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不锈钢极化曲线如何分析

发布时间:2024-05-30 07:29:36

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B. 可钝化金属的阳极极化曲线

图为金属钝化过程的阳极极化曲线(采用控制电极电势方法测定)。整个曲线分四个区:
活性溶解区见曲线AB部分,金属按正常的规律发生阳极溶解。
钝化过渡区见曲线BC部分,当电极电势到达某一临界值E1时,金属的表面状态发生突变,开始生成一层保护膜,随着电极电势正移,电流却急剧下降,金属的阳极过程按另一种规律进行,金属开始钝化。相应于B点的电势E1和电流密度I1分别称为致钝电势和致钝电流密度。C点相应于已能覆盖金属表面的保护膜的生长基本结束点,C点电势E2称为稳定钝化电势或完全钝化电势。金属钝化研究中流行的弗莱德电势(通过阳极极化使金属钝化后,中断极化电流,在电势-时间衰退曲线上所出现的平阶电势),有人提出它是E1,多数人认为是E2。
稳定钝化区见曲线的CD部分,金属以I3(即维持钝态的电流密度)的速率溶解。I3基本上与电极电势无关。这时金属表面可能生成一层耐蚀性好的氧化物。
过钝化区见曲线的DE部分,电流再次随电极电势的正移而增加。这可能由于氧化膜被进一步氧化生成更高价的可溶性氧化物,或某种新的阳极反应开始发生(例如氢氧离子在阳极放电,并放出氧气)。相应于D点的电势E4称为过钝化(或超钝化)电势。

C. 阳极保护的极化曲线

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,电流密度的大小反映出腐蚀的快慢。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。

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