由图可见，氢过电位低的阴极相杂质，如Fe、cu，对腐蚀起促进作用，使金属腐蚀速度增大。而过电位高的杂志，如Hg，将会使基体金属腐蚀速度变低。

　　表面状态对氢过电位也有影响，粗糙表面与光滑表面相比，前者因实际面积大，电流密度小，氢过电位就小，氢去极仃腐蚀也就越严重。

　　（4）与阴极面积有关。

　　阴极区面积增加，氢过电位减小，析氢反应加快，导致腐蚀速度增大。从图2可见，由于碳钢中碳是以Fe₃C的形式分散存在的，在Fe₃C上的析氢过电位较低，所以碳钢比工业纯铁腐蚀严重。如果含碳量越高，则局部阴极（Fe₃C）的面积就越大，阴极极化率就越小，腐蚀速度就越大。因此，碳钢在盐酸中的腐蚀速度随含碳量的增加而上升。

　　（5）与温度有关。

　　温度升高，氢过电位减小，阳极反应和阴极反应都将加快，从而使腐蚀速度加剧。

　　氧去极化腐蚀

　　在中性和碱性溶液中，氢离子浓度较小，析氢反应电位较低。因此，一般金属腐蚀过程的阴极反应往往不可能是析氢反应。而溶液中溶解氧的还原反应电位要比氢的电位正1.229V，所以，在这种情况下，往往是吸氧反应，氧分子将作为腐蚀的去极化剂。可见氧去极化腐蚀要比氢去极化腐蚀更为普遍。自然条件（大气、海水、土壤）下的腐蚀，大多是属于这一类。

氧向金属（电极）表面的输送

　　在腐蚀过程中，溶解氧不断在金属表面还原，大气中的氧就不断溶入溶液并向金属表面输送，其过程较为复杂。如图4所示
 

　　（1）氧通过空气/溶液界面溶入溶液中。

　　（2）以对流和扩散方式通过溶液本体的厚度层。

　　（3）以控散方式通过金属表面溶液的静止层而达到金属表面。

　　虽然扩散层厚度不大，一般为10^-2~5×10^-2，但氧只能以扩散这种唯一的方式通过。因此，通常扩散步骤最缓慢，导致此步成为整个阴极过程的控制步骤。

　　氧的还原反应及其阴极极化曲线

　　在酸性溶液中氧的还原反应为

　　0₂+4H⁺+4e→2H₂0

　　在碱性溶液中氧的还原反应为

　　0₂+2H₂0+4e→4OH^-

　　氧的还原反应历程较为复杂，至今尚待研究。氧气极化的阴极极化曲线，如图5所示。
 

　　由于控制因素不同，氧还原过程的总阴极极化曲线分为四个部分：

　　（1）阴极过程由氧的离子化反应速度所控制

　　如果氧的供应充足，且在不大的电流密度下进行时，就属于此种情况（见图中E_e，₀PBC）

　　在一定的电流密度范围内，氧的过电与电流密度的对数成直线关系，并服从塔菲尔公式

　　η0=E_e，₀一E_k=a₀+b₀1gi

　　常数a₀与电极材料与表面状态有关，常数b₀与电极材料无关。

　　但实际上，当i>1/2i_d时，浓度极化会出现，极化曲线的走向将偏离E_e，₀PBC。

　　阴极过程由氧的离子化反应和氧的扩散过程混合控制

　　当电流为1/2i_d<i>i_d（极限扩散电流密度）时，由于浓度极化的出现，曲线将从P点开始偏离BC线而走向F点。阴极过程的速度将与氧的离子化反应和氧的扩散过程都有关。

　　（3）阴极过程由氧的扩散过程控制

　　因扩散过程的阻滞，随电流密度增大，极化曲线开始很徒地上升，当i=id时，就形成垂直地走向FSN，电极电位大大地移向负方。此时整个阴极过程的速度完全由氧的扩散过程控制，氧去极化的过电位不再决定定于电极材料和表面状态，而是完全取决于氧的极限扩散电流密度id，即取决于氧的溶解度及氧在溶液中的扩散条件。

 4/5 首页 上一页 2 3 4 5 下一页 尾页