基本介紹
- 中文名：氧去極化腐蝕
- 外文名：Oxygen depolarization corrosion
- 反應電極：陰極
- 又稱：吸氧腐蝕
- 反應環境：含氧的溶液中
- 腐蝕介質：潮濕大氣、天然水、海水和土壤
氧去極化腐蝕的分類,氧去極化腐蝕速度的決定因素,氧去極化腐蝕的過程,氧去極化腐蝕的影響因素,
氧去極化腐蝕的分類
(1)如果將氧去極化腐蝕與氫去極化腐蝕作一比較的話，不難看出氧去極化腐蝕具有更普遍的意義。由於氧電極的電位比氫電極的電位正得多，除少數貴金屬外，絕大多數金屬在含氧的溶液中會發生這一類的腐蝕，腐蝕介質包括潮濕大氣、天然水、海水和土壤都含有一定的溶解氧。因此，氧去極化過程和金屬在自然條件下的腐蝕有密切的聯繫。大多數金屬在中性和鹼性溶液中，以及少數正電性金屬在含有溶解氧和弱酸性溶液中的腐蝕，都屬於氧去極化腐蝕。
(2)如果腐蝕金屬在溶液中的電位較負，並處於活性溶解狀態，而氧的傳輸速度又有限，則金屬腐蝕速度將由氧的極限擴散電流密度大小所決定，陽極極化曲線和陰極極化曲線相交在氧的擴散控制區。因此，在一定的電位範圍內，腐蝕電流不受陽極極化曲線斜率和位置的影響，說明腐蝕速度和金屬本身的性質無關。例如在海水中，普通碳鋼和低合金鋼的腐蝕速度沒有明顯差別。
(3)如果腐蝕金屬在溶液中的電位很負，不論氧的傳輸速度大小，陰極過程將由氧去極化和氫去極化兩個反應共同組成。腐蝕電流將大於氧的極限擴散電流密度。例如鎂在中性溶液中的腐蝕。
氧去極化腐蝕速度的決定因素
金屬發生氧去極化腐蝕時，在大多數情況下陽極過程發生金屬活性溶解，腐蝕過程處於陰極控制下。氧去極化腐蝕速度取決於下面兩個因素：
①溶解氧向電極表面傳遞的速度。
②氧在電極表面上的放電速度。
氧去極化腐蝕的過程
氧去極化腐蝕可分為兩個基本過程：氧的傳輸過程和氧分子在陰極上被還原的過程。氧的傳輸過程包括：
①空氣中的氧穿過溶液界面進入溶液
②溶解氧通過對流，擴散均勻分布在溶液中。
③由於擴散作用氧穿過緊靠陰極表面的擴散層到達電極表面，形成吸附氧。
氧的還原過程較為複雜，如今研究還不是很清楚。原因是氧電極反應有4個電子參加，機理相當複雜，在反應能有氧化層生成或中間價態粒子出現，給研究工作帶來很大難度。
氧去極化腐蝕的影響因素
(1)溶解氧濃度的影響。溶解氧的濃度增大時，氧的極限擴散電流密度將增大，氧離子化反應的速度也將加快，因而氧去極化腐蝕的速度要隨著增大。當氧的濃度增大時（例如向溶液中吹入純氧），陰極極化曲線的起始電位將適當正移，使極限擴散電流密度也相應增大。但是如果受腐蝕金屬具有鈍化特性，則當溶解氧增大到一定程度時，氧去極化腐蝕速度將要顯著降低。
(2)溶液流速或機械攪拌作用的影響。在氧濃度一定的條件下，極限擴散電流密度與擴散層厚度成正比。溶液流速愈大或機械攪拌作用愈強烈，擴散層厚度愈小，氧的極限擴散電流密度就愈大，腐蝕速率也就愈大。同樣，對於有鈍化傾向的金屬或合金，當它們尚未進入鈍態時，增加溶液流速或加強攪拌作用都有可能使極限擴散電流密度達到或超過致鈍電流密度促使形成鈍態而降低腐蝕速率。
(3) NaCI濃度的影響。隨著溶液中NaCl濃度的增加，由於溶液電導率增大，腐蝕速率會有所上升。
(4)溶液溫度的影響。升高溶液溫度能使氧的擴散速度和電極反應速度加快，因此在一定的溫度範圍內，腐蝕速率將隨溫度的升高而增大。
