C腐蚀研究 osion Research 的阳极圆会不断的被腐纯 是因为发生了电化学腐电，这种腐 决定了金属的电极电位，与金属本 第三，如果生成薄膜，随着金 蚀伴随有电流发生。金属在固态时 身化学性质、品格结构、溶液离 屋离子的由离，违草将受利破坏浦 一船为品体，其品格是由整齐排列 浓度。温度第右关。水分子是强杯 若附着基体的剥离而税落。 的金属正离子及在其间流动着的电 性分子，能在带电的电极表面定向 第四，氧的去极化腐蚀。能使 子组成。将金属浸入电解质溶液 吸附，形成一层定向排列的水分子 金属纯化的通常是强氧化剂，然而 中，由于水的极性分子的作用，金 偶极层。当电极表面荷负电时，由 强氧化剂只是取金属电子使金属 属表面的金属离子将发生水化。如 于溶液一侧阳离子与电极表面只有 氧化的能力强，而并非含氧量高。 果水化时所产生的水化能足以克服 静电作用而无特性吸附作用，而目 按照传统理论，钝化是金属表面氧 品格中金属离子与电子之间的引 阳离子水化程度较高，不容易穿过 化成吸附氧分子层，则说明受度纯 力，则一些金属离子将脱落下来进 水化膜而突人水偶极层，形成如图 的金属电极周围必然存在一定量的 入金属表面的液层中形成水化离 2所示的外紧密层3 氧。在中性溶液中，金属锌刚放入 子，而金属品格上的电子不能被转 假设溶液中离子电荷是诈续分 时，由于表面的电化学性不均匀 人溶液中水化，仍然留在金属上 布的，用静电学中的泊松方程，把 发生微电池腐蚀。发生纯化时若是 遗留电子在金属表面不新积累，并 电荷的分布与电位分布联系起来 因为表面吸附了一层分子层的氧 吸引水化金属离子回到金属表面与 则氧将吸收电子发生离子化： 电子结合，当电离与结合达到动态 如下试：=盟 02+2H,0+4e 4OH,在中性溶液 平衡时，Me+niH,OMe+gnH,O+ 由高斯定律，表面电荷密度。 中OH浓度为10moL,O2的压力此时金属水化离子就聚集在金属表 与电位度关系为： 为21.3kPa,由能斯特公式可以计 面的液层中，在金属一溶液界面上 算出氧的平衡电位： 形成了双电层，如图1所示 双电层上金属表面的电荷密度 -=+0.805V.即 金配水化离司 当金屈的电位小于0.805V时，就会 发生氧去极化腐蚀。 第五，金屈除了可以用一些氧 化剂处理使之纯化之外，还可以采 用电化学的方法使之钝化。 3电子理论解释 金属的化学腐蚀是金属与非金 属元素或化合物直接发生化学作 图1双电层示意图 图2外紧密层结构示意图 用，形成金属的某种化合物，从而 降低或破坏了金属属性，腐蚀过程 中没有电流产生。发生化学腐蚀是 由合屋本身的化学亲和力（即化器 活泼性)所决定的。比较活泼的金 尾你首先发生化学度油 金属在电解质中发生腐蚀主要 图3平衡电层 图4平衡电层破坏 25 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.enki.net 全面腐蚀控制 第 23 卷第 8 期 2009 年 8 月 25 护阳极则会不断的被腐蚀。 第三，如果生成薄膜，随着金 属离子的电离，薄膜将受到破坏随 着附着基体的剥离而脱落。 第四，氧的去极化腐蚀。能使 金属钝化的通常是强氧化剂，然而 强氧化剂只是夺取金属电子使金属 氧化的能力强，而并非含氧量高。 按照传统理论，钝化是金属表面氧 化或吸附氧分子层，则说明受腐蚀 的金属电极周围必然存在一定量的 氧。在中性溶液中，金属锌刚放入 时，由于表面的电化学性不均匀， 发生微电池腐蚀。发生钝化时若是 因为表面吸附了一层分子层的氧， 则氧将吸收电子发生离子化： O2+2H2O+4e→4OH- ，在中性溶液 中OH- 浓度为10-7mol/L，O2的压力 为 21.3kPa，由能斯特公式可以计 算出氧的平衡电位： V，即 当金属的电位小于0.805V时，就会 发生氧去极化腐蚀。 第五，金属除了可以用一些氧 化剂处理使之钝化之外，还可以采 用电化学的方法使之钝化。 3 电子理论解释 金属的化学腐蚀是金属与非金 属元素或化合物直接发生化学作 用，形成金属的某种化合物，从而 降低或破坏了金属属性，腐蚀过程 中没有电流产生。发生化学腐蚀是 由金属本身的化学亲和力（即化学 活泼性）所决定的。比较活泼的金 属将首先发生化学腐蚀。 金属在电解质中发生腐蚀主要 是因为发生了电化学腐蚀，这种腐 蚀伴随有电流发生。金属在固态时 一般为晶体，其晶格是由整齐排列 的金属正离子及在其间流动着的电 子组成。将金属浸入电解质溶液 中，由于水的极性分子的作用，金 属表面的金属离子将发生水化。如 果水化时所产生的水化能足以克服 晶格中金属离子与电子之间的引 力，则一些金属离子将脱落下来进 入金属表面的液层中形成水化离 子，而金属晶格上的电子不能被转 入溶液中水化，仍然留在金属上[2]。 遗留电子在金属表面不断积累，并 吸引水化金属离子回到金属表面与 电子结合，当电离与结合达到动态 平衡时，Me+nH2O Me +gnH2O+e 此时金属水化离子就聚集在金属表 面的液层中，在金属－溶液界面上 形成了双电层，如图 1 所示。 双电层上金属表面的电荷密度 决定了金属的电极电位，与金属本 身化学性质、晶格结构、溶液离子 浓度、温度等有关。水分子是强极 性分子，能在带电的电极表面定向 吸附，形成一层定向排列的水分子 偶极层。当电极表面荷负电时，由 于溶液一侧阳离子与电极表面只有 静电作用而无特性吸附作用，而且 阳离子水化程度较高，不容易穿过 水化膜而突入水偶极层，形成如图 2 所示的外紧密层[3-5]。 假设溶液中离子电荷是连续分 布的，用静电学中的泊松方程，把 电荷的分布与电位分布联系起来， 如下式： 由高斯定律，表面电荷密度 q 与电位剃度关系为： 图 1 双电层示意图 图 2 外紧密层结构示意图 图 3 平衡电层 图 4 平衡电层破坏 Corrosion Research 腐蚀研究