电化学腐蚀范文

电化学腐蚀范文第1篇

一、组装简单的原电池

如图1，分别将铁钉与碳棒插入一块泡沫塑料中，上端用传统的灵敏电流计将碳棒与铁钉连接起来，下面的烧杯中可以加自来水，电流会大一点易检测到.如果用矿泉水，电流会小一点，但是也可以检测到.利用DIS的微电流探头，也可以将反应中的电流检测出来.画出实验数据图，从而证明钢铁在发生腐蚀时的确有电流产生.

二、钢铁的电化学腐蚀实验

苏教版《化学反应原理》第23页的活动与探究，是通过发生电化学腐蚀后具支试管中气体压强的变化来说明反应发生了.实验装置图略.这个实验现象不明显，不容易成功.而利用DIS压强传感器，能够迅速地测定试管中压强的变化.实验装置如图2.

为了使反应迅速发生，我采用了江军老师的方法.在大试管内壁套一层滤纸，并用0.1mol/L的NaCl溶液润湿，撒上1g铁粉，再撒上2g炭粉，（这样的操作和配比，实验较快），然后利用压强传感器得到数据图：棕色的曲线代表的是吸氧腐蚀时试管中压强的变化趋势，蓝色的曲线代表的是1mol/L稀醋酸中加入同样质量的铁粉时压强的变化趋势图（图略）.从图中可以看出，在稀醋酸中加入铁粉后，试管内的压强稍变小，然后稍有升高.同时，可以得出如下结论：在氯化钠溶液存在下，钢铁发生了吸氧腐蚀，使大试管中的压强下降，而对比用的酸性条件下的稀醋酸溶液中压强变化不明显.这引起我的思考.没做实验之前，总觉得析氢腐蚀会产生氢气，试管中的压强应该增加.为什么压强变化不大？是不是醋酸引起的？为了分析不同浓度的醋酸对铁粉腐蚀速率的影响，我用不同浓度的稀醋酸进行实验，比较醋酸的浓度对实验中压强的影响.我做了3个对比实验，然后用蓝色的曲线代表1mol/L稀醋酸，棕色的曲线代表3mol/L稀醋酸，蓝绿色的曲线代表6mol/L稀醋酸，在同一个坐标系中得到三个曲线趋势图（图略），然后引导学生对曲线进行分析.从曲线中可以得出的结论是，以醋酸为电解质溶液，钢铁腐蚀时仍然以吸氧腐蚀为主.即使是酸性的环境，但吸氧腐蚀还是发生了.曲线变化不大的原因，可能是消耗氧气的速率与生成氢气的速率差不多，所以压强的变化不大.

三、利用DIS技术对钢铁电化学腐蚀实验探究的反思

1.实验改进前后的比较.实验1：检验电流.教材上没有提供实验装置，改进后的实验装置如图1.实验2：测定压强.教材中的装置如图2，改进后的实验装置如图3.

2.本次DIS实验改进的特点.①验证了钢铁在腐蚀时的确有电流产生.②说明了钢铁在不同的条件下，发生了不同的电化学反应，特别是说明了，即使是在酸性条件下，吸氧腐g也同样发生.③现象明显，实验成功率高.

3.钢铁发生吸氧腐蚀后，会造成氧气浓度下降，应该用氧气传感器来测定O2浓度的变化，但我校的氧气传感器都有问题，不能正常工作，只好改为用压强传感器来测定试管中压强的变化.

电化学腐蚀范文第2篇

关键词：不锈钢；腐蚀；电化学腐蚀；防护方法

中图分类号：TF764+.1 文献标识码：A 文章编号：

不锈钢的不锈特性是由于钢板表面特殊的钝化保护膜，首先简单介绍一下不锈钢的耐蚀机理，即钝化膜理论。 所谓钝化膜就是在不锈钢表面有一层以Cr(铬)与氧结合的Cr2O3 （三氧化二铬）为主的薄膜它是在金属表面形成厚度约100万分之数mm的非动态皮膜。由于这个薄膜的存在使不锈钢基体在各种介质中腐蚀受阻，这种现象称为钝化。这种钝化膜的形成有两种情况，一种是不锈钢本身就有自钝化的能力，这种自钝化能力随铬含量的提高而加强。另一种较广泛的形成条件是不锈钢在各种水溶液（电解质）中，在被腐蚀的过程中形成钝化膜而使腐蚀受阻。 不锈钢对比炭钢或铝耐蚀性突出优秀，但不是像金或者铂金那样绝对不生锈的金属。因此研究其电化学腐蚀性能具有很重要的意义。

不锈钢常见的腐蚀类型

不锈钢的钝性赋予它极好的耐蚀性，在某些特殊条件下钝性的破坏可导致严重的局部腐蚀。常见的不锈钢腐蚀可分为两大类[1,2]，即均匀腐蚀和局部腐蚀，后者还可细分为晶间腐蚀，点腐蚀，缝隙腐蚀，应力腐蚀破裂等。

1.1均匀腐蚀是一种最常见的腐蚀形式，由于侵蚀均匀并可预测，因而这类腐蚀的危险性最小，均匀腐蚀的程度取决于钢种和介质条件。

1.2晶间腐蚀是一种局部的选择性的自晶界区发生的腐蚀，它使晶粒之间的结合力受到破坏，不易被察觉，特别是不锈钢类材料，即使晶界腐蚀已发展到相当严重的程度，其表观仍保持光亮无异的原态。

1.3点腐蚀是一种外观隐蔽而破坏性大的局部腐蚀，虽然因点蚀而损失的金属重量很小，但若连续发展，能导致腐蚀穿孔直至整个设备失效。造成巨大的经济损失，甚至产生危害性更大的事故。

1.4缝隙腐蚀是在电解液中由于不锈钢与金属或非金属间存在极狭窄的缝隙,使有关物质的迁移受到阻抑形成浓差电池而在缝隙内或其近旁产生的局部腐蚀缝隙腐蚀可在多种介质中发生,但在氯化物溶液中最为严重。在海水中,缝隙腐蚀通常是由于缝内氧含量较低和周围溶液中氧含量较高形成氧浓差电池所致。这时缝间成为阳极，而缝边金属表面成为阴极。

1.5应力腐蚀破裂是指材料在外加或残余应力和腐蚀介质联合作用下产生的破坏,破坏形态是裂纹、裂缝直至断裂。

1.6除了上述几种腐蚀形式,不锈钢还可能发生电偶腐蚀、腐蚀疲劳裂纹、磨损腐蚀等。

极化曲线

不锈钢在溶液中发生电化学腐蚀的根本原因是溶液中含有能使该种不锈钢氧化的物质，即腐蚀过程的去极化剂[3]。阴极的去极化还原反应与阳极的金属氧化反应共同组成整个腐蚀过程。显然，没有阴极反应，阳极反应就不能进行，金属就不会发生腐蚀。

以氢离子作为去极化剂的腐蚀过程称为氢离子去极化过程，简称氢去极化腐蚀，亦称析氢腐蚀，这是常见的危害性较大的一类腐蚀。以氧作为去极化剂的腐蚀过程，称为氧去极化腐蚀，亦称吸氧腐蚀，这是自然界普遍存在因为破坏性最大的一类腐蚀。

从热力学已知，金属在腐蚀介质中能发生电化学腐蚀的必要条件是该金属的平衡电极电位比氢的平衡电极电位低，即Ee，M

如果在腐蚀电池中，阳极的电位比氢的平衡电位还正，阴极电位必然会比氢的平衡电位更正，那么腐蚀电位ER必定比氢平衡电位也正，所以氢气不能作为该腐蚀电池的阴极。当阳极电位比氢的平衡电位负时，则腐蚀的电位ER才有可能比氢的平衡电位负，才有可能放氢而实现氢去极化。因此氢的平衡电位是一个重要的基准，酸性越强，氢离子浓度越高(pH值越小)，其氢的平衡电位(EH越正)。氢的平衡电位越正和阳极电位越负，对于氢去极化腐蚀可能性的增加具有等效作用。

