17 3-3 活化极化控制的腐蚀动力学方程.ppt

第1页：阳极极化与阴极极化的成因

阳极极化与阴极极化的成因：对于阳极极化，是因阳极溶解反应速度<电子流走的速度；对于阴极极化，是因阴极还原反应速度<电子流入阴极的速度。1.单电极反应的活化极化方程2.活化极化控制下的腐蚀速度。

第2页：平衡电位与交换电密

设电极反应为R O +ne若，则电极上没有净电流通过，电极处于平衡态。

平衡电位E0时，i0表示在平衡电位时电极氧化方向和还原方向的反应速度。若电极反应的电极电位偏离了平衡电位E0，则，这时电极上有净电流通过，即有净的电极反应发生。电极反应的净速度i为两个反应方向的速度差：i(ia或ic)称为极化电密。

第3页：氧化与还原反应速度式

• 氧化反应速度：还原反应速度：式中
• 、β为电极反应的传递系数，
• 、β、i0是最基本的动力学参数。当η>0时，电极上只能发生氧化反应；当η<0时，电极上只能发生还原反应。阳极极化时，阴极极化时，称为单电极反应的活化极化方程。

第4页：强极化区的Tafel关系

当η>2.3RT/nF时，以上二式中逆向反应速度可忽略。

给定的电极体系中，T、α、β、i0都是常数，令或：即Tafel公式。aa、ac为Tafel常数，ba、bc为Tafel斜率。η-lgi图。

第5页：弱极化区的线性关系

当η较小时|η|较小时，η与i呈线性关系。

称这种极化为线性极化。极化曲线上|η|很小处的一段是直线，此段极化曲线的范围是|η|<0.01V。在强极化区，η和lgi呈直线关系，符合Tafel规律，称此段为Tafel区。在|η|=0.01～0.12V的范围内，是线性关系和半对数关系之间的过渡区，称为弱极化区。

第6页：过电位与电密的关系

• lgi+
• -
• (Ecorr)0弱极化区强极化区(Tafel直线区)图
• 与ia、ic的关系
• lgi

第7页：多重电极反应的腐蚀体系

金属发生电化学腐蚀时，金属表面同时进行两对以上的电极反应。

Fe Fe2++2eH22H++2e铁电极发生阳极极化，使氢电极发生阴极极化，使在Ecorr下，ia1=ic2=icorr即。

第8页：腐蚀速度与过电位的关系式

根据单电极反应电化学极化方程，得该式反应了icorr与η的关系。

测出Ecorr、E0,1、E0,2，通过比较ηa、ηc可确定腐蚀是阴极控制还是阳极控制，可推出ia外或ic外与η的关系。

第9页：活化极化控制的动力学方程

• 即活化极化控制下的金属腐蚀动力学方程。
• a(或
• c)=0时，ia外=icorr（或ic外=icorr）即实验测定电化学腐蚀速度的理论基础。

第10页：半对数腐蚀极化图

图3-14半对数腐蚀极化图氢发生阴极极化Fe发生阳极极化在Ecorr下，icorr=ia1=ic2+EE0,2EcorrE0,1i20i10ia1ic2ic外ia外SicorrlgiEFe2+/FeE2H+/H2。