电化学腐蚀实验报告

电化学腐蚀原理和现实生产生活上的应用 材料化学一班 黄卿 201040730112

摘要：腐蚀现象都是由于金属与一种电解质（水溶液或熔盐）接触，因此有可能在金属

／电解质界面发生阳极溶解过程（氧化）。这时如果界面上有相应的阴极还原过程配合，则电解质起离子导体的作用，金属本身则为电子导体，因此就构成了一种自发电池，使金属的阳极溶解持续进行，产生腐蚀现象。

关键词：电化学腐蚀原理 晶间腐蚀 均匀腐蚀 应力腐蚀 防护与应用 镀层 阳极保护

Summary: Decay phenomena to all contact a kind of electrolyte(aqueous solution or Rong salt) because of metal, therefore probably take place in metal/electrolyte interface anode deliquescence process.(oxidize)At this time if there is homologous cathode on the interface restoring a process match, the electrol

第2讲 金属的电化学腐蚀的基本知识

电化学腐蚀—电化学腐蚀是指金属与电解质溶液（大多数为水溶液）发生电化学反应，反应过程中有电流产生。 必要条件：金属必须与导电介质（电解液）接触。 腐蚀环境：酸，碱，盐，海水，河水，雨水，潮湿空气。 2.1. 金属电化学腐蚀热力学

2.1.1 电化学腐蚀现象及电池工作过程 例1：锌板在KCl溶液中的腐蚀：

Ⅰ区—阴极区：无腐蚀，富氧区。 阴极反应：O+H2O+2e=2OH-。 阴极反应产物：KOH。

Ⅱ区—是Ⅰ区和Ⅲ区的交界处,即在阳极过程产物Zn2+和阴极过程产物OH-在此处相遇,导致腐蚀次生过程的发生。 最终形成难溶的产物:

Zn2+ + 2OH- → Zn(OH)2。

29

Ⅲ区—阳极区:贫氧区,锌被溶解。 阳极反应: Zn → Zn2+ + 2e

阳极反应产物ZnCl2。 例2： 析 1t 锌和锌合金在H2SO4溶液中。 氢 1%Sn 总反应:Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑

第2讲 金属的电化学腐蚀的基本知识

电化学腐蚀—电化学腐蚀是指金属与电解质溶液（大多数为水溶液）发生电化学反应，反应过程中有电流产生。 必要条件：金属必须与导电介质（电解液）接触。 腐蚀环境：酸，碱，盐，海水，河水，雨水，潮湿空气。 2.1. 金属电化学腐蚀热力学

2.1.1 电化学腐蚀现象及电池工作过程 例1：锌板在KCl溶液中的腐蚀：

Ⅰ区—阴极区：无腐蚀，富氧区。 阴极反应：O+H2O+2e=2OH-。 阴极反应产物：KOH。

Ⅱ区—是Ⅰ区和Ⅲ区的交界处,即在阳极过程产物Zn2+和阴极过程产物OH-在此处相遇,导致腐蚀次生过程的发生。 最终形成难溶的产物:

Zn2+ + 2OH- → Zn(OH)2。

29

Ⅲ区—阳极区:贫氧区,锌被溶解。 阳极反应: Zn → Zn2+ + 2e

阳极反应产物ZnCl2。 例2： 析 1t 锌和锌合金在H2SO4溶液中。 氢 1%Sn 总反应:Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑

金属的电化学腐蚀与防护

知能定位

1.

了解金属腐蚀的原因，能辨别金属发生腐蚀的类型。

2.

了解金属电化学腐蚀的原因及反应原理。

3.了解金属防护的一般方法及金属的电化学防护的原理。

情景切入

铁生锈的现象随处可见，为什么铁在潮湿的环境中容易生锈？采取什么措施可以防止铁生锈呢？

自主研习

一、金属的电化学腐蚀

1.金属腐蚀

（1）定义 金属或合金与周围环境中的物质发生化学反应而腐蚀损耗的现象。

（2）实质 金属失去电子被氧化。

（3）类型

①化学腐蚀：指金属与其他物质直接接触发生氧化还原反应而引起的腐蚀。腐蚀过程中无电流产生。

②电化学腐蚀：指不纯的金属或合金发生原电池反应，使较活泼的金属失去电子被氧化而引起的腐蚀。

2.

