3.11腐蝕極化圖的概念

簡化的極化曲線

忽略體系的電阻

忽略極化曲線的細節,曲線畫成直線Evans腐蝕極化圖腐蝕科學之父——Evans腐蝕電化學原理、方法及應用現代金屬腐蝕與防護科學之父---伊文斯

UlickRichardsonEvans(1889-1980)

*1889年生于溫布爾頓(Wimbledon),英國小鎮,代表著尊貴和神圣的地方

*中學(1902-1907):莫爾博勒學院(MarlboroughCollege)*大學(1907-1911):英國劍橋國王學院(King'sCollege,Cambridge)*專業:specializedinchemistryforPartII在威斯巴登(Wiesbaden)和倫敦開展電化學研究。*1914年8月參軍,服役到1919年。*1919年后,劍橋大學繼續從事金屬的腐蝕與氧化的研究腐蝕電化學原理、方法及應用現代金屬腐蝕與防護科學之父---伊文斯

UlickRichardsonEvans(1889-1980)20世紀20年代,對金屬腐蝕現象進行了大量的分析,1923年發表了該領域的第一篇研究論文。指出金屬的腐蝕可以歸結為電化學反應,并與他的學生一起建立了金屬腐蝕的電化學歷程最早提出腐蝕極化圖理論。提出金屬腐蝕中的氧濃差電池的理論——縫隙腐蝕機理的基礎為金屬腐蝕的電化學本質奠定了牢固的理論基礎。腐蝕電化學原理、方法及應用現代金屬腐蝕與防護科學之父---伊文斯

UlickRichardsonEvans(1889-1980)在金屬的大氣腐蝕方面:闡述了電化學反應在金屬大氣腐蝕中的重要作用,認為金屬的大氣腐蝕是金屬在薄層液膜下發生的電化學腐蝕;提出了大氣腐蝕在金屬表面形成繡層后的腐蝕機理,這一機理認為,大氣腐蝕的鐵銹層處在濕潤條件下,可以作為強烈的氧化劑而作用,加速金屬大氣腐蝕的進行。腐蝕電化學原理、方法及應用培養了一批金屬腐蝕與防護方面的優秀人才。他的學生豪爾(T.P.Hoar)就是一位國際著名的腐蝕科學家。1969年英國科學家T.P.Hoar在英國貿易和工業部(DepartmentofTradeandIndustry)支持下,進行了著名的英國腐蝕損失的調查,這就是知名的Hoar報告。至今仍然在國際工業界普遍使用的金屬腐蝕損失調查方法(簡稱Hoar法)就是由英國腐蝕與防護科學家Hoar提出的。腐蝕電化學原理、方法及應用U.R.伊文斯著作頗豐,1924年出版了該領域的第一本專著《金屬的腐蝕》,1960年出版了《金屬的腐蝕與氧化》(TheCorrosionandOxidationofMetals)一書,1976年中國科學院長春應用化學研究所華寶定研究員譯成中文,機械工業出版社出版發行。腐蝕電化學原理、方法及應用現代金屬腐蝕與防護科學之父正是由于U.R.伊文斯在金屬腐蝕與防護領域的出色工作,在皇家學會會員傳記上,U.R伊文斯當之無愧地被譽為“現代金屬腐蝕與防護科學之父”。腐蝕電化學原理、方法及應用3.11.1極化率的計算陽極極化率:陰極極化率:

Pc=Pa=腐蝕電化學原理、方法及應用極化率的計算陰極極化率:

Pc=ΔEc相當于陰極反應的推動力,ΔEa相當于陽極反應的推動力,Pc相當于陰極極化的阻力,Pa相當于陽極極化的阻力陽極極化率:

Pa=腐蝕電化學原理、方法及應用極化率的計算腐蝕體系的總推動力:腐蝕體系的總阻力:Pc+Pa+R腐蝕電流腐蝕電化學原理、方法及應用當體系的歐姆電阻等于零時腐蝕電化學原理、方法及應用3.11.2腐蝕極化圖的應用在電化學腐蝕反應一系列中間步驟中,它們進行的難易程度各不相同。有的受擴散這種傳質過程所控制,有的受電化學反應本身所控制。腐蝕電化學原理、方法及應用鋼鐵在天然水中的腐蝕包含這樣一組共軛反應:

鐵的陽極溶解

溶解氧的陰極還原

以及溶解氧向金屬表面的擴散等鋼鐵在天然水中的腐蝕受溶解氧的擴散控制哪個是控制步驟?腐蝕電化學原理、方法及應用當R很小時,Pc>>Pa陰極控制的腐蝕過程Pc

<<Pa陽極控制的腐蝕過程Pc=Pa陰、陽極混合控制的腐蝕過程;當R很大時,歐姆電阻控制的腐蝕過程。

腐蝕電化學原理、方法及應用根據下列腐蝕極化圖判斷金屬腐蝕的控制步驟不同腐蝕控制過程的腐蝕極化圖特征腐蝕電化學原理、方法及應用腐蝕的控制程度

陰極控制程度Cc伊文斯腐蝕極化圖腐蝕電化學原理、方法及應用腐蝕的控制程度

陽極控制程度Ca腐蝕電化學原理、方法及應用腐蝕的控制程度

電阻控制程度CR腐蝕電化學原理、方法及應用例題:測得25℃Fe在3%中性NaCl溶液中(R可以忽略不計)的腐蝕電位Ecorr=–0.544V(SCE)時,求陰,陽極對Fe的腐蝕控制程度并畫出該體系的腐蝕極化示意圖。已知E0Fe2+/Fe=–0.44V(SHE),E0O2/OH-=0.401V(SHE),

E0飽和甘汞=0.244V(SHE)。Ksp[Fe(OH)2]=1.65Χ10-15。腐蝕電化學原理、方法及應用陽極極化測試線路圖腐蝕電化學原理、方法及應用陰極極化測試線路圖腐蝕電化學原理、方法及應用第二類極化曲線——實測極化曲線示意圖2.施加外部電流陰極極化和陽極極化,表觀極化曲線或實測極化曲線實測極化曲線腐蝕電化學原理、方法及應用測量金屬在外加電流作用下的極化電位φ

與極化電流的關系-極化曲線腐蝕電化學原理、方法及應用極化曲線在金屬腐蝕研究中具有重要的意義

金屬腐蝕速度的確定、腐蝕機理、腐蝕控制因素的分析以及獲得電化學保護的主要參數等。極化曲線的形狀及其變化規律反映了電化學腐蝕過程的動力學特征。腐蝕電化學原理、方法及應用極化曲線的應用實例腐蝕電化學原理、方法及應用4.4.2恒電位儀或電化學綜合測試系統

恒電位儀是金屬腐蝕電化學測試的一種常用的基本而重要的儀器。恒電位儀自1942年Hickling首次發表線路以來,隨其用途的增加和近代電子技術的應用而獲得了飛躍的發展。腐蝕電化學原理、方法及應用最初是全電子管電路或電子-機械式電路。60年代初開始出現晶體管恒電位儀,并利用場效應管提高輸入阻抗。后來又出現集成電路恒電位儀。國產的電化學綜合測試儀腐蝕電化學原理、方法及應用腐蝕電化學原理、方法及應用

恒電位儀可用于下列研究領域:1.金屬腐蝕與防護、2.電鍍、3.電化學加工、4.陰陽極保護、5.有機和無機物的電解反應、6.金相浸蝕、7.相分析等。

腐蝕電化學原理、方法及應用恒電位儀及電解池:腐蝕電化學原理、方法及應用電極與電解池

電化學測量是通過電解池和電解池中的電極實現的,它們是整個電化學測量回路中的重要組成部分。電極和電解池的結構設計及組裝對測量結果有重要影響。1.電解池電化學測量用的電解池又稱極化池或試驗池,構型多樣。腐蝕電化學原理、方法及應用腐蝕電解池調溫外套,LUGGIN毛細管參比電極,溫度計樣品尺寸?14mm,厚度1mm