在中性介质中，氧去极化过程必然伴随着氧的消耗。常常把氧去极化腐蚀称之为吸氧腐蚀。在各种可能的阴极去极化反应中，以氧去极化过程最为重要，并且较为普遍。一般实际腐蚀问题中以氧去极化(吸氧腐蚀)腐蚀占有相当大的比例。例如淡水、海水、潮湿大气和土壤中只要有氧气就有吸氧腐蚀。

不锈钢腐蚀的防护方法

不锈钢防腐蚀的方法很多，主要有改善不锈钢的本质，把不锈钢与腐蚀介质隔开，或对金属进行表面处理，改善腐蚀环境以及电化学保护等。在不锈钢中添加合金元素，提高其耐蚀性，可以防止或减缓金属的腐蚀。例如在不锈钢表面覆盖各种保护层，把被保护不锈钢与腐蚀性介质隔开，是防止不锈钢腐蚀的有效方法。同时还可以通过磷化处理和热处理等方法提高不锈钢的耐蚀性。也可以在不锈钢表面涂上一层非金属涂层或者金属涂层。改善环境对减少和防止腐蚀有重要意义。电化学保护法是根据电化学原理在金属设备上采取措施，使之成为腐蚀电池中的阴极，从而防止或减轻金属腐蚀的方法。

讨论

为了提高不锈钢的电化学腐蚀性能，可以通过电化学腐蚀加速试验来评价。电化学在理论、技术和装置上的不断革新与创造，使得它比以往任何时候更具有对社会经济发展中各种问题进行挑战的能力。在全球环境问题日益严峻的今天，电化学及其技术将同显其重要作用。腐蚀电化学过程有以下特点：可自动控制、经济合算。腐蚀电化学分析方法是仪器分析的一个分支，随着科研的发展，对分析方法的灵敏度、选择性、自控等各个方面都提出了很高的要求，具有以下几个优点：分析速度快、多种方法测量、仪器简单、经济、易微型化、需要试样的量较少、易于操作控制。

参考文献：

[1] 王正蕉,吴幼林等.不锈钢.北京:化学工业出版社,1991,28-37, 43-54, 100-151, 227-245.

[2] Bernstein, I. M., Handbook of Stainless Steel, McGrwa-Hill,1977, 15-26R.

电化学腐蚀范文第3篇

引言：电化学表面加工技术中材料的增加或减少都是以离子的形式进行的，由于金属离子的尺寸非常微小（10-1nm），因此，以“离子”方式去除材料的微去除方式使电化学加工技术在微细制造领域、纳米制造领域存在着极大优势，只要精细地控制电流密度和电化学发生区域，就能实现电化学的微细溶解或微细沉积。

一、电化学腐蚀原理

金属表面由于外界介质的化学或电化学作用而造成的变质及损坏的现象或过程称为腐蚀。介质中被还原物质的粒子在与金属表面碰撞时取得金属原子的价电子而被还原，与失去价电子的被氧化的金属“就地”形成腐蚀产物覆盖在金属表面上，这样一种腐蚀过程称为化学腐蚀。由于金属是电子的良导体，如果介质是离子导体的话，金属被氧化与介质中被还原的物质获得电子这两个过程可以同时在金属表面的不同部位进行。金属被氧化成为正价离子（包括配合离子）进入介质或成为难溶化合物（一般是金属的氧化物或含水氧化物或金属盐）留在金属表面。这个过程是一个电极反应过程，叫做阳极反应过程。被氧化的金属所失去的电子通过作为电子良导体的金属材料本身流向金属表面的另一部位，在那里由介质中被还原的物质所接受，使它的价态降低，这是阴极反应过程。在金属腐蚀学中，习惯地把介质中接受金属材料中的电子而被还原的物质叫做去极化剂。经这种途径进行的腐蚀过程，称为电化学腐蚀。在腐蚀作用中最为严重的是电化学腐蚀，它只有在介质中是离子导体时才能发生。即便是纯水，也具有离子导体的性质。在水溶液中的腐蚀，最常见的去极化剂是溶于水中的氧（o2）。

二、电化学腐蚀的分类

上述金属腐蚀现象，都是假定阳极和阴极反应是在金属表面相同的位置发生的，这样引起的金属腐蚀是均匀的，称为均匀腐蚀，见本文由论文联盟收集整理图6.1 （a）。实际上，金属中总是或多或少含有杂质，是不均匀的。有些金属中还有目的地加入其他成分以改善其机械性能或耐腐蚀性，例如合金，但也因此引进了一定程度的不均匀性。有些金属构件在加工过程中产生了内应力，同样造成不均匀性。另外，腐蚀介质也可能因浓度差等原因产生局部的不均一性。这种金属/溶液界面的不均一性是产生局部腐蚀的原因。局部腐蚀的危害比均匀腐蚀要严重得多，因为金属腐蚀的阳极反应和共扼阴极反应，由于金属/溶液界面的不均一而产生了空间分离，阳极反应往往在极小的局部范围内发生，此时总的阳极溶解速率虽然仍旧等于总的共扼阴极反应速率，但是阴极电流密度（单位面积内的反应速率）却大大增加了，即局部的腐蚀强度大大加剧了。例如一根均匀腐蚀的铁管可以连续使用很长时间而无大碍，但如局部腐穿就只能报废。典型的局部腐蚀有孔蚀、晶间腐蚀、脱成分腐蚀、冲蚀和应力腐蚀破裂腐蚀，它容易发生在含有氯离子的高温水中，机理究竟是锌溶解而铜不被腐蚀，还是zn和cu同时溶解，然后铜又析出，尚未搞清楚。家用热水器所用的黄铜制龙头，经几年使用后变成铜色，这就是我们身边发生的这种腐蚀的实例。

冲蚀是在冲击的机械作用下，材料表面发生磨损的同时又加入腐蚀作用，两者相互促进，产生严重的侵蚀。气相流体中的液滴、液相流体中的固体粉末、液体中旋涡产生的空穴、弯管等部位发生的涡流等，都能破坏表面膜，加速腐蚀。

应力腐蚀破裂是一种在特定环境组合下，如铝合金和不锈钢与氯化物水溶液、铜合金与氨水、碳钢和碱性水溶液等，由于低的拉应力导致金属材料破裂的现象。破裂有沿晶（晶界破裂）和穿晶（晶粒破裂）两种。它们对于受应力的器械危害最大，如高压锅炉、飞机上侧面薄壁、钢索、机器的轴等，如果发生这类腐蚀就可能突然崩裂而酿成事故。

孔蚀是在材料表面，形成直径小于1mm并向板厚方向发展的孔。介质发生泄漏，大多是孔蚀造成的，而且它的发展速度也是很快的，大多为每年数毫米。

晶间腐蚀是沿着金属材料的晶界产生的选择性腐蚀，尽管晶粒几乎不发生腐蚀，但仍然导致材料破坏。例如，不锈钢贫铬区产生的晶间腐蚀，是由cr23 c6等碳化物在晶界析出，使晶界近旁的铬含量降到百分之几以下，故这部分耐蚀性降低。铝合金、锌、锡、铝等，也存在由于在晶界处不纯物偏析，导致晶界溶解速度增加的情况。

三、金属的电化学防腐蚀

从腐蚀角度保护金属材料最简单易行的方法是将材料与腐蚀环境隔离。例如有机涂料、无机物的搪瓷等涂覆金属表面以使材料与腐蚀环境隔绝。当这些保护层完整时是能起到保护作用的。这里主要介绍已广为人们采用的电化学防腐蚀方法。

