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2018-10-09 01:08:17 科学百科 阅读 25 次

基本内容/阳极保护 编辑

阳极保护当某种金属浸入电解质溶液时,金属表面与溶液之间就会建立起一个电位,腐蚀电化学中把这个

电位称为自然腐蚀电位。不同的金属在一定溶液中的电位是不一样的。而同一种金属的电位由于其

各部分之间存在着电化学中不均一性而造成不同的部位间产生一定电位差值,正是这种电位差值导

致了金属在电解质溶液中的电化学腐蚀。

向浸在电解质溶液中的金属施加直流电,金属的自然腐蚀电位会发生变化,这个现象称为极化

。所通电流为正电流时。金属作为阳极其电位向正方向变化的过程称作阳极极化;反之,通过的电

流为负电流时,金属作为阳极其电位向负方向变化的过程称为阴极极化。把电位与电流密度之间对

应的关系画成曲线叫做极化曲线。具有钝性倾向的金属在进行阳极极化时,如果电流达到足够的数

值,在金属表面上能够生成一层具有很高耐蚀性能的钝化膜而使电流减少,金属表面呈钝态。继续

施较小的电流就可以维持这种钝化状态,钝态金属表面溶解量很小从而防止了金属的腐蚀,这就是

阳极保护的基本原理。图2为典型的钝性金属阳极保护曲线,曲线中表现出四个特性

a. 活化区(曲线中AB段)

施加阳极电流时,金属表面发生如下反应:Fe-->Fe2++2e此区处于活性溶解状态,且电位越正

,电流密度越大,电流密度的大小反应出腐蚀的快慢。当电流密度超过峰值点后,电流急剧下降,这

个峰值点对应称为致钝电流密度,对应的电位称为致钝电位。

b. 活化—钝化区(BC段)

金属处于由活化状态向钝化状态的突变过程中,金属开始发、钝化,电流急剧下降,在金属表

面可能生成二价到三价的不稳定氧化物。

c. 稳定钝化区(CD段)

不锈钢中金属元素发生氧化反应,生成高价氧化物(膜),这种氧化物溶解量很小,即腐蚀速

率很低,这正是阳极保护所需要的电位控制区,对应的电流密度称为维钝电流密度,可由控制仪的

d. 过钝化区(DF段)

当电位高于稳定钝化区,电流又出现增大现象,钝化膜转化成可溶性的氧化物而遭受破坏,金

属腐蚀重新加剧,这区域称为过钝化保护区。阳极保护酸冷器的工作原理是把与硫酸接触的全部表

面作为阳极,另外设置一根或几根阴极,形成电流回路。向冷却器施加一定的电流,使其产生阳极

极化,通过致钝电位,然后进入稳定钝化区并维持其电位在这个区域,依靠在钝化区新形成的钝化

膜降低冷却器在硫酸中的腐蚀。