20 4-1 析氢腐蚀.ppt

第1页：发生析H2腐蚀的必要条件

发生析H2腐蚀的必要条件：发生析H2腐蚀的必要条件:EH>EM2H++2eH2阴极上的析H2反应：酸性介质中2H++2e→H2中性介质中2H2O+2e→2OH-+ H2碱性介质中Zn+2OH-→ZnO22-+H2（EH-EM）越大，析H2腐蚀的可能性越大。溶液pH↓，阴极电位越正；aMn+越小，阳极电位越负，发生析H2腐蚀的可能性越大。。

第2页：析H2反应主要连续步骤

• 析H2反应主要连续步骤：①水化氢离子H+
• H2O向阴极表面移动H+
• H2O（溶液）→H+
• H2O（电极）②H+
• H2O在电极表面还原，同时脱掉H2O分子，生成H原子并吸附在阴极上：H+
• H2O+e→Had+H2O③Had少部分进入金属内部，大部分在表面生成H2：Had+Had→H2↑或Had发生电化学脱附Had+ H+
• H2O+e→H2↑+H2O④H2分子聚集成H2泡逸出。

第3页：析氢过电位与腐蚀速度

ηH=EH-EO,HηH越大，析H2电位EH就越接近阳极电位，腐蚀电池电位差减小，icorr减小。

ηH与ic符合Tafel关系：ηH=aH+bHlgic说明析H2腐蚀是活化极化控制的。在析H2腐蚀中,ηH对腐蚀速度有很大影响。ηH的大小与析H2腐蚀的氢电极材料的性质及表面状况有关。表4-2。

第4页：氢去极化阴极极化曲线

• +EE0.HEH
• HNi1ic图4-3 H+去极化过程的阴极极化曲线氢电极有-i通过时E负向变化,随后，ic增大，有H2析出。

第5页：析氢过电位实测数据

表4-2阴极电密为1mA/cm2时部分金属的ηH：本页表格源文本数字粘连，未做自动切分，结构待人工还原。

ηH(V)电解质电极材料ηH(V)电解质电极材料0.600.510.580.350.460.480.260.150.300.370.571M H2SO41M H2SO41M H2SO40.5M H2SO40.5M H2SO40.5M H2SO40.5M H2SO40.5M H2SO40.5M H2SO40.5M H2SO40.5M H2SO4CCdAlAgTaCuWPtNiFeSn1.181.041.050.800.630.650.300.780.240.140.720.5M H2SO1M HCl1M HCl1M HCl1M HCl1M HCl1M HCl1M H2SO41M H2SO41M

第6页：锌在酸中的阴极控制腐蚀

Zn在酸中的腐蚀是阴极控制，腐蚀速度主要取决于ηH。

纯Zn和工业Zn在酸中的腐蚀极化图。由于氢在Zn上的析H2过电位很高，故为阴极控制。阴极控制下使icorr↑的腐蚀电位Ecorr正方向变化。

第7页：钝化膜金属的阳极控制腐蚀

有钝化膜的金属在稀酸中的腐蚀属阳极控制。

阳极控制下，使icorr↑的Ecorr变负。溶液中有O2时，钝化膜易被修复，icorr↓。溶液中有Cl-时，钝化膜被破坏，icorr↑。

第8页：钢铁在无氧酸中的析H2腐蚀

钢铁在无氧酸中的析H2腐蚀。

高硫钢比钢的析H2腐蚀速度大。主要是形成Fe-FeS微电池，钢中S以S2-进入溶液。在混合控制下腐蚀电位可正方向变化，可负方向变化。

第9页：锌及含杂质锌的腐蚀极化图

图4-6锌及含有杂质的锌在酸中的腐蚀（阴极控制）+EE0.cE0.algiZn+HgZnZn+CuZn+FeZn Zn2++2e2H++2e H2。

第10页：金属在弱酸中的阳极控制腐蚀

图4-7金属在弱酸中的腐蚀（阳极控制）S1S2S3E0,cE0,a+Elgi脱氧溶液充气溶液含Cl-溶液。

第11页：

第12页：减小析氢腐蚀的途径

• 对于阴极控制和混合控制的析H2腐蚀，icorr主要取决于ηH，故应设法提高ηH
• 对于阳极控制的析H2腐蚀，应加强阳极钝化
• ①减小或消除金属中析H2过电位小的阴极性杂质
• 加入氢过电位大的合金成份
• ②加入缓蚀剂
• 大大提高ηH
• ③降低溶液中的活性阴离子