氢去极化腐蚀与氧去极化腐蚀
2012-08-01 00:00:00 作者:林玉珍 来源:《腐蚀防护之友》 分享至:


  MH吸附+MH吸附→(MH2(化学脱附)或一个氢离子放电并同时与一个吸附氢原子复合


  H++MH吸附+Me→(MH2(电化学脱附)


  (4)氢分子形成气泡离开电极表面。


  在分步反应中,反应速度最慢的步骤是整个氢去极化过程的控制步骤。对大多数金属来说,第(2)电化学步骤是控制步骤。有少数金属如Pt是第(3)复合脱附步骤,是控制步骤。


  值得注意的是,涉及析氢腐蚀时,对有些金属,如Fe,在其表面吸附的氢原子,部分会向金属内部扩散,这就有可能导致金属发生氢脆。如对碳钢设备进行阴极保护时,若保护电位过负,大量的析氢,会有氢原子向金属中渗透,有可能引起氢脆,反使设备受损。


  氢去极化的阴极极化曲线


  典型的氢去极化阴极极化曲线如图1所示。
 


  由于析氢过程中的阻力,氢的析出电位要比氢的平衡电位更负些。


  由图可见,当电图位比Ee,H更负时才有氢的析出,而且电位越负,析出的氢越多,电流密度也越大。


  在一定的电流密度i1下,氢的平衡电位Ee,H与析氢电位Ek之间的差值就是该电流密度下的氢过电位,即


  ηH=Ee,k一Ek


  当电流大到一定程度时,氢过电位与电流密度的对数之间成直线关系,服从塔菲尔公式。


  ηH=aH+bH1gi


  式中常数aH与电极材料、表面状态、溶液组成等有关。常数bH与电极材料无关。


  由于不同材料的电极表面对氢离子还原反应有不同的催化作用,因此,氢在不同材料的电极上析氢的过电位差别很大,通常,根据a值大小将金属分为三类:


  (1)高氢过电位金属,主要有铅、汞、锌、锡等。


  (2)中氢过电位金属,主要有铁、钻、镍、铜等。


  (3)低氢过电位金属,主要是铂和钯等铂族金属。


  氢去极化腐蚀的特点和影响因素


  从热力学角度讲,金属的电极电位越负,发生氢去极化腐蚀的倾向越大,一般说来,许多黑色金属和它们的合金在酸性溶液中都属于氢去极化腐蚀。

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