D0I:10.13374/1.issnl00103.2008.06.004 第30卷第6期 北京科技大学学报 Vol.30 No.6 2008年6月 Journal of University of Science and Technology Beijing Jun.2008 活化极化控制下合金表观与真实腐蚀极化图 孟琳何业东 北京科技大学北京市腐蚀，磨蚀与表面技术重点实验室，北京100083 摘要提出了描述合金的腐蚀动力学存在两种腐蚀极化图：(1)合金的表观腐蚀极化图一以电极电位相对单位合金面积 上的阳极电流和阴极电流为坐标系：（②）合金的真实腐蚀极化图一以电极电位相对合金中各相的真实阳极电流密度和阴极 电流密度为坐标系·研究了在活化极化控制下，阴阳极面积比对合金腐蚀动力学的影响，获得了在两种坐标系中合金腐蚀动 力学的定量关系式，由此建立了表观腐蚀极化图与真实腐蚀极化图之间的关系·将表观和真实腐蚀极化图两者结合起来，既 可以直观地表示出合金的腐蚀速率，又可以清楚地分析控制腐蚀电池过程的机理 关键词合金腐蚀：腐蚀电池：腐蚀极化图：极化曲线：阴阳极面积比：腐蚀动力学 分类号TG174.4 Apparent and true corrosion polarization diagrams of alloys under activation po- larization control MENG Lin,HE Yedong Beijing Key Laboratory for Corrosion.Erosion and Surface Technology,University of Science and Technology Beijing.Beijing 100083.China ABSTRACT Two kinds of corrosion polarization diagrams were used to describe the corrosion kinetics of alloys.They have different coordinate systems.One is the coordinate system where the coordinates are the potential and the current on the unit area of alloy sur- face,the other is the coordinate system where the coordinates are the potential and the true anodic and cathodic current density.The former is called the apparent corrosion polarization diagram of alloys.and the latter is called the true corrosion polarization diagram of alloys.The effect of cathode-to-anode area ratio on the corrosion kinetics of an alloy was studied under activation polarization control. Combining the apparent with true polarization diagram,not only the corrosion rate of the alloy can be expressed directly,but also the mechanism of the corrosion cell can be analyzed clearly. KEY WORDS alloy corrosion:corrosion cell;polarization diagram;polarization curve:anode"to-cathode area ratio:corrosion kinet- ics 金属的腐蚀极化图由英国腐蚀科学家Evans在 上的腐蚀电流来描述，因此文献中的腐蚀极化图普 1929年首先提出，被称之为Evans腐蚀极化图】. 遍采用电极电位相对金属或合金的单位面积上的电 多年以来，以Evans所提出的基本概念为基础，包括 流为坐标系，腐蚀时，金属或合金的阳极和阴极相 Evans在内的众多研究者对腐蚀极化图及其相关理 互极化到一个共同的电位，该电位被称之为金属或 论进行不断的发展和完善，使腐蚀极化图在腐蚀科 合金的腐蚀电位Er;在此电位下，金属或合金单 学与工程中得到广泛的应用].腐蚀极化图由表 位面积上的阳极电流或阴极电流相等，称之为金属 征腐蚀电池动力学特征的阴极和阳极极化曲线构 或合金的腐蚀电流密度Ior· 成，在一般情况下，阴极和阳极极化曲线均简化为直 对于纯金属的腐蚀，由于在同一表面上耦合一 线，由于金属或合金的腐蚀速率可以用其单位面积 个阳极反应和一个阴极反应，所以在腐蚀电位下，纯 金属单位表面积上的真实阳极电流、阴极电流与腐 收稿日期：2007-04-30修回日期：2007-06-05 蚀电流相等，其数值均等于腐蚀电流密度，然而，对 基金项目：国家自然科学基金资助项目(N。