1.金属镀层

用电镀法在金属的表面涂一层别的金属或合金作为保护层。例如自行车上镀铜锡合金当底，然后镀铬，铁制自来水管镀锌以及某些机电产品镀银或金等都可以达到防腐蚀目的。电镀是借助于电解作用，在金属制件表面上沉积一薄层其他金属的方法。包括镀前处理（除油、去锈）、镀上金属层和镀后处理（钝化、去氢）等过程。电镀时，将金属制件作为阴极，所镀金属作为阳极，浸人含有镀层成分的电解液中，并通人直流电，经过一段时间即得沉积镀层。

2.阳极保护

它是指用阳极极化的方法使金属钝化，并用微弱电流维持钝化状态，从而保护金属。此法是基于对金属钝化现象的研究提出的。因此，要弄清阳极保护的原理，首先要明白金属钝化的原理。

金属阳极溶解时，在一般情况下，电极电势愈正，阳极溶解速度愈大。但在有些情况下，当正向极化超过一定数值后，由于表面某种吸附层或新的成相层的形成，金属的溶解速度非但不增加，反而急剧下降。

在金属被化学溶解时也有类似情形。例如铁浸在硝酸溶液中，随着硝酸浓度的升高，铁的溶解速度加快。但当硝酸浓度超过某一临界值后，铁的溶解速度反而显著降低。这种在强化条件下金属正常溶解反而受到阻抑的现象叫做金属的钝化用控制电势法测定阳极极化曲线，可以清楚地了解金属的钝化过程。如图所示就是典型的恒电势阳极极化曲线。曲线分为四个区域ab段为活性溶解区，金属进行正常的阳极溶解。当电势达到 时，金属发生了钝化过程。金属的溶解速度剧烈降低，故 为临界钝化电势。bc段是过渡钝化区，金属表面由活化状态过渡到钝化状态。cd段是稳定钝化区，这一段电势区通常达1～2v，有的金属甚至可达几十伏，在此电势范围内金属的钝化达到稳定状态，金属的溶解速度达到最低值，在整个cd段溶解速度几乎保持不变。de段是过钝化区，当 进入de段，这时金属溶解速度又得新加快，造成这一现象有两种可能的原因，一是金属的高价态溶解，另一种可能是发生了其他的阳极反应，例如氧的析出。

电化学腐蚀范文第4篇

【关键词】电化学腐蚀；电化学分析；防腐蚀

1.电化学腐蚀简述

电化学腐蚀，相对于化学腐蚀现象的区别是：电化学腐蚀过程是金属与带电物质之间发生的化学反应，使得金属在电离子的反应破坏下，金属表面遭到严重的损害，甚至使金属的属性发生不同程度改变的化学腐蚀过程。在电化学反应过程中有电流的产生，电流的产生主要原因是金属与带电介质发生的反应，带电介质是整个电化学腐蚀过程中极其重要的催化剂，没有带电介质的参与，即不会发生电化学腐蚀现象。当电化学腐蚀发生时电流在金属的表面存在，电流分为阴极和阳极，和电流的正负极类似。其中，与带电介质发生反应的金属如果在反应发生过程中本身所拥有的某种金属原子丧失，原子在反应之后以离子的形式脱离金属物质而存在，那么这样的电化学腐蚀反应过程也可以称为阳极反应。而类似地，当电化学腐蚀反应发生过程中，带电介质在于金属原子的交互作用过程中，带电介质中以电子形式存在的物质与金属原子发生反应，结果导致带电的介质中电子形式的丧失，而变为原子等金属原子等类型的物质存在的化学腐蚀反应，又叫阴极反应。阴极反应实质上就是电子形式变为原子形式的通过电化学腐蚀过程以非电子形式存在的反应。阴极反应和阳极反应是相互独立而又同时进行的，又叫做共轭反应。

电化学腐蚀的表现有原电池反应。即：不纯的金属与电解质溶液融合，发生原电池反应，电解质溶液可以使活泼的金属失去电子而被氧化，金属被氧化的腐蚀是电化学腐蚀的一个常见现象。其中发生电化学腐蚀的电解质溶液的主要功能就是造成金属的氧化效应，使得金属在电解质溶液中获得氧，而被腐蚀，发生质变。电化学腐蚀的这种金属被氧化的腐蚀例子有很多，例如：铁在潮湿的空气中所发生的腐蚀现象。这其中的腐蚀现象包含几个要素，一是被腐蚀的金属是铁；二金属发生腐蚀的条件是空气的潮湿性。在化学学科中的元素周期表和其他元素的稳定性的比较中，很容易发现：铁是稳定性质比较好的金属物质，一般属于不活泼的金属物质，在一般情况下，铁不易和其他介质发生反应，在地壳中常以固体的形态存在。

由于铁的稳定性能极高，铁在干燥的空气里长时间不容易被腐蚀或者和其他物质发生化学反应，然而，铁在潮湿的空气中发生腐蚀反应的情况是极容易的。这是因为在潮湿的空气中，铁的表面在于空气接触时被空气中的潮湿水汽所覆盖，形成水膜，水汽中含有氢离子、氧离子和氢氧根离子，这样的氢氧根离子形成了电解质溶液，电解质溶液很容易将铁金属中的铁原子被氢氧根离子所氧化，经过化学反应变为氧化铁或者四氧化三铁等具备氧的铁的化合物，在电解质的反应过程中产生电流和电子形式的成分，从而形成了一个原电池。

2.电分析化学简述

电分析化学是运用电学和电化学的原理进行化学方面测量的一门科学，电化学分析主要涉及两个学科，即电化学和分析化学。电化学分析科学和物理学、材料学及生物学的关系十分密切。在电化学分析的主要领域内化学学科与物理学科、化学材料的关系是很明显的，一直以来化学反应和物理反应是相辅相成的关系，化学现象和物理现象是相伴随着存在的，即化学现象的发生一定存在某种物理现象的存在，例如铁与潮湿的空气发生铁的氧化腐蚀反应，铁被氧化的过程是一种化学反应现象，其中空气潮湿中的水汽上升并且覆盖在铁金属表面的过程又属于物理现象中的汽化和液化过程。

电分析化学依靠其较为完备的理论体系，发挥越来越重要的作用。

2.1电分析化学方法是具备快速、灵敏、准确的微量的特点

其快速性和灵敏度使其具备的优势地位十分有利，电分析的全过程是依靠电力设备和仪器进行的分析过程，电的使用大大减少了分析的时间，提高了分析的效率，并且增加了分析结果的准确性。电分析仪器简单，价格低廉，尤其应用于分析有机生物和环境过程中表现的优势和潜力十分显著。此外，电分析化学方法可以实现无限制、无条件的使用，即使在苛刻的条件，例如流动的河流、危险的熔岩或核反应堆等恶劣环境中也可以发挥其独特的作用。

2.2电分析化学的还涉及到电极过程动力学和电极反应机理的研究

电极过程是电极表面进行的化学和表面扩散现象。电极过程动力学有利于冶金、有机物合成、化学传感器以及金属材料的腐蚀防护。电分析化学关于电极反应的原理的研究有助于考察原电池形成的具体规律和运用原电池的各种化学腐蚀现象的解释说明。

2.3物质在电极上的氧化还原反应对许多学科都具有借鉴意义，尤其表现在生物化学和药物学方面

例如，药物在人体内的代谢过程就是一个生物氧化还原过程，与药物在电极上的氧化还原反应具有某些相似性。从电极反应的机理，可以了解这些药物的生物氧化还原过程。研究拒抗作用和人体中常见物质的影响等，为药物的具体临床使用和药效的有效发挥等医学领域方向的研究提供必要的理论基础。

【参考文献】

[1]曹楚南.腐蚀电化学原理，化学工业出版社，2008.

[2]邵元华.电化学方法原理及应用，化学工业出版社，2005.

