金属的电化学腐蚀与防护论文内容摘要:

被还原物质的粒子在与金属表面碰撞时取得金属原子的价电子而被还原,与失去价电子的被氧化的金属“就地”形成腐蚀产物覆盖在金属表面上,这样一种腐蚀过程称为 化学腐蚀。 由于金属是电子的良导体,如果介质是离子导体的话,金属被氧化与介质中被还原的物质获得电子这两个过程可以同时在金属表面的不同部位进行。 金属被氧化成为正价离子(包括配合离子)进入介质或成为难溶化合物(一般是金属的氧化物或含水氧化物或金属盐)留在金属表面。 这个过程是一个电极反应过程,叫做 阳极反应过程。 被氧化的金属所失去的电子通过作为电子良导体的金属材料 本身流 向金属表面的另一部位,在那里由介质中被还原的物质所接受,使它的价态降低,这是 阴极反应过程。 在金属腐蚀学中,习惯地把介质中接受金属材料中的电子而被还原的物质叫做去 极化剂。 经这种途径进行的腐蚀过程,称为 电化学腐蚀。 在腐蚀作用中最为严重的是电化学腐蚀,它只有在介质中是离子导体时才能发生。 即便是纯水,也具有离子导体的性质。 在水溶液中的腐蚀,最常见的去极化剂是溶于水中的氧 (O2)。 例如在常温下的中性溶液中,钢铁的腐蚀一般是以氧为去极化剂进行的: 如果氧供应充分的话, Fe(OH)2:还会逐步被氧化成含水的四氧化三铁 Fe3O4 mH2O和含水的三氧化二铁 Fe2O3 nH2O。 钢铁在大气中生锈,就是一个以 O2为去极化剂的电化学腐蚀过程,直接与金属表面接触的离子导体介质是凝聚在金属表面上的水膜,而最后形成的铁锈是成分很复杂的铁的含水氧化物,有时还有一些含水的铁盐。 一般氧最易到达铁锈的最外层,其中铁是三价;铁锈最里层,铁是二价;中间层有可能是含水的四氧化三铁。 在水溶液中电化学腐蚀过程的另一个重要的去极化剂是 H+。 在常温下,对铁而言,在酸性溶液中可以以 H十 离子为去极化剂而腐蚀,其过程是: 阳极: Fe Fe2+ +2e 阴极: 2H++2e H2  总的反应: Fe+2H+ Fe2++H2 故此时腐蚀反应产物是氢气和留在溶液中的二价铁离子。 除了氧和氢离子 这两种主要的去极化剂外,在水溶液中往往还有由其他物质作为去极化剂引起的电化学腐蚀。 例如在酸性溶液中有 +3 价的 Fe3+ 离子时,它可以作为电化学腐蚀过程的去极化剂而还原成为 +2 价的亚铁离子 F。
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