镍等参考资料金属钝化曲线的测定及腐蚀行为评价

物理化学实验报告

镍等金属钝化曲线的测定及腐蚀行

为评价

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指导教师:

一、实验目的

(1)掌握用线性电位扫描法测定镍在硫酸溶液中的阳极极化曲线和钝化行为。

(2)了解金属钝化行为的原理和测量方法。 (3)测定C1-浓度对Ni钝化的影响。

二、实验原理

(一)金属的钝化

金属处于阳极过程时会发生电化学溶解,其反应式为:

M → Mn+ + ne-

在金属的阳极溶解过程中,其电极电势必须大于其热力学电势,电极过程才能发生。这种电极电势偏离其热力学电势的行为称为极化。当阳极极化不大时,阳极过程的速率(即溶解电流密度)随着电势变正而逐渐增大,这是金属的正常溶解。但当电极电势正到某一数值时,其溶解速率达到最大,而后,阳极溶解速率随着电势变正,反而大幅度降低,这种现象称为金属的钝化。

金属钝化一般可分为:化学钝化和电化学钝化。

金属之所以由活化状态转变为钝化状态,目前对此问题有着不同看法:

(1)氧化膜理论:在钝化状态下,溶解速度的剧烈下降,是由于在金属表面上形成了具有保护性的致密氧化物膜的缘故。

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(2)吸附理论:这是由于表面吸附了氧,形成氧吸附层或含氧化物吸附层,因而抑制了腐蚀的进行。

(3)连续模型理论:开始是氧的吸附,随后金属从基底迁移至氧吸附膜中,然后发展为无定形的金属-氧基结构。各种金属在不同介质或相同介质中的钝化原因不尽相同,因此很难简单地用单一理论予以概括。

(二)影响金属钝化过程的几个因素 (1)溶液的组成

溶液中存在的H+、卤素离子以及某些具有氧化性的阴离子对金属钝化现象起着显著的影响。在中性溶液中,金属一般是比较容易钝化的,而在酸性或某些碱性溶液中要困难得多。

(2)金属的化学组成和结构

各种纯金属的钝化能力均不相同,以Fe、Ni、Cr种金属为例,易钝化的顺序Cr>Ni>Fe。

(3)外界因素

当温度升高或加剧搅拌,都可以推迟或防止钝化过程的发生。这显然是与离子的扩散有关。在进行测量前,对研究电极活化处理的方式及其程度也将影响金属的钝化过程。 (三)研究金属钝化的方法

电化学研究金属钝化通常有两种方法:恒电流法和恒电势法。由于恒电势法能测得完整的阳极极化曲线,因此,在金属钝化研究中比恒电流法更能反映电极的实际过程。用恒电势法测量金属钝化可有下

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