电化学腐蚀范文第5篇

关键词：蜡油加氢处理装置 电化学腐蚀 防护

随着洛阳分公司掺炼塔河重混原油比重加大，原油已日趋劣质化。从脱前混合原油性质看，混合原油密度大、粘度大、盐含量高、硫含量1.41%、酸值0.49mgKOH/g、重金属高。因此装置的防腐工作显得尤为重要。金属腐蚀是材料在周围环境的化学和电化学作用下的损坏。在常温下，大多数金属腐蚀都是一个电化学过程，蜡油加氢装置于 2009年 5月 20日建成投产，稳定运行至2011年9月，后进行停工大检修，通过对装置腐蚀状态的分析，判断被监测部位的腐蚀情况，便于及时调整操作，减轻腐蚀。

一、加氢装置腐蚀主要形态

1.NH4Cl+NH4HS结垢腐蚀环境

加氢装置NH4Cl+NH4HS腐蚀环境主要存在于高压空冷器 A5101中，NH4Cl在其中的结晶温度约为 210℃，NH4HS结晶温度为 121℃，而高压空冷器的进口温度为 250℃，出口温度为 50℃，因此在高压空冷器中极易形成NH4Cl和NH4HS结晶析出，流速低的部位由于NH4Cl和NH4HS结垢浓缩，造成电化学垢下腐蚀，形成蚀坑，最终形成穿孔？在运 行 期 间 应 加 强高压空冷器物料中H2S+NH3和流速的监测，通过 Kp预测高压空冷器的结垢和腐蚀情况，加氢装置于2009年5月20日投产，2010年3月20日巡检发现 A5101C出口法兰腐蚀发生较大泄漏，打卡子后仍有泄漏？2011年10月检修，11月开工后，12月30日巡检发现 A5106的空冷排凝丝堵腐蚀后泄漏严重。

2.湿硫化氢腐蚀环境

湿硫化氢腐蚀环境，是指水或水物流在露点以下与 H2S共存时，在压力容器与管 道中发生的开裂的腐蚀环境，湿硫化氢环境广泛存在于装置的轻油部位，如干气及富氢气脱硫部分，脱硫化氢汽提塔，高压分离器及其下游的过程设备，在 H2S+H2O腐蚀环境中，湿硫化氢对碳钢腐蚀表现为均匀腐蚀和应力腐蚀开裂，湿硫化氢应力腐蚀开裂的形式包括 HB（氢鼓泡）、HI（氢致开裂），SSCC（硫化物应力腐蚀开裂）和SOHIC（应力导向氢致开裂）。

3.装置停工期间的连多硫酸腐蚀环境

加氢装置中反应器的内件和堆焊层为抗高温硫化氢的腐蚀均选用奥氏体不锈钢材料，该材料长期在高温和H2和H2S介质条件下操作生成硫化铁，当反应器停工或检修时与水和湿空气中的氧接触发生反应产生连多硫酸，在连多硫酸和应力的共同作用下，就有可能发生连多硫酸应力腐蚀开裂。连多硫酸应力腐蚀开裂往往与奥氏体钢的晶间腐蚀有关，首先引起连多硫酸晶间腐蚀，接着引起多硫酸应力腐蚀开裂。

连多硫酸应力腐蚀开裂最易发生在加氢装置中由敏化不锈钢制造的设备上，一般是高温，高压含氢环境下的反应塔器及其衬里和内构件、储罐、换热器、管线、加热炉炉管，特别在用奥氏体钢制成的设备上。

4.酸露点腐蚀环境

加热炉中含硫燃料在燃烧过程中生成SO2和SO3，在加热炉的低温部位，SO3与空气中水分共同在露点部位冷凝，生成硫酸，产生硫酸露点腐蚀，严重腐蚀设备，多发生在加热炉的低温部位如空气预热器和烟道等位置。

二、电化学腐蚀的监控

三、结语

1.坚持定期测厚工作，分馏塔 T5102顶管线测厚频率改为三个月一次；将 T5102的汽提蒸汽量由正常的 2.4t/ 提高到 2.8t/；更换塔顶四层塔盘或材质升级为 0Cr3；建立 V5110污水铁离子的检测。

2.建立除盐水（注水）Cl-检测；水量由正常18t/h增加到 21t/，V5102出口和 E5102出口注水量均需增加，E5102出口注水量要增加多些。

3.在 T5105第二人孔平台开孔，以避免平台积水造成严重腐蚀，并建立长效的防腐机制，定期对装置的防腐工作提出合理的建议。

4.高压换热器处于 NH4Cl+NH4HS腐蚀环境中，是重点监测设备，建议下次检修打开作腐蚀检查。

电化学腐蚀范文第6篇

“金属的电化学腐蚀与防护”是人教版《化学反应原理》第四章第四节的教学内容[1]，其中金属腐蚀的原理是教学的重点，吸氧腐蚀是教学的难点。以往的教学缺陷主要是学生主动探究的过程偏少，特别在吸氧腐蚀这一难点的突破上很多教师束手无策，学生只能被动机械地接收，不能真正地理解。为此笔者根据新课程的教学要求和理念，充分发挥学生的自主性和探究性，并通过创新实验设计突破了吸氧腐蚀这一教学难点，有效提高了课堂教学效率。

一、教学设计理念

本节课的设计充分体现了学生的主体地位，以学习型小组的合作为基础，把课堂作为合作交流的平台，使课前自学、课堂导学、课后拓学有机结合的自主探究的教学模式。这种问题探究式的教学方法，可充分调动学生自主学习、主动探究、合作交流，从而培养了学生的自主学习能力和实验探究能力。

二、教学过程剖析

探究活动1：学生课前自主收集材料

[图片引入]请同学展示他们在校园内拍摄的几幅图片。如：学校操场广播箱的铁底座、音乐教室外的空调支架都已锈迹斑斑（见图1），特别是空调支架的腐蚀已造成一定的安全隐患。

[材料展示]学生汇报课前收集的材料，让大家认识金属腐蚀给人类带来的经济损失和生命威胁。如：2007年8月1日美国明尼苏达州一座跨越密西西比河的大桥发生坍塌，事故造成6人死亡，原因是大桥连接路堤和主桥的引桥存在较严重的钢铁腐蚀。

[引出问题]面对金属腐蚀产生如此大的危害，大家有没有想过，金属怎么被腐蚀的呢？

评析：以往的教学设计基本上是老师收集资料在课堂展示，学生很少参与。而本节课的教学变学生被动学习为主动探究，培养学生收集资料、合作交流的能力。所以课前教师及时指导学生、布置相应的活动和探究的任务是十分必要的。学生提前几天利用网络收集相关的资料和图片，并在校园内亲手拍摄一些金属腐蚀的图片，这种亲身体验比教师直接讲解效果要好得多。

探究活动2：“不同条件下铁钉锈蚀” 的实验探究

[教师设疑]如何解释上述现象呢？

[教师引导]原电池反应能加快反应速率，上述过程是否有原电池反应发生呢？

[讨论回答]铁钉是铁和碳的合金，与电解质溶液构成无数微小的原电池，发生了电化学腐蚀。

评析：本节课的教学要求教师和同学必须提前一周开始准备“不同条件下铁钉锈蚀” 的实验探究，这一个环节在本节课的教学中很重要，没有学生的预习和提前的探究，教学目标将难以达成。课前要求学生以学习型小组为单位，自主设计“不同条件下铁钉锈蚀” 的实验方案，并在教师指导下动手实验。课堂上请各小组用投影展示自己的实验方案和实验成果，教师点评或小组互评，这一过程加强了课堂教学的互动性，活跃了课堂教学气氛，大大提高了学生的自主探究能力。

探究活动3：铁吸氧腐蚀的实验创新[2]