电化学腐蚀

（1）吸氧腐蚀：钢铁表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性时，氧气参加电极反应，发生吸氧腐蚀。

负极： 2Fe==4e-+2Fe2+

；

正极： 2H2O+O2+4e-==4OH-；

总反应： 2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH) 2

。

最终生成铁锈（主要成分为Fe2O3·xH2O），反应如下：

2Fe(OH) 3==Fe2O3·xH2O+(3-x

)H2O。

(2)析氢腐蚀：金属表面的电解质溶液酸性较强，腐蚀过程中不断有 第 1 页 共 5 页

金属的电化学腐蚀与防护

知能定位

1.

了解金属腐蚀的原因，能辨别金属发生腐蚀的类型。

2.

了解金属电化学腐蚀的原因及反应原理。

3.了解金属防护的一般方法及金属的电化学防护的原理。

情景切入

铁生锈的现象随处可见，为什么铁在潮湿的环境中容易生锈？采取什么措施可以防止铁生锈呢？

自主研习

一、金属的电化学腐蚀

1.金属腐蚀

（1）定义 金属或合金与周围环境中的物质发生化学反应而腐蚀损耗的现象。

（2）实质 金属失去电子被氧化。

（3）类型

①化学腐蚀：指金属与其他物质直接接触发生氧化还原反应而引起的腐蚀。腐蚀过程中无电流产生。

②电化学腐蚀：指不纯的金属或合金发生原电池反应，使较活泼的金属失去电子被氧化而引起的腐蚀。

2.

电化学腐蚀

（1）吸氧腐蚀：钢铁表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性时，氧气参加电极反应，发生吸氧腐蚀。

负极： 2Fe==4e-+2Fe2+

；

正极： 2H2O+O2+4e-==4OH-；

总反应： 2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH) 2

。

最终生成铁锈（主要成分为Fe2O3·xH2O），反应如下：

2Fe(OH) 3==Fe2O3·xH2O+(3-x

)H2O。

(2)析氢腐蚀：金属表面的电解质溶液酸性较强，腐蚀过程中不断有 第 1 页 共 5 页

金属的电化学腐蚀与防护习题

训练5 金属的电化学腐蚀与防护

一、金属的腐蚀

1.关于金属腐蚀的叙述中,正确的就是 ( )

A.金属被腐蚀的本质就是M ＋n H 2O===M(OH)n ＋n 2

H 2↑ B.马口铁(镀锡铁)镀层破损后被腐蚀时,首先就是镀层被氧化

C.金属在一般情况下发生的电化学腐蚀主要就是吸氧腐蚀

D.常温下,置于空气中的金属主要发生化学腐蚀

2.下列事实与电化学腐蚀无关的就是

( ) A.光亮的自行车钢圈不易生锈

B.黄铜(Cu 、Zn 合金)制的铜锣不易生锈

C.铜、铝电线一般不连接起来作导线

D.生铁比熟铁(几乎就是纯铁)容易生锈

3.出土的锡青铜(铜锡合金)文物常有Cu 2(OH)3Cl 覆盖在其表面。下列说法不正确的就是

( )

A.锡青铜的熔点比纯铜低

B.在自然环境中,锡青铜中的锡可对铜起保护作用

C.锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中快

D.生成Cu 2(OH)3Cl 覆盖物就是电化学腐蚀过程,但不就是化学反应过程

二、铁的析氢腐蚀与吸氧腐蚀

4.下列关于钢铁的析氢腐蚀的说法中正确的就是

( ) A.铁为正极

B.碳为正极

C.溶液中氢离子浓度不变

D.析氢腐蚀在任何溶液中都会发生

5.在铁的吸氧腐蚀过程中,下列5种变化可能发生

ziliao

　　　　　　　　　　　　传感器技术(JournalofTransducerTechnology)　　　　　　　　　　　2005年第24卷第3期24

电化学腐蚀法制备针尖的试验研究

王明环,朱　荻,徐惠宇

(南京航空航天大学机电学院,江苏南京210016)

3

摘　要:用电化学腐蚀法制备微小尺寸的针尖,在深入分析电化学腐蚀原理的基础上,率的方法对腐蚀过程进行控制,使切断时间控制在微秒级以下,深度、溶液浓度等)对试验结果的影响进行了分析,关键词:电化学腐蚀;针尖;电流变化率控制法;中图分类号:TN16;TH742　　　9787(2005)03-0024-03

ontipspreparationusing

micaletching

WANGMing2huan,ZHUDi,XUHui2yu

(CollechandElecEngin,NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics,Nanjing210016,China)Abstract:

