《金属的钝化》PPT课件.ppt
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1、5.1 钝化现象及阳极钝化钝化现象及阳极钝化5.2 金属的自钝化金属的自钝化5.3 钝化理论钝化理论第第 5 章章 金属的钝化金属的钝化钝化现象及阳极钝化钝化现象及阳极钝化金属的自钝化金属的自钝化本章重点掌握本章重点掌握5.1 钝化现象及阳极钝化钝化现象及阳极钝化一一.钝化现象钝化现象钝化前后金属或合金有显著变化钝化前后金属或合金有显著变化1.金属的腐蚀速度显著降低金属的腐蚀速度显著降低2.金属的电极电势显著正移金属的电极电势显著正移3.金属的表面状态发生质的变化金属的表面状态发生质的变化钝化现象具有重要意义钝化现象具有重要意义二二.阳极钝化阳极钝化5.1 钝化现象及阳极钝化钝化现象及阳极钝化
2、金属的钝化现象可通过两种途径实现:金属的钝化现象可通过两种途径实现:1.借助外电源进行阳极极化使金属发生钝化借助外电源进行阳极极化使金属发生钝化阳极钝化阳极钝化2.在无外加极化情况下,介质中氧化剂(去极化剂)的还原在无外加极化情况下,介质中氧化剂(去极化剂)的还原 引起了金属钝化引起了金属钝化自钝化自钝化金属钝化前,主要存在阳极的电化学极化和浓差极化,钝化后主要是金属钝化前,主要存在阳极的电化学极化和浓差极化,钝化后主要是钝化膜电阻极化,金属表面发生某种突变,导致金属的阳极溶解不再钝化膜电阻极化,金属表面发生某种突变,导致金属的阳极溶解不再服从服从Tafel定律定律5.1 钝化现象及阳极钝化钝
3、化现象及阳极钝化二二.阳极钝化阳极钝化4个特征电位将阳极极化曲线分为个特征电位将阳极极化曲线分为4个特征区域个特征区域自腐蚀电位自腐蚀电位致钝电位致钝电位维钝电位维钝电位过电位过电位特征电位特征电位特征区域特征区域活化区活化区过渡区过渡区钝化区(稳定区)钝化区(稳定区)过钝化区过钝化区 5.2 金属的自钝化金属的自钝化1.金属的致钝电势必须低于氧化剂的氧化还原平衡电势金属的致钝电势必须低于氧化剂的氧化还原平衡电势2.在致钝电势下,氧化剂阴极还原反应的电流密度必须大于该金属的致钝在致钝电势下,氧化剂阴极还原反应的电流密度必须大于该金属的致钝电流密度电流密度 这样才能使金属的腐蚀电势落在该金属的阳
4、极钝化电势范围内。这样才能使金属的腐蚀电势落在该金属的阳极钝化电势范围内。一一.条件条件产生钝化现象的根本原因是金属表面生成了一层阻产生钝化现象的根本原因是金属表面生成了一层阻碍电极反应进行的钝化膜碍电极反应进行的钝化膜金属钝化是一种界面现象,金属基本性质没变,金属钝化是一种界面现象,金属基本性质没变,金属表面的稳定性在溶液中发生了变化金属表面的稳定性在溶液中发生了变化 5.2 金属的自钝化金属的自钝化三三.不同金属的自钝化不同金属的自钝化1.氧化剂的氧化性很弱,阴、阳极极化曲线只交一点氧化剂的氧化性很弱,阴、阳极极化曲线只交一点2.氧化剂的氧化性较弱或氧化剂浓度不高时,阴、阳极曲线有三个交点
5、氧化剂的氧化性较弱或氧化剂浓度不高时,阴、阳极曲线有三个交点3.中等浓度氧化剂,金属自发钝化中等浓度氧化剂,金属自发钝化Fe在稀在稀HNO3中,因中,因H和和NO3的氧化能力或浓度不够高,它们的氧化能力或浓度不够高,它们只有小的阴极还原速度,无法将只有小的阴极还原速度,无法将Fe的阳极极化提高到的阳极极化提高到Fe的致钝电的致钝电位和致钝电流。提高位和致钝电流。提高HNO3浓度,浓度,NO3离子的初始电位就会正移离子的初始电位就会正移二二.阴极极化对钝化的影响阴极极化对钝化的影响金属腐蚀系统中,致钝电流密度愈小、致钝电位愈低,金属愈易钝化金属腐蚀系统中,致钝电流密度愈小、致钝电位愈低,金属愈易
6、钝化 5.2 金属的自钝化金属的自钝化四四.影响金属自钝化的因素影响金属自钝化的因素1.氧浓度较低时,金属不断溶解。氧浓度较低时,金属不断溶解。2.介质流动和搅拌,金属不易溶解;一方面氧通过共轭极化使金属腐蚀,介质流动和搅拌,金属不易溶解;一方面氧通过共轭极化使金属腐蚀,同时又与溶解的金属产生结合使金属表面钝化同时又与溶解的金属产生结合使金属表面钝化3.温度升高,金属不易钝化温度升高,金属不易钝化 (因金属阳极致钝电流密度升高及氧在水中的溶解度下降)(因金属阳极致钝电流密度升高及氧在水中的溶解度下降)4.在酸性或碱性溶液中,金属不易钝化在酸性或碱性溶液中,金属不易钝化 (酸性溶液中,金属不易形
7、成氧化物,碱性溶液中又可能形成可溶性酸根(酸性溶液中,金属不易形成氧化物,碱性溶液中又可能形成可溶性酸根离子)离子)5.提高外加电流密度可促使金属钝化、缩短钝化时间提高外加电流密度可促使金属钝化、缩短钝化时间6.金属表面氧化物的存在可促使金属氧化金属表面氧化物的存在可促使金属氧化 5.3 钝化理论钝化理论一一.金属钝化的原因金属钝化的原因产生钝化现象的根本原因金属表面生成了一层阻碍电极反应进行的表面膜产生钝化现象的根本原因金属表面生成了一层阻碍电极反应进行的表面膜1.阳极极化过程中金属阳极极化过程中金属/溶液界面上的变化溶液界面上的变化 阳极极化使金属电极电位正移,金属的溶解使电极表面附近溶液
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