[思考交流]铁的析氢腐蚀我们在《化学2》原电池一节中已学到过，那么用饱和食盐水浸泡的铁钉发生了什么腐蚀呢？

[回答]应该是氧气。

[引入探究]我们能否设计仪器简单、现象明显的实验来现场验证你的推测呢？

[学生探究]教师要参与学生的讨论，巡视指导。

[教师提示] 要证明O2参与了电极反应，且短时间内产生明显现象，我们的创新要从以下两个方面入手：（1）用纯氧代替空气；（2）增大电极的表面积。

[实验创新] 教师对学生设计的方案综合评价后，优化出科学合理的改进方案，并演示如下：

[现象]30秒水柱就明显上升，1分钟约升到1厘米高，随后不断上升，下课前高度约达到8厘米（见图2）。

[结论]由于试管内收集的是纯氧，水柱的上升表明一定是O2得电子参与了电极反应。电极反应如下：

评析：析氢腐蚀学生高一已经学过，也容易理解，不必多讲。吸氧腐蚀的理解是本节课的难点，以往的教学设计大多没有做到有效的突破。本节课铁吸氧腐蚀的实验创新突破了这一教学难点，使学生真正“看到”了铁吸氧腐蚀的发生，这也是本节课的最大亮点。教师课前做了充分的准备，课堂上通过巧妙的启发引导，激活了学生创新思维的细胞，培养了学生的探究能力和创新能力，这正是新课程理念所要倡导的教学设计。

探究活动4：探究“暖宝宝”的发热原理，培养学生的辩证思维

[实物介绍]商场上买来的“暖宝宝”，其主要成分是铁粉、碳粉、木屑和少量氯化钠、水等，使用时轻轻揉搓就会放出热量，用完后袋内有大量铁锈生成。

[教师设疑]为什么轻轻揉搓会放出热量呢？请用所学知识解释其原理。

[探究讨论] 原来是铁粉（负极）、碳粉（正极）、氯化钠和水（电解质溶液）构成了原电池，加快了铁氧化腐蚀的速率而较快放热。

探究结果也进一步证明了电化学腐蚀能加快金属腐蚀的速率。

[教师点拨]金属腐蚀确实给人类带来了很大的危害，但有时也可被人类加以利用，要用辩证的思维去看待事物，不可全盘否定。关键是要用所学的知识使其趋利避害，朝着对人类有利的方向发展。

评析：以往的教学设计忽略了学生辩证思维的培养。金属腐蚀确实给人类带来了很大的危害，但人类也可以用自己的智慧来利用金属的腐蚀，让学生学会认识事物的两面性，辩证地看待问题。

三、教学反思

提前一周的准备工作使本节课的教学在容量大的情况下并不显得紧张而繁杂，课堂上重点突破时间充足。在教学过程中以学生为主体，让学生积极主动参与整个教学过程，学生活动探究时间多，气氛活跃，取得了很好的教学效果。通过课前对学生自主学习的指导，引导学生发现问题；通过实验探究让学生学会分析思考，善于合作交流；通过联系生活实际培养了学生的辩证思维；通过实验创新突破教学难点，引导学生把感性知识内化为认知结构，努力让学生从“常态思维”跃迁到“创新思维”。当然，新课程倡导的实验探究能力的培养不是一朝一夕就能实现的，作为化学教师，我们在教学中要不断渗透有利于学生能力发展的各种教学策略。

参考文献

[1] 宋心琦主编.化学选修4：化学反应原理[M].北京：人民教育出版社，2007：84

电化学腐蚀范文第7篇

关键词：海水管路及设备 电化学腐蚀 解决方法

中图分类号：U664 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）05（a）-0093-01

在所有的船舶系统中，海水系统是工作环境最恶劣的系统，它的流通介质是海水，是腐蚀性最强的天然腐蚀剂之一。所以海水系统中的管路、阀件、设备是最容易受到电化学腐蚀的。随着当今造船技术的发展，船东提高了对船舶性能的认识，尤其是在材料的保护上有了更高的要求，我们在这里了解海水系统腐蚀原理并提前作出措施，延长海水管路及设备的使用寿命，从而延长船舶的使用寿命并进一步增强我国船舶制造质量。

1 形成电化学腐蚀的主要条件

海水是一种含有多种盐类的电解质溶液，并融有一定量的氧气，氧是海水腐蚀的去极化剂。这种电化学腐蚀就是吸氧电化学腐蚀，一种金属浸在海水中，由于金属及合金表面物理化学性质的微观不均匀性，如成分不均匀性，导致海水金属界面上的电极电位不均匀性，这就形成了无数腐蚀微电池。当把两种电极电位不同的金属如钢管和铜阀同时进入到海水中，钢管和铜阀上将分别会发生下述电化学反应：

钢管上FeFe2++2e O2+H2O+2e2OH-

铜阀上CuCu2++2e O2+H2O+2e2OH-

铁在海水中的自然腐蚀电位为—0.65 V，铜的为—0.32 V。[1]当把两种金属导线联通时就构成了宏观腐蚀电池，电流将经导线有电位高的铜板六项电位低的铁板，在水中电流由铁板流向铜板，在铁板上由于电子流出，氧的还原反应杯抑制，铁的氧化反应加强，而铜板上由于电子流图，铜的氧化反应被抑制，氧的还原反应被加强，结果铁板腐蚀加速，而铜板获得了保护，这种由于电偶作用导致其中电极电位低的金属腐蚀加速的现象称为电偶腐蚀，也称为宏电池腐蚀。根据电化学腐蚀原理及船舶上大量实际情况，我们将原电池的形成条件归纳为以下三个。

1.1 电解质溶液（例如海水）

海水的成分和总盐度恒定，内海则因地而异。海水中的盐类主要是氯化物（NaCl、MgCl2），其次是硫酸盐（MgSO4、CaSO4）。海水中的大量氯离子，能使零件金属表面的氧化膜遭到破坏，因而海水对大多数金属有很强的腐蚀作用。腐蚀可能是微观电池作用，也可能是宏观电池作用。钢铁在海水中的腐蚀速度为0.13 mm/a。[2]如果海水流速增加、海水温度升高等还会加速海水腐蚀。

1.2 材料间存在电位差

船舶管路系统中许多管路附件（阀件、弯头等）、设备接头和管路的材料是不一样的，许多厂家将阀件或附件做成铜质的，很多的板式冷却器接口也是钛合金的，而与它们连接的管路几乎都是钢制的，由于不同金属的金属电位是不一样的，也就意味着越容易成为腐蚀的对象。例如Al在电解质溶液中的电位是-1.66，Fe是-0.44，Cu是0.337，钛的还要高。[3]这就构成了电化学腐蚀的第二个条件，同一电解质溶液中存在的不同电位的金属。

1.3 电流回路

把电解质溶液中不同的金属联通，是形成电化学腐蚀的第三个条件，由于金属表面富集了电子，又需要保持电中性，溶液中的离子（阳离子）会在离金属表面较近的位置富集，以平衡总电荷，这样，就在金属表面和溶液之间形成了一个电势差。管路与设备一般是靠法兰连接的，连接法兰与法兰的螺栓螺母就是天然的导线，使得设备与管路形成了回路。

2 阻止电化学腐蚀形成方法

只要一个形成原电池化学腐蚀条件缺乏就不会产生电化学腐蚀！根据这个原理，我们找到了以下解决的方法。

2.1 削弱电解质溶液作用，中和海水中的负离子

在设备或者阀的进口降低海水电解质溶液作用。船舶上常见的方法是在不同金属接触的地方增加牺牲法兰或者牺牲管，牺牲法兰或者牺牲管是比管路和设备材料都活泼的一种金属，它会在设备的进口提前与管路中的海水发生反应，中和海水中的负离子，降低海水与设备之间的反应率，从而达到保护设备的目的。

