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.618 北京科技大学学报 第30卷 E◆ a (b) 表观阴极极化曲线 真实阴极极化曲线 M 表观阳极极化曲线 真实阳极极化曲线 logln o log il 图3阳极面积远小于阴极面积时合金的腐蚀极化图.（妇）表观腐蚀极化图：(b)真实腐蚀极化图 Fig.3 Corrosion polarization diagrams of an alloy when the cathode area is much larger than the anode area:(a)apparent corrosion polarization di- agram:(b)true corrosion polarization diagram 图3(b)中合金的真实极化图可以看出，合金真实的 小于(Ior)max·当阴极面积远小于阳极面积和阳极 阳极过程实际上是加速的，往往造成合金的局部腐 面积远小于阴极面积时，这两种情况分别对应于 蚀，如合金的选择性腐蚀和合金的晶间腐蚀， B 根据式(9)，当合金的阴阳极面积比发生变化 十月<A<1和0<A<B十，其腐蚀电流密度 时，合金的腐蚀电流密度Imr会随之发生变化，并且 Ion都小于(Ior)max· 在阳极面积很小时或阴极面积很小时，都可以使合 从图1~3可以看出，合金的表观腐蚀极化图可 金的腐蚀电流密度Im显著下降，因此存在一个阴 以直观地表示出合金的腐蚀速率，同时可以判断腐 阳极面积比可使合金的腐蚀电流密度I达到最大 蚀电池是受阳极过程控制，阴极过程控制，还是受混 值.对式(9)两边取对数可得： 合过程控制，但却不能给出发生该控制过程的原因； Eee一Eea “月+y+g千g血io.+nA)+ 合金的真实腐蚀极化图并不能直观地表示出合金的 腐蚀速率，但它清晰地反映了合金真实的电极动力 月千[In io.+In(1-A)] (10) 学过程，因此，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 将式(10)两边对A求导可得： 清楚地得知控制腐蚀电池过程的机理， dln Lcor= B1_ dA 月十E.A一B+E1-A (11) 3结论 令式(11)的值为零，可得到： (1)描述合金的腐蚀动力学存在两种腐蚀极化 A=8十E。 图：(a)合金的表观腐蚀极化图一以电极电位相对 由于， 单位合金面积上的阳极电流和阴极电流为坐标系； dln Icor0 B (b)合金的真实腐蚀极化图一以电极电位相对合 dA 0KA<B干月 金中各相的真实阳极电流密度和阴极电流密度为坐 dln Lcor.∠0 B (12) 标系 dA 十月下A<1 (2)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 所以，在其他量不变的情况下，当A=B千时， 合金腐蚀动力学的定量关系式，由此建立了表观腐 Ior具有极大值，可表示为(Ior)mr·可以看出，阴 蚀极化图与真实腐蚀极化图之间的关系， 阳极面积相等时合金的腐蚀电流密度Ir并不一定 (3)将表观和真实腐蚀极化图两者结合起来， 是极大值，只有在B=B。的条件下合金的腐蚀电流 既可以直观地表示出合金的腐蚀速率，又可以清楚 密度在阴阳面积相等时才等于(Ior)max,否则都会 地分析控制腐蚀电池过程的机理，图3 阳极面积远小于阴极面积时合金的腐蚀极化图．（a） 表观腐蚀极化图；（b） 真实腐蚀极化图 Fig．3 Corrosion polarization diagrams of an alloy when the cathode area is much larger than the anode area：（a） apparent corrosion polarization diagram；（b） true corrosion polarization diagram 图3（b）中合金的真实极化图可以看出合金真实的 阳极过程实际上是加速的往往造成合金的局部腐 蚀如合金的选择性腐蚀和合金的晶间腐蚀． 根据式（9）当合金的阴阳极面积比发生变化 时合金的腐蚀电流密度 Icorr会随之发生变化并且 在阳极面积很小时或阴极面积很小时都可以使合 金的腐蚀电流密度 Icorr显著下降因此存在一个阴 阳极面积比可使合金的腐蚀电流密度 Icorr达到最大 值．对式（9）两边取对数可得： ln Icorr＝ Eec— Eea βa＋βc ＋ βa βa＋βc （ln i0a＋ln A）＋ βc βa＋βc ［ln i0c＋ln（1— A）］ （10） 将式（10）两边对 A 求导可得： dln Icorr d A ＝ βa βa＋βc 1 A — βc βa＋βc 1 1— A （11） 令式（11）的值为零可得到： A＝ βa βa＋βc ． 由于 dln Icorr d A ＞0 0＜ A＜ βa βa＋βc dln Icorr d A ＜0 βa βa＋βc ＜ A＜1 （12） 所以在其他量不变的情况下当 A ＝ βa βa＋βc 时 Icorr具有极大值可表示为（ Icorr）max．可以看出阴 阳极面积相等时合金的腐蚀电流密度 Icorr并不一定 是极大值只有在 βa＝βc 的条件下合金的腐蚀电流 密度在阴阳面积相等时才等于（ Icorr）max否则都会 小于（ Icorr）max．当阴极面积远小于阳极面积和阳极 面积远小于阴极面积时这两种情况分别对应于 βa βa＋βc ＜ A＜1和0＜ A ＜ βa βa＋βc 其腐蚀电流密度 Icorr都小于（ Icorr）max． 从图1～3可以看出合金的表观腐蚀极化图可 以直观地表示出合金的腐蚀速率同时可以判断腐 蚀电池是受阳极过程控制阴极过程控制还是受混 合过程控制但却不能给出发生该控制过程的原因； 合金的真实腐蚀极化图并不能直观地表示出合金的 腐蚀速率但它清晰地反映了合金真实的电极动力 学过程．因此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 清楚地得知控制腐蚀电池过程的机理． 3 结论 （1） 描述合金的腐蚀动力学存在两种腐蚀极化 图：（a）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； （b）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． （2） 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． （3） 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． ·618· 北 京 科 技 大 学 学 报 第30卷