可清洗系統腐蝕電化學原理、方法及應用三電極體系(a)研究電極(工作電極WorkingElectrode),簡稱WE(b)輔助電極(對電極AuxiliaryElectrode),簡稱AE(c)參比電極(ReferenceElectrode)簡稱RE。ElectrochemicalCell腐蝕電化學原理、方法及應用(a)

研究電極:根據實驗目的不同,研究電極可以有各種形狀、尺寸和配置。一般要求是:(1)電極的工作表面應光潔,無污垢,無氧化皮,最好無棱角

(2)有確定的暴露表面積,以便于準確計算電流密度。

(3)研究電極的形狀及在電解池中的配置,應使電極表面電力線分布均勻。腐蝕電化學原理、方法及應用(4)便于與支架連接,并與外導線有良好的接觸。(5)除研究電極的規定暴露面積外,不允許有其他任何金屬暴露于電解質溶液中。為了限定研究電極有確定的暴露表面積,使非工作面與電解質溶液隔絕,須對電極作封樣處理。封樣操作應避免產生縫隙,否則將嚴重干擾實驗結果。封樣方法較多,常用的有涂料涂封、熱固性或熱塑性材料鑲嵌試樣、環氧樹脂封樣等。腐蝕電化學原理、方法及應用封完樣之后還要對試樣表面進行打磨腐蝕電化學原理、方法及應用

(b)參比電極參比電極要求是可逆的電極體系,在規定的條件下具有穩定的重現的科技電極電位。一個穩定可靠的參比電極是電位測量最基本的必要條件之一。(1)電極表面反應是可逆的電極過程,具有穩定的、不隨時間而變的電位。(2)電極過程的交換電流密度相當高,是不極化或難極化的電極體系。腐蝕電化學原理、方法及應用

(b)參比電極(3)腐蝕介質與參比電極內的電解液之間不能污染;基本上不產生液接電位(4)電極電位的溫度系數很小。

腐蝕電化學原理、方法及應用(c)輔助電極輔助電極是電化學測量中與研究電極構成電流通路的電極。隨實驗要求不同,可以設置不同材料、不同構型和配置的輔助電極。腐蝕電化學原理、方法及應用(c)輔助電極輔助電極不能與電解質溶液發生反應,以保證電解質溶液組分穩定。因此輔助電極須有惰性材料制成,往往采用鉑電極或石墨電極。有時也可用鎳電極或鉛電極,因為它們在某些電解質溶液中形成的反應產物是穩定的。腐蝕電化學原理、方法及應用(c)輔助電極輔助電極的形狀和配置應使電解池中的電力線分布均勻。可使用鉑片或鉑網,或呈環形、筒型、或同時設置數個輔助電極。腐蝕電化學原理、方法及應用魯金毛細管——減少測量誤差

由于金屬表面溶液中流過電流而產生歐姆電壓降,給實測電位帶來測量誤差。為減少這種誤差,措施之一是改進鹽橋接近研究金屬表面的毛細管的形狀和位置。通過盡量接近金屬表面,減少毛細管端部與金屬表面之間溶液電阻而降低歐姆電壓降對電位測量的誤差。常用毛細管內徑為0.25~1mm。毛細管與金屬表面的距離通常為毛細管外經的兩倍。腐蝕電化學原理、方法及應用4.4.4極化曲線測量1.原理和方法極化曲線測量技術一般可分為兩類:恒電位法和恒電流法。腐蝕電化學原理、方法及應用腐蝕電化學原理、方法及應用實測極化曲線的形狀有如下特點:(2)實測極化曲線腐蝕電化學原理、方法及應用微極化區,理想極化曲線和實測極化曲線有本質的區別,強極化區,理想極化曲線和實測極化曲線都呈直線并互相重合腐蝕電化學原理、方法及應用強極化區,Tafel直線外推法求腐蝕電流和腐蝕電位腐蝕電化學原理、方法及應用作業P5921腐蝕電化學原理、方法及應用(a)陽極平衡電位負移(b)陰極平衡電位正移(c)陰極Tafel斜率增大(d)陽極Tafel斜率增大(e)陰極反應ico增大

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