2.2 使用非金属材料或电位相同的金属材料

目前来说船舶上的设备及海水管路大多数还是采用传统的金属材料而设备一般来说比较重要，采用的金属都是不容易发生腐蚀的金属（铜和钛），而管路为了节约成本，一般都选用钢制材料。随着材料学的发展，许多和金属材料性能差不多的非金属材料也应运而生，例如现在许多船舶上的压载管采用的都是玻璃钢管，它既耐腐蚀又能抵抗管路中的介质压力，是一种很有前途的新型材料。[4]

2.3 切断不同金属间的联通

这一点是船舶上最常用的方法，管路与设备基本上是通过法兰连接，法兰与法兰之间有垫片隔离，螺栓是联通它们的唯一途径，螺栓与法兰有两个地方是紧密贴合的，一个是螺母与法兰端面，一个是贯穿螺栓与法兰孔，所以只要在这两个地方切断螺栓与法兰间的联通，就能实现切断电流。具体方法如下。

（1）在螺母与法兰之间安装绝缘垫圈，需要注意的是绝缘垫圈的强度要足够大，因为螺栓与螺母的扭矩很大，船上一般采用的垫圈材料是聚四弗乙烯。[5]

（2）在螺栓贯穿法兰的部分用热缩套管包住并用火烤至紧密贴合在螺栓上。

除以上两点外，还应该将绝缘法兰进行绝缘粉末喷涂，进一步加大不同金属的隔离距离，应注意的是：永远不要使用铜和铝电极，只能使用铜和铁电极对铸铁蝶阀应采用内衬橡胶的型式，因为在阀件发生侵蚀的情况下，石墨杂质会导致管路电化学腐蚀的发生。[6]

目前在船舶上要做到完全杜绝电化学腐蚀，我们的技术还是有一定的差距，可喜的是以上防止电化学腐蚀的方法在船舶上有着实际运用，并且效果显著，大大降低了海水系统中管路及设备的电化学腐蚀，并取得了国内外船东的认可。

参考文献

[1] 曹楚南.腐蚀电化学原理[M].化学工业出版社，2008：63-65.

[2] 魏海军，金国平.轮机维护与修理[M].大连海事大学出版社，2010：94-95.

[3] 蔡少华，龚孟濂，史华红.无机化学基本原理[M].中山大学出版社，2008：31-32.

[4] 乔寿成.玻璃钢管在船舶上的应用[M].第十届全国内河船舶与航运技术学术会议论文集，2006：362-363.

[5] 张振英.聚四氟乙烯的性能，加工及其在封密上的应用[M].陕西化工出版社，1994：77.

电化学腐蚀范文第8篇

【关键词】地下管道；电化学腐蚀；检测技术；防护技术

0 引言

随着能源市场需求不断增加，地下管道输运事业得到迅猛发展。地下管道铺设线路复杂，穿越不同类型土壤和江河，形成了许多地区性、全国性甚至洲际性大型管网。地下管线所用金属材料与复杂的外界环境介质接触发生化学或电化学作用，导致严重的金属腐蚀，给国民经济造成巨大的损失。在更为严重的情况下，管道腐蚀穿孔，油气发生泄露而引起发火灾，会对人民生命安全产生巨大隐患。因此，地下管道腐蚀的检测与防护是长期安全生产的必要措施。

1 地下管道腐蚀原理

地下管道腐蚀类型按腐蚀原理来分主要有化学腐蚀、电化学腐蚀和生物化学腐蚀。电化学腐蚀是其中最为常见的一种。地下管线钢发生电化学腐蚀主要原因是土壤中存在氯盐腐蚀介质。金属在氯离子催化作用下发生氯盐腐蚀。电化学腐蚀发生时，腐蚀原电池的阳极过程为金属的溶解，Fe局部失去电子形成Fe2+。阴极过程为土壤中的水与氧得到电子，发生还原反应形成OH-。Cl-与阳极反应产生的铁离子Fe2+，形成易溶的FeCl2・4H2O，俗称“绿锈”。绿锈从阳极区向含氧量较高的土壤孔隙液迁移，分解成为Fe（OH）2，俗称“褐锈”。褐锈沉积于阳极区周围，同时放H+和Cl-，它们回到阳极区使孔隙液局部酸化，同时Cl-再带出更多Fe2+。氯离子在这个过程中并不消耗，作为中间产物，起催化作用[1]。因此，当金属表面绝对干燥时，不会产生电化学腐蚀。然而绝对干燥的地下环境几乎是不存在的。地下污水等大量腐蚀性介质与管道壁接触，将导致电化学腐蚀发生。由于土壤通常具有不均质性，因此常见的是局部腐蚀称为点蚀或坑腐蚀，并在点蚀坑内形成盐酸，加剧蚀坑的发展而发生穿孔，造成特大危害[2]。

2 地下管道腐蚀检测技术

为了最大限度地发现或避免大型石油天然气输运工程中地下管线钢腐蚀的发生和发展，需要采用灵敏度高、定量准确而且能无损、经济的检测仪器快速、便捷地检测地下管线钢筋腐蚀的发生、发展速度以及破坏程度，从而达到安全预警目的[3]。几种目前常见的电化学检测方法如下。

半电池电位法：管线钢腐蚀时在钢表面会形成阳极区和阴极区，在这些具有不同电位的区域之间，土壤的内部将产生电流。钢表面层上某一点的电位可以通过和参比电极的电位作比较来确定。管线钢腐蚀电位和腐蚀状态之间存在着对应关系，通过测试电位即可获得管道的腐蚀情况。半电池电位法简单、易行、经济，可以在不扰乱正常工作的情况下进行检测并且能得到很快的响应。但是这种方法只能定性的评价管线钢腐蚀，不能精确定量的测试钢腐蚀量的大小。除此之外，电位法仅适应于电解质体系，而且要求溶液中的腐蚀性物质有良好的分散能力，以全面表征整个体系的腐蚀状态[4]。

线性极化法：又名直流极化电阻法，源于1954年Stern和Geary发表的一篇论文所提出的快速腐蚀检测法。其著名的Stern公式为：Icorr=B/Rp。其中Icorr为腐蚀电流，Rp是腐蚀体系的极化电阻。通过给正在发生腐蚀的电极施加一个小电流，测量体系的阳极与阴极之间的极化电阻，再使用Stern公式计算腐蚀电流数据。由于腐蚀电流与腐蚀速度成正比，所以线性极化法可以直接定量表征地下管道腐蚀程度。该方法优点是灵敏度很高，能够精确检测到较低的瞬时腐蚀速率。其缺点与半电池电位法相似，只能适应于电解质中发生电化学腐蚀的场合，测试范围较小[5]。

交流阻抗谱：将地下管线钢腐蚀体系简单地表示为由电阻、电容等元件组成的等效电路，在保证不影响电极体系性质的情况下，对该电路施加一个小幅正弦交流电压（电流）信号，由电流（电压）响应来计算电极反应参数，进而得到管线钢/土壤界面的双电层电容、土壤电阻等各电路元件值以及管线钢腐蚀速度、土壤腐蚀机理等信息。采用交流讯号的电化学技术最早应用于基础电化学，Dawson[6]于1978年首次运用交流阻抗谱方法研究混凝土中钢筋中的腐蚀行为。交流阻抗法是一种暂态频谱分析技术，施加的电信号对腐蚀体系的影响较小，通过解析管线钢阻抗谱和土壤阻抗谱可以评价管线钢腐蚀变化和土壤溶液体系变化，对于由Cl-引起的地下管线钢的局部腐蚀具有很高的灵敏度。

