·62· 北京科技大学学报 宏电池中存在着明显的电阻极化，使偶 接后宏电池两极试样电位分别为E和E, 0,+2H0+4c”→40H 且两极试样的阳极极化曲线各自移到a和 E ©，宏电池中两极试样的实际阳极溶解速度 分别为i这和，且途>，>i,<派，测 量表明，Oz/N2宏电池中，低氧区阳极试样 Fe+2e 表面溶液pH值在实验过程中由7.45变为 E 5.7;而富氧区阳极试样表面由7.45变为 7.7。这进一步证明了宏电池不同溶液区的 试样表向电化学行为发生了不同方向的变 化。 i止姓道 lgi 为了定量地表征氧浓差宏电池的作用 强度，我们提出宏电池效应系数「，定义为 r=论/。式中，诊为宏电池中阳极试样的阳 图3氧浓差宏电池作用的示意极化图 极溶解电流密度；设为试样的非偶接的同样 Fig.3 The polarized curve of the oxygen 状态溶液中的自然腐蚀电流密度。 concentration difference macrocell 当宏电池两极区域的还原反应均受氧扩散控制，阳极试样上的还原反应电流密度论等 于o,,且也等于该试样金属的自然腐蚀电流密度，即： 论=io,A=i论 (1) 而宏电池电偶电流密度谵应为其阳极金属在电偶电位E。处的氧化反应电流密度诊与还原 反应电流密度论之差： 玲=设一设=论论 (2) 论=论+论 (3) 所以，宏电池效应系数为： r=设/i=1+(论/i) (4) 显然，宏电池效应系数的物理意义是，由于宏电池的建立使阳极金属的溶解速度（腐蚀速 度)增加的倍率。 根据从图2获得的稳定。值（列于表3）和相应的值（见表1），经计算得到的氧浓 差宏电池效应系数列于表3。由此可见，由于氧浓差宏电池的作用、使宏电池中阳极金属 的腐蚀速度比未构成宏电池时的自然腐蚀速度增大了许多倍。宏电池效应系数与宏电池实 表3宏电池的稳定值和宏电池效应系数「 Table 3 The stable number of i and the coefficient of the macrocell corrosion effect r 宏电池类型 0,/N, 0,/空气 空气N: 相对阳极的电偶电流密度(A/cm2) 33.4 35.5 9.85 宏电池效应系数· 7.68 3.98 2.97 际作用强度相关性良好。我们在实验室中以湿砂和土壤箱进行的土壤模拟试验也获得了类 似的结果（另文发表）。进而可知，土壤中由于各种条件形成的氧浓差宏电池将对钢质构件 造成很严重的加速腐蚀，对此必须给子高度重视。. 6 2 . 北 京 科 技 大 学 学 报 宏 电池 中存 在 着 明显 的 电阻 极化 , 使偶 接后 宏 电池 两极 试样 电位 分别 为 E 含和 E 奢 , 且 两 极试 样 的 阳极极 化 曲线各 自移 到 a 和 c , 宏 电池 中两 极试样 的 实际 阳极 溶解 速 度 分别 为 i全和 i梦 , 且 i拿》 i奢 , i拿> i念 , i奢< 靖 。 测 量 表 明 , 0 2 / N Z 宏 电池 中 , 低氧 区阳极试 样 表面 溶液 p H 值在 实验 过程 中由 7 . 45 变为 5 . 7 ; 而 富氧 区 阳极 试样 表 面 由 7 . 45 变为 7 . 7 。 这进一 步证明 了宏 电池 不 同溶 液 区的 试样 表 向 电化 学 行 为发生 了不 同方 向的 变 化 。 为 了 定 量地 表 征 氧 浓 差 宏 电池 的作 用 强 度 , 我 们提 出宏 电池效应 系数 r , 定 义 为 r 一 i拿八忿 。 式 中 , 玲 为宏 电池 中阳极试 样 的阳 极溶 解 电流 密度 ; i之为试样 的非 偶接 的 同样 状态 溶液 中的 自然 腐 蚀 电流密度 。 O : + ZH z o + 4 e - 一 幻 H - 凡 2争 式对材 + 龙 :i 趁 i盒 i ; i二 寸 ils 图 3 F 19 · 氧浓差宏电池作 用 的示意极化图 3 T h e P o l a r i z e d e u r v e o f t h e o x y g e n C o n C e n t r a t i o n d if f e r e n C e m a e r o e e ll 当宏 电池两极 区 域 的还原 反应 均受 氧扩 散控 制 , 阳极 试样 上 的还原 反应 电流 密度 i合等 于 ioz L ’ 人 , 且也 等于该试样 金属 的 自然腐 蚀 电流 密度 i企 , 即 : i台= i o Z L . A = i之 ( 1 ) 而宏 电池 电偶 电流密 度 i含应 为其 阳极 金 属在 电偶 电位 E g 处的 氧化 反 应 电流 密度 i拿与还 原 反应 电流密度 论 之差 : i含~ i拿一 i户= i拿一 i之 ( 2 ) i分= i拿+ i之 ( 3 ) 所 以 , 宏 电池效 应 系数 为 : r = i拿/ i合= 1 + ( i含/ i之) ( 4 ) 显 然 , 宏 电池效 应 系数 的物理意 义是 , 由于 宏 电池 的建 立使 阳极金 属 的溶解速 度 ( 腐蚀速 度 ) 增 加 的倍率 。 根 据 从 图 2 获得 的稳 定 i言值 (歹d于表 3) 和 相应 的 i念值 ( 见表 1 ) , 经计算得到 的氧 浓 差 宏 电池效 应 系数 r 列 于表 3 。 由此可 见 , 由于 氧浓 差宏 电池 的作 用 , 使 宏 电池 中阳极 金属 的腐蚀速 度 比未 构成 宏 电池 时的 自然腐蚀速 度增 大 了许 多倍 。 宏 电池效 应 系数与 宏 电池实 表 3 宏电池 的 i全稳定值和宏电池效 应系数 r T a b 一e 3 T h e s t a b l e n u m b e r o r i含 a n d t h e e oe f f i e i e n t o f t h e m a e r o e e l l e o r r o s i o n e f f e e t r 宏 电池类 型 。 : / N : o : /空 气 空 气 / N : 相对 阳极 的 电偶 电流 密度 i全 (必 c/ m ’ ) 宏 电池效应 系数 r 3 3 . 4 7 . 6 8 3 5 . 5 3 . 9 8 9 . 8 5 2 . 9 7 际 作 用强度 相关性 良好 。 我 们在 实验室 中以 湿 砂和 上壤 箱进 行的 土壤 模拟 试验 也获 得 了类 似的结果 ( 另 文发 表 ) 。 进 而可知 , 土 壤 中 由于各种 条件形成 的氧 浓差 宏 电池将 对钢 质构 件 造 成很 严重 的加 速腐 蚀 , 对此 必 须给予高 度重 视