·60472114) 于合金的腐蚀，由于合金表面存在不同的相，使得腐 作者简介：孟琳(1978-)男，博士研究生：何业东(1950-)，男， 教授，博士生导师，E-mail:htgroup@mater~usth-cdu-cm 蚀电池中发生阳极反应与阴极反应的电极面积并不 一定相等，所以合金的真实阳极电流密度、阴极电流活化极化控制下合金表观与真实腐蚀极化图 孟 琳 何业东 北京科技大学北京市腐蚀、磨蚀与表面技术重点实验室‚北京100083 摘 要 提出了描述合金的腐蚀动力学存在两种腐蚀极化图：（1）合金的表观腐蚀极化图———以电极电位相对单位合金面积 上的阳极电流和阴极电流为坐标系；（2）合金的真实腐蚀极化图———以电极电位相对合金中各相的真实阳极电流密度和阴极 电流密度为坐标系．研究了在活化极化控制下‚阴阳极面积比对合金腐蚀动力学的影响‚获得了在两种坐标系中合金腐蚀动 力学的定量关系式‚由此建立了表观腐蚀极化图与真实腐蚀极化图之间的关系．将表观和真实腐蚀极化图两者结合起来‚既 可以直观地表示出合金的腐蚀速率‚又可以清楚地分析控制腐蚀电池过程的机理． 关键词 合金腐蚀；腐蚀电池；腐蚀极化图；极化曲线；阴阳极面积比；腐蚀动力学 分类号 TG174∙4 Apparent and true corrosion polarization diagrams of alloys under activation po￾larization control MENG Lin‚HE Yedong Beijing Key Laboratory for Corrosion‚Erosion and Surface Technology‚University of Science and Technology Beijing‚Beijing100083‚China ABSTRACT T wo kinds of corrosion polarization diagrams were used to describe the corrosion kinetics of alloys．T hey have different coordinate systems．One is the coordinate system where the coordinates are the potential and the current on the unit area of alloy sur￾face‚the other is the coordinate system where the coordinates are the potential and the true anodic and cathodic current density．T he former is called the apparent corrosion polarization diagram of alloys‚and the latter is called the true corrosion polarization diagram of alloys．T he effect of cathode-to-anode area ratio on the corrosion kinetics of an alloy was studied under activation polarization control． Combining the apparent with true polarization diagram‚not only the corrosion rate of the alloy can be expressed directly‚but also the mechanism of the corrosion cell can be analyzed clearly． KEY WORDS alloy corrosion；corrosion cell；polarization diagram；polarization curve；anode-to-cathode area ratio；corrosion kinet￾ics 收稿日期：2007-04-30 修回日期：2007-06-05 基金项目：国家自然科学基金资助项目（No．60472114） 作者简介：孟 琳（1978—）‚男‚博士研究生；何业东（1950—）‚男‚ 教授‚博士生导师‚E-mail：htgroup＠mater．ustb．edu．cn 金属的腐蚀极化图由英国腐蚀科学家 Evans 在 1929年首先提出‚被称之为 Evans 腐蚀极化图［1—3］． 多年以来‚以 Evans 所提出的基本概念为基础‚包括 Evans 在内的众多研究者对腐蚀极化图及其相关理 论进行不断的发展和完善‚使腐蚀极化图在腐蚀科 学与工程中得到广泛的应用［4—6］．腐蚀极化图由表 征腐蚀电池动力学特征的阴极和阳极极化曲线构 成‚在一般情况下‚阴极和阳极极化曲线均简化为直 线．由于金属或合金的腐蚀速率可以用其单位面积 上的腐蚀电流来描述‚因此文献中的腐蚀极化图普 遍采用电极电位相对金属或合金的单位面积上的电 流为坐标系．腐蚀时‚金属或合金的阳极和阴极相 互极化到一个共同的电位‚该电位被称之为金属或 合金的腐蚀电位 Ecorr；在此电位下‚金属或合金单 位面积上的阳极电流或阴极电流相等‚称之为金属 或合金的腐蚀电流密度 Icorr． 对于纯金属的腐蚀‚由于在同一表面上耦合一 个阳极反应和一个阴极反应‚所以在腐蚀电位下‚纯 金属单位表面积上的真实阳极电流、阴极电流与腐 蚀电流相等‚其数值均等于腐蚀电流密度．然而‚对 于合金的腐蚀‚由于合金表面存在不同的相‚使得腐 蚀电池中发生阳极反应与阴极反应的电极面积并不 一定相等‚所以合金的真实阳极电流密度、阴极电流 第30卷 第6期 2008年 6月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol．30No．6 Jun．2008 DOI:10．13374／j．issn1001－053x．2008．06．004