电化学噪声法：正在发生腐蚀的电极表面会出现的电位或电流随机自发波动的现象。土壤溶液中Cl-吸附在管线钢表面活性点上，这些活性点包括金属的夹杂物（MnS，FeS等）、第二相沉淀、空穴、氧化物膜中的缺陷及空位等。伴随腐蚀电化学反应过程，亚稳态蚀点形核。形核的亚稳态蚀点由于重新钝化的作用而失去活性或者发展成为稳定的蚀点，这一过程中将会产生电流及电压的瞬态峰，即电化学噪声。电化学噪声测试设备简单，一般由三电极组成，其中两个工作电极的尺寸、材质和表面状态完全相同，通过捕捉噪声信息，测出腐蚀位置（区域）噪声电位、噪声电流，并运用统计学计算方法得到噪声电阻。电化学噪声技术可以有效地检测均匀腐蚀、孔蚀、裂蚀、应力腐蚀开裂等管道腐蚀[7]，判断出管道腐蚀的类型，评价腐蚀发生及发展程度。

3 地下管道腐蚀防护技术

涂层法：地下管道防腐必备和基本的防护措施。常用的防腐层材料有单层熔结环氧粉末（聚乙烯、环氧树脂、酚醛树脂）、三层聚乙烯（环氧粉末、聚合物胶粘剂，聚乙烯层），以及石油沥青材料等[8]。

缓蚀剂法：将能够降低甚或抑制金属腐蚀的缓蚀剂添加到腐蚀介质体系中，能显著提高腐蚀防护性能，且简单便捷经济性好。现已广泛应用于石油化工领域。

阴极保护法：实际上是抓住化管线钢腐蚀过程中阳极反应必须同时放出自由电子的电化学本质。施加保护电流，从源头上遏制了管线钢阳极反应放出自由电子，使其电位等于或低于平衡电位，就可使钢筋不能再进行腐蚀反应。阴极保护法从电源类型分，主要有两种：牺牲阳极法和外加电流阴极保护法。牺牲阳极法采用电化学上比钢更活泼的，电位更负的金属（铝合金、锌合金、镁合金）作为阳极，与被保护钢筋相连，腐蚀本身来提供自由电子，对钢筋实施阴极保护。外加电流阴极保护以直流电源接通难溶性阳极，发射保护电流，负极与被保护钢筋相连，阳极与钢筋处于连续电解质中，使得钢筋全部表面都充分均匀接受电子，实现阴极保护。国内已有相应的规范和较成熟的工艺[9]。

4 结论

地下管道腐蚀检测与防护技术是地下输运设备工程安全的保障。尽管地下管道腐蚀检测与防护与技术已有许多成功的工程应用实例，但是至今仍存在各种问题。各种腐蚀检测和防护技术都有适应的一面，也有一定局限性。因此，期待通过不断改进和革新检测与防护技术，提高管线工程服役寿命的安全性。

【参考文献】

[1]洪定海.混凝土中钢筋的腐蚀与保护[M].北京：中国铁道出版社，1998：27.

[2]石仁委，龙媛媛.油气管道防腐蚀工程[M].北京：中国石化出版社，2008.

[3]王冲，张舒展，谢鹏.油气管道腐蚀监测技术[J].全面腐蚀控制，2013，27（9）：37-40.

[4]杨筱蓄.油气管道安全工程[M].北京：中国石化出版社，2005.

[5]Andrade C，Gonzalez J A.Quantitative measurements of corrosion rate of reinforcing steel embedded in concrete using polarization resistance measurements[J].Werkstoffe und Korrosion，1978，29：515-519.

[6]Dawson J L. Corrosion Science [M].Houston， TX： NACE，1978： 125.

[7]耿国庆，施锦杰，孙伟.混凝土模拟液中钢筋腐蚀电化学测试结果比较[J].东南大学学报：自然科学版，2011，41（2）：382-386.

[8]胡士信，董旭.我国管道防腐层技术现状[J].油气储运，2004，23（7）：4-8.

电化学腐蚀范文第9篇

关键词：电化学腐蚀 化学腐蚀 接触腐蚀 双金属电偶腐蚀 防腐蚀

中图分类号：K826.16文献标识码：A 文章编号：

腐蚀是材料与其环境间的物理化学作用引起材料本身性质的变化。金属腐蚀是指金属与其所处环境间发生物理化学作用，导致金属性能的改变，并常使金属功能、环境或制作产品的工艺系统遭到破坏。

金属腐蚀有化学腐蚀和电化学腐蚀两种，在腐蚀过程中伴有电流产生的腐蚀，叫电化学腐蚀。两种不同的金属接触时发生的电化学腐蚀，这种腐蚀即为接触腐蚀，又称电偶腐蚀。《金属腐蚀及防护术语和定义》GB10123-88第4.6条双金属腐蚀bimetallic corrosion定义为：“由于不同的金属或其它电子导体作为电极而形成的电偶腐蚀”。

一、电化学腐蚀的形成原理：

电化学腐蚀是由于金属及其合金在周围介质的电化作用下而引起的腐蚀，实质上是金属表面形成许多微小的短路原电池的结果。

金属中或多或少会含有某些杂质，不同的金属有不同的电位，同一种金属内的不同组成物也有不同的电位。当金属与某一种导电的溶液接触时，就会出现电位差，使溶液中出现电子流；在这种作用下，比较活泼或不太耐腐蚀的金属的腐蚀程度一般会加剧，电阻较大的金属的腐蚀程度会相应减弱；电阻不大的金属成为阳极，电阻较大的金属成为阴极；通常情况下阴极部分腐蚀非常少，而电位低的阳极的金属首先被腐蚀。

二、幕墙工程中常见金属材料的活泼性能：

幕墙工程中大多数金属材料是合金，下表1为幕墙工程中常用的金属及合金材料实际电位序：

表1在饱和空气、中性海水中一些金属和合金的实际电位序

在实际应用中，如果金属和合金的电位序很接近，造成腐蚀的危害程度不大，表1序列中离得越远，产生的电位越大，极化腐蚀的风险就越大，举例来说，不锈钢与铜接触时，比与铝或镀锌钢接触时的危险要小。

电化学腐蚀一般可分为大气腐蚀、在电解质溶液中的腐蚀和土壤腐蚀三种情况。大气腐蚀为幕墙工程金属结构腐蚀的主要腐蚀形式。对钢结构来说，腐蚀的速度主要与空气的相对湿度有关。实验和经验证明，常温下，钢材的腐蚀临界湿度为60％～70％。也就是说，当大气的相对湿度小于60％时，钢的大气腐蚀是很轻微的，但当大气相对湿度超过60％时，钢的腐蚀速度会明显增加。同时，钢材的腐蚀速度还与大气中所含的污染物成分和数量有关。

三、幕墙工程中电化学腐蚀的外在影响：

1、环境影响：环境的性质和侵蚀性很大程度决定了电化腐蚀的等级，一般情况下，电化腐蚀率将随着环境侵蚀性的提高而大幅度提高。

2、距离作用：由于电流的作用，通常在最靠近接头的地方被加速腐蚀，侵蚀性随着离该点的距离增大而降低。受电化腐蚀影响的距离视溶液的导电性而定，电化腐蚀最有可能在两种不同金属或合金的接头附近发生，比如说，焊接接头通常比一种凸缘连接更有可能发生腐蚀。

3、面积作用：电化腐蚀另一个重要的因素是面积作用或阴阳极面积之比。一个大面积的阴极和一个小面积的阳极构成一种不合适的面积比率，在阳极区的电流密度越大，腐蚀速率越大。这种面积作用可通过下面的试验得到证明，在一侧，钢板用铜铆钉铆接，在另一侧，铜板用不锈钢铆钉铆接，将它们都浸没在海水中，一段时间过后，钢板稍微有些腐蚀，铜板上，钢铆钉完全被腐蚀。

