谢建辉等：A,钢的氧浓差宏电池腐蚀作用的研究 ·61· 电位E。,由此获得3种宏电池的电偶电流密度，和偶合后两试样电位随时间的变化曲线， 如图2(a)、(b)、(c)所示。 图2表明，3种状态宏电池中，偶接后两试样电位随时间逐渐负移达某个稳定值。而电 偶电流密度，则随时间逐渐增大，达某峰值后下降渐趋稳定值，。峰值处，偶接两试样的电 位差也最大。3种状态宏电池的曲线变化趋势基本一致。图2中，稳定值表明，3组宏电池 中反应稳定后阳极的溶解速度显著不同。各宏电池随氧浓差减小，其稳定反应电流密度降 低，这与表2中的失重结果一致。 表2不同宏电池中氧浓差异和阳极金属腐蚀速度 Table 2 The oxygen concentration difference and the corrosion rate of anodic steel 宏电池类型 02/N2 0,/空气 空气/N2 氧浓差(10-3%) 44.5 31.1 13.4 阳极失重腐蚀(g/cm2·h) 2.54×10-2 2.01×1021.07×102 120(a) E.A.N)-司90 720o) E,(A,空气)~t 月60 80 E:(A3,O2)~t 日640 E,(A,O2)~t 50 560 0 至 40 i:(A:)-t 30 480 400 10 i(A:)-t 20 0 20 406080100120 400 t,h 020 406080100120 t,h 190cy E(A).N)-t] 月0 E(A,空气)~t15.0月 图23种状态氧浓差宏电池的i,~t和E,~t曲线 30 110至 (a)0,/N,(b)0,/空气(c)空气/N, i(Art 7.0 Fig.2 The is~t and E:~t cur ves of 550 three oxygen concentration 470 3.0 020406080100120 (a)O:/N:(b)O:/air (c)air/N: t,h 当宏电池两极试样短路后，由于两试样间存在明显初始电位差，从而产生了宏电池电 流。，将使阳极表面氧化反应加速，还原反应抑阻；相反却使阴极表面还原反应加速，氧 化反应抑阻，，的这种贡献都将破坏和改变两极试样表面原有表面膜状态，结果都表现为电 位负移，但急剧的氧化反应使阳极试样的电位负移更甚，这就造成了宏电池两极试样间更 大的电位差，进一步增大了电偶电流。随反应过程继续进行，两极试样表面膜渐趋稳定态， 电位差也减小而趋稳定，相应地也使减小而趋稳定。结果表现为峰值处的两极试样电位 差最大。 本项研究的试验介质为3.5%NaC1,腐蚀过程受阴极反应的氧扩散控制。随着腐蚀过程 进行，两极试样表面的各反应过程发生了不同方向的变化，可由图3所示的极化图予以说 明。曲线1和2分别为低氧和富氧介质中的氧还原阴极极化曲线，b为非偶合自然态的阳 极极化曲线。此时低氧和富氧介质中各自的自然腐蚀电流密度分别为途和派，且>谵。谢建辉等 : A : 钢 的氧浓差 宏 电池 腐蚀作用的研究 电位 E g , 由此获 得 3 种宏 电池 的 电偶 电流 密度 i : 和 偶 合后 两试 样 电位随 时 间的变化 曲线 , 如 图 2 ( a ) 、 ( b ) 、 ( 。 ) 所 示 。 图 2 表 明 , 3 种 状态宏 电池 中 , 偶 接后 两试样 电位 随时 间逐渐 负 移达某个 稳定值 。 而 电 偶电流密度 1 9 则 随时间逐渐增 大 , 达某峰值后下 降渐 趋 稳定值 , 1 9 峰 值处 , 偶 接两 试样 的 电 位差 也最大 。 3 种状态宏 电池 的 曲线变化趋 势基 本 一致 。 图 2 中 1 9 稳定值表 明 , 3 组宏 电池 中反 应稳 定后 阳极 的溶 解速度显 著 不 同 。 各宏 电池随 氧浓 差减 小 , 其稳 定反 应 电流密度 降 低 , 这与表 2 中的 失重结果 一致 。 表 2 不同宏电池 中氧浓差异 和阳极 金属 腐蚀速度 T a b l e 2 T h e o x y g e n e o n e e n t r a t i o n d if f e r e n e e a n d t h e e o r r o s i o n r a t e o f a n od i e s t e e l 宏电池类型 仇 / N : 仇 /空气 空气 / N Z 氧浓差 ( 1 0 一 ” % ) 4 4 . 5 3 1 . 1 1 3 . 峨 阳 极失重腐蚀 ( g / e m Z · h ) 2 . 5峨x 1 0 一 2 2 . 0 1 x 1 0 一 , 1 . 0 7 x l 0 , 口。ù式之孑 产万 _ _ , 、 E . ( A l . 空 气 ) 一 t , 乙。 {。 ) 一 {之 / 一一一二 , 尸= , 一 , 一 吕0 6 4 0 {I \ / / L : L八, , U , , 一 L l l甘 、 / 卜6 0 0 ù n ù 气一 `叼UU 4 r ’ : (A , ) 一 ’ 40 0 _ _ _ 一 . ` . , ǎ目US . Aul) 囚l . /9 v花 . 才 20468 ,尹刀J O哎曰 4 J 马 囚( U的 . Aul囚) l 0 2 0 40 6 0 8 0 100 120 t , h 图 2 3 种状态氧浓差宏电池 的 i 。一 t 和 E : 一 t 曲 线 ( a ) o , / N , ( b ) O : /空气 ( e ) 空气 / N , F 19 . 2 T h e i : 一 t a n d E 。 一 t e u r v e s o f 一代口a花 . 护 1反刀L n0 , J ǎ囚口à目SA三l t h r e e ( a ) O : / N : o x y g e n e o n e e n t r a t i o n ( b ) 0 : / a i r ( e ) a i r / N : 当宏 电池两 极试样 短路 后 , 由于 两试 样 间存在 明显初 始 电位差 , 从 而产 生 了宏 电池 电 流 i : 。 i ` 将使 阳极 表 面氧化 反 应加速 , 还 原反 应抑 阻 ; 相 反却 使 阴极表 面还原反 应加 速 , 氧 化反 应抑 阻 。 i 。 的这种贡 献都 将破 坏和 改 变两极 试 样表 面原 有表 面 膜状 态 , 结 果都表现 为 电 位 负移 , 但急剧 的氧 化反 应 使 阳极 试 样的 电位 负移 更 甚 , 这就造 成 了宏 电池 两极试 样 间更 大的 电位 差 , 进一 步增大 了 电偶 电流 。 随反 应过 程继 续进行 , 两极 试 样表 面膜 渐趋 稳定态 , 电位 差也减 小而 趋稳 定 , 相 应地 也使 i : 减 小而 趋稳 定 。 结果 表现 为 峰值处 的两 极试 样 电位 差最 大 。 本项研究 的试验 介质为 3 . 5 写N a cl , 腐蚀 过 程受 阴极 反应 的氧 扩散控 制 。 随着 腐蚀过 程 进行 , 两极 试样 表面 的各 反应 过程 发生 了 不 同方 向的变化 , 可 由图 3 所示 的极化 图予 以说 明闭 。 曲线 1 和 2 分别为低 氧和 富氧介质中的 氧还原 阴极 极化 曲线 , b 为非偶 合 自然态的 阳 极 极 化 曲线 。 此 时低 氧和 富氧 介质中各 自的 自然腐蚀 电流 密度 分别 为 i之和 靖 , 且 i f > 玲