Preparationofsmallsizedtipsisobtainedusingelectrochemicaldissolution.Basedonthe

understandi

第二章 电化学腐蚀热力学

2.1金属腐蚀倾向的热力学判据

自然界中绝大多数金属元素（除Au，Pt等贵金属之外）均以化合态存在。大部分金属单质是通过外界对化合态体系提供能量（热能或者电能）还原而成的，因此，在热力学上金属单质是一个不稳定体系。在一定的外界环境条件下，金属的单质状态可自发地转变为化合物状态，生成相应的氧化物、硫化物和相应的盐等腐蚀产物，使体系趋于稳定状态，即有自动发生腐蚀的倾向。

金属发生腐蚀的可能性和程度不仅与金属性质有关，还与腐蚀介质的特性和外界条件有关。研究腐蚀现象需要从两个方面着手，一方面是看腐蚀的自发倾向大小。另—方面是看腐蚀进程的快慢，前者需要用热力学原理进行分析，后者则要借助动力学理论。

金属腐蚀反应体系是一个开放体系。在反应过程中，体系与环境既有能量的交换又有物质的交换。金属腐蚀反应一般都是在恒温和恒压的条件下进行的，用体系的热力学状态函数吉布斯(Gibbs)自由能判据来判断反应的方向和限度较为方便。吉布斯自由能用G表示，对于等温等压并且没有非体积功的过程，腐蚀体系的平衡态或稳定态对应于古布斯自由能G为最低的状态。设物质系统吉布斯自由能变化为ΔG，则有

< 0自发过程

ΔG

[复习]

[引入]

师生互相问好，教师清点人数。 回顾上周课的内容：

1.常见的金属腐蚀现象就是金属最常见、最普通的腐蚀形式： 电化学腐蚀

2.金属电化学腐蚀的概念： 金属与电解质溶液发生的电化学反应过程

3.金属电化学腐蚀的实质： 发生在金属与溶液界面上的多相界面反应

— 金属的电化学腐蚀现象

Zn?H2SO4?ZnSO4?H2?

为什么铜能够加速稀硫酸对锌的电化学腐蚀作用呢？

铜之所以会加速锌片在稀硫酸中的溶解速度，是因为铜和锌以及稀硫酸组成了一个原电池，而且铜的析氢电位较低。

而在两个电极上分别进行如下反应：

阳极反应：锌电极电位较负，失去电子被氧化。

Zn ─→ Zn2＋ ＋ 2e

阴极反应：铜片上，酸中的氢离子接受电子被还原，有氢气逸出。

2H＋ ＋ 2e ─→ H2 整个电池反应为:

Zn ＋2H＋ ─→Zn2＋ ＋ H2

由于锌的氧化反应放出电子，而电子通过导线流到铜电极后，在铜上被氢离子的还原所消耗，这样就构成了一个电池回路，其结果是电极电位较

1

[新课板书]

第四章 电化学基础

第四节 金属的电化学腐蚀与防护

金属的腐蚀在生活中非常普遍钢铁生锈

铜器生锈铜 器 表 面 生 成 铜 绿

中国航天工业总公司第三十一研究所近日公 布了一组数据： 全球每一分钟就有1吨钢腐蚀成铁锈. 全球每年钢铁腐蚀的经济损失约100000亿美 元，占各国国民生产总值的2%~4%,我国 钢铁腐蚀经济损失高达2800亿人民币，约占 国民生产总值的4%,每年约有30%的钢铁 因腐蚀而报废。腐蚀给人类造成的损失是惊 人的。

一、金属的腐蚀1、什么是金属腐蚀？

指金属或合金与周围接触到的气体或液体 进行化学反应而腐蚀损耗的过程。 2、金属腐蚀的本质是什么?是金属本身失去电子变成阳离子的过程 (发生氧化反应)。 M - ne- = Mn+

3、金属腐蚀的类型有哪些？——根据与金属接触的介质不同 化学腐蚀： 金属跟接触到的干燥气体(如SO2、Cl2、 O2等)或非电解质溶液(石油)等直接发生化 学反应而引起的腐蚀。 电化学腐蚀： 不纯的金属与电解质溶液接触时，发生原 电池反应，比较活泼的金属失去电子被氧化。

化学腐蚀：

升温可加快 金属腐蚀

家用燃气灶的中心部位很容易生锈

食品罐头放在南极80多年了，却 很少生锈

海边的铁制品比较容易生锈。

电化学