四、金属腐蚀等级标准：

根据《工业建筑防腐蚀设计规范》（GB50046-2008）对腐蚀性分级的规定，各种介质对金属材料长期作用下的腐蚀性，可分为强腐蚀、中等腐蚀、弱腐蚀、微腐蚀四个等级。各种介质对金属材料的腐蚀性等级应严格按《工业建筑防腐蚀设计规范》（GB50046-2008）的规定执行。

五、金属腐蚀的防护方法：

为防止或减少金属的腐蚀并延长其使用寿命而采取的各种措施，称为防护方法。使用绝缘性的保护层把金属与腐蚀介质隔离开来，消除产生腐蚀原电池的条件，即采用防护层的方法防止金属腐蚀是目前应用得最多的方法。常用的保护层有金属保护层、化学保护层、非金属保护层三种。

1、金属保护层 ：

金属保护层是用具有阴极或阳极保护作用的金属或合金，通过电镀、喷镀、化学镀、热镀和渗镀等方法，在需要防护的金属表面上形成金属保护层（膜）来隔离金属与介质的接触，或利用电化学的保护作用使金属得到保护，从而防止了腐蚀。在幕墙工程中常见为钢材热浸镀锌、铝合金型材的电泳涂漆、粉末喷涂、氟碳漆喷涂等等。

2．化学保护层：

化学保护层是用化学或电化学方法使金属表面上生成一种具有耐腐蚀性能的化合物薄膜，以隔离腐蚀介质与金属接触来防止对金属的腐蚀。例如钢铁的氧化（发兰）、铝的电化学氧化。

3．非金属保护层：

非金属保护层是用涂料、塑料和搪瓷等材料，通过涂刷和喷涂等方法，在金属表面形成保护膜，使金属与腐蚀介质隔离，从而防止金属的腐蚀。

六、幕墙工程设计中，关于双金属腐蚀的具体方法：

在幕墙工程设计中，应根基具体情况选用适当的金属腐蚀防护方法。

1、在进行工程设计时，在选材方面应尽量避免由异种材料或合金相互接触。若不可避免时，应尽量选择在电偶序中位于同组或位置相近的金属或合金。

2、要避免大阴极和小阳极面积比的组合。

3、施工中可考虑在不同金属的连接处或接触面采取绝缘措施（尼龙垫），避免不同金属的直接接触。

4、采用适当的涂层或金属镀层进行保护。但使用涂层时必须十分小心谨慎，必须把涂料涂覆在阴极性金属上，这样可显著减小阴极面积；如果只涂覆在阳极性金属上，由于涂层的多孔性或局部涂层脱落，必然产生严重的大阴极和小阳极组合的有害局面。在使用金属镀层时，必须注意金属间的电位差。

5、设计时选用容易更换的阳极部件，或将它加厚以延长使用寿命。

6、采用电化学保护方法，即使用外加电源对整个构件实行阴极保护或安装一块电极电

位比被保护的两种金属更负的第三种金属。

明白双金属腐蚀的原理并有效的克服它是幕墙设计中很重要的一个环节。比如说幕墙主

杆件与建筑主体之间的连接中，钢角码和铝型材需要用尼龙垫片隔离；铝塑板通过铝角码与钢龙骨连接中间需要加橡胶垫片隔离；在避雷设计中，一般的均压环为直径12mm的钢筋，立柱是铝型材，而它们需要保证导电通畅，就得连接，这也是需要考虑双金属腐蚀的地方！

电化学腐蚀范文第10篇

关键词：双槽电化学腐蚀法；多孔硅基底；蛋白质芯片；抗体检测

1引言

1990年，Canham等[1]报道了多孔硅光致发光现象以后，多孔硅逐渐为人们所重视，并广泛应用于生物传感器、药物运输、光电器件、太阳能电池等领域[2，3]。多孔硅表面的纳米结构与腐蚀电流密度、腐蚀时间、HF浓度有关。

相比于传统的分析方法，蛋白质芯片（Protein microarray）可以实现成千上万个样品的高通量平行分析，具有自动化和微量化等优点。蛋白质芯片通常以功能化的平板玻璃片为基底，应用所修饰的官能团与蛋白质的氨基或羧基等残基反应而实现蛋白质的固定[4]。相对于二维玻璃基底，多孔硅表面具有三维纳米结构，大的比表面积（500 m2g）， 并且多孔硅生物相容性好， 以及表面易修饰不同的官能基团（环氧、醛基、氨基等）而实现功能化 [5～10]，因此多孔硅能作为一种优良的基底材料应用于蛋白质芯片的制作。目前，已有一些研究组尝试将多孔硅基底应用于生物芯片的制作[2，11]。由于大面积且表面均匀的多孔硅不容易制备，所获得的多孔硅尺寸通常较小，不利于大规模微阵列蛋白质芯片的制作和数据的采集。另外，多孔硅制备条件对蛋白质芯片检测结果的影响尚缺乏系统研究。

本研究采用自制电解池，采用双槽电化学腐蚀法[12～15]，制作了大面积均匀的多孔硅基底，并考察了在不同的腐蚀电流密度、腐蚀时间、HF浓度条件下，所获得的多孔硅基底对小鼠IgG固定效果的影响。成功制作了一种能够应用于蛋白质芯片构建的大面积均匀的多孔硅基底材料。

2实验部分

2.1仪器与试剂

晶芯SmartArrayer48微阵列芯片点样仪和晶芯LuxScan10K微阵列芯片扫描仪（北京博奥生物技术有限公司）； CHI660D电化学工作站（上海辰化仪器有限公司）； HPC250CL恒温恒湿箱（上海申贤恒温设备厂）； ZKF035电热真空干燥箱和101A1ET电热鼓风干燥箱（上海实验仪器有限公司）；TH2300恒温培养摇床（北京桑翌科技发展有限公司）； PHS3BW pH计（上海理达仪器厂）； 5415R型高速离心机（德国Eppendorf公司）；XL30ESEMFEG场发射扫描电子显微镜（美国FEI公司）；IFS66VS傅立叶变换红外光谱仪（德国布鲁克公司）。

3结果与讨论

3.1多孔硅基底制备条件的优化

3.1.1腐蚀电流密度的影响固定制备多孔硅基底的腐蚀时间为600 s，HF浓度为25%，改变腐蚀电流密度，应用自制电解池采用双槽电化学腐蚀法获得了3种腐蚀电流密度（100，300和500 mAcm2）下的多孔硅基底。在表面修饰环氧基团后，制备小鼠IgG芯片与固定浓度（10 mgL）FITC标记的兔抗小鼠IgG抗体反应。结果表明，腐蚀电流密度为500 mAcm2时，荧光强度最大（图2），证明该电流密度下小鼠IgG固定量最多。蛋白质在多孔硅基底上的固定量随腐蚀电流密度的增加而增大，这是因为随着腐蚀电流密度的增加，多孔硅表面的孔径逐渐增大，比表面积随之增加，从而使蛋白质在多孔硅表面的负载量得到相应的提高。但在大腐蚀电流密度（_Symbol～@@_500 mAcm2）作用下，随着多孔硅孔径的增大孔壁逐渐变薄，孔状纳米结构的强度降低，受到溶液表面张力的影响，纳米结构发生龟裂使多孔硅在溶液中的稳定性大幅降低，表面发生坍塌。因此，多孔硅的最佳腐蚀电流密度选择500 mAcm2。

3.2多孔硅基底的表征

优化条件下（腐蚀电流密度500 mAcm2，腐蚀时间450 s，HF浓度25%）所制备多孔硅基底表面的结构如图5所示。多孔硅表面的纳米结构规整，孔洞分布均匀，排列致密，孔径分布在15 nm左右。孔状结构增大了多孔硅基底的比表面积，从而提高了蛋白质在芯片表面的负载量，有助于提高芯片检测的灵敏度。

3.3平板单晶硅环氧玻璃片多孔硅基底对蛋白质固定效果的比较