第2章 腐蚀热力学(5)

D点对应的是Fe被腐蚀，生成HFeO2的区域。

为了使铁免于腐蚀，可设法使其移出腐蚀区。譬如，从图2-2中的B点移出腐蚀区有三种可能的途径。

(1)把铁的电极电位降低至免蚀区，即对铁施行阴极保护。可用牺牲阳极法，即用电位负的锌或铝合金与铁连接，构成腐蚀电偶，或用外加直流电源的负端与铁相连，而正端与辅助阳极连接，构成回路，都可保护铁免遭腐蚀。

(2)把铁的电位升高，使之进入钝化区。这可通过阳极保护法或在溶液中添加阳极型缓蚀剂或钝化剂来实现。应指出，这种方法只适用于可钝化的金属。有时由于钝化剂加入量不足，或者阳极保护参数控制不当，金属表面保护膜不完整，反而会引起严重的局部腐蚀。溶液中

-有Cl离子存在时还需注意防止点蚀的出现。

(3)调整溶液的pH值至9～13之间，也可使铁进入钝化区。应注意，如果由于某种原因(如

-溶液中含有一定量的Cl)不能生成氧化膜，铁将不钝化而继续腐蚀。

2.3.4 理论电位—pH图的局限性

上面介绍的电位—pH图都是根据热力学数据绘制的，所以也称为理论电位—pH图。如 上所述，借助这种电位—pH图可以预测金属在给定条件下的腐蚀倾向，为解释各种腐蚀现 象和作用机理提供热力学依据，也可为防止腐蚀提供可能的途径。因此，电位—pH图已成 为研究金属在水溶液介质中腐蚀行为的重要工具。但它的应用是有条件的，至少存在下列

24

一些局限性。

（1）由于金属的理论电位—pH图是一种以热力学为基础的电化学平衡图，因此它只能 预示金属腐蚀倾向的大小，而不能预测腐蚀速度的大小。

（2）图中的各条平衡线，是以金属与其离子之间或溶液中的离子与含有该离子的腐蚀 产物之间建立的平衡为条件的，但在实际腐蚀情况下，可能偏离这个平衡条件。

-（3）电位—pH图只考虑了OH这种阴离子对平衡的影响。但在实际腐蚀环境中，往往存-2-3-在Cl、SO4、PO4等阴离子，它们可能因发生一些附加反应而使问题复杂化。

（4）理论电位—pH图中的钝化区并不能反映出各种金属氧化物、氢氧化物等究竟具有 多大的保护性能。

（5）绘制理论电位—pH图时，往往把金属表面附近液层的成分和pH值大小等同于整体的数值。实际腐蚀体系中，金属表面附近和局部区域内的pH值与整体溶液的pH值其数值往往并不相同。

因此，应用电位-pH图时，必须针对具体情况，进行具体分析，过分夸大或低估电位—pH图的作用都是不对的。

2.4 腐蚀电池及其工作历程

2.4.1 电化学腐蚀现象与腐蚀电池

金属在电解质溶液中的腐蚀现象是电化学腐蚀，是腐蚀电池作用的结果。自然界中大多数腐蚀现象是在电解质溶液中发生的。例如，在潮湿的大气中各种金属结构、飞行器、车辆、桥梁等建筑的腐蚀，海水中采油平台、舰船的腐蚀，土壤中的输油管线的腐蚀以及含酸、碱、盐的水溶液工业介质中金属的腐蚀等，都属于电化学腐蚀。其实质就是浸在电解质溶液中的金属表面上，形成了以金属阳极溶解，腐蚀剂发生阴极还原的腐蚀电池。绝大多数情况下，这种腐蚀电池是短路了的原电池。

将一片工业纯锌浸入稀硫酸中，可发现锌被溶解(即被腐蚀)，而同时有氢气析出，其反应式为： Zn+H2SO4 = ZnSO4+H2

若作出锌在硫酸中溶解的腐蚀—时间曲线，如图2-3所示，则与化学腐蚀得到的动力学曲 线有本质区别。电化学腐蚀时，金属(Zn)的溶解速度v经孕育期t后急剧增加，化学腐蚀时，在未形成保护膜或根本无保护膜时，腐蚀—时间曲线呈直线形式，否则，腐蚀—时间曲线为抛物线或对数曲线形式。

25