化学钝化
金属与钝化剂作用产生的钝 化现象。 钝化剂：KNO3、K2Cr2O3等。
金属的钝化
电化学钝化
采用外加阳极电流的方法， 使金属活化状态变为钝化 状态。
特 征
腐蚀速度大幅度下降 电位强烈正移，形成的钝化膜较为稳定 钝化只是金属表面性质的改变
1.2 金属钝化的阳极极化曲线
活化区（A~B）：金属按正常的阳极溶解规
E
EF
Flade电位
意义
0
电位衰减曲线
t
EF值愈正表明金属丧失钝态的倾向愈大，反之，EF 值愈负，该金属愈容易保持钝态。
1.2 金属的自钝化
自钝化体系
o不依靠外加阳极极化电流，金属表面就能自动进入钝化状态 的腐蚀体系。 o这种钝化主要是由于腐蚀介质中氧化剂的还原而促成的金属 的钝化。 o金属自钝化的发生不仅与金属的本质有关，还与氧化剂的性 质与浓度有关。
Ep
钝化过渡区
Epp
活化区
Ecorr
阴极区 i
ip icorr ipp
金属钝化过程的极化曲线
1.3 金属钝态的稳定性—弗莱德电位
现象
采用外加阳极电流对非自 钝化金属进行钝化，使其 处于钝态，如果中断外加 阳极电流，阳极金属的钝 态会遭到破坏，金属会自 动活化。在重新变为活化 状态的过程中，电位持续 衰减（变负）。
律进行，金属以低价的形式溶解为水离子。
特点：
E
Etp
过钝化区 钝化区
1、研究金属或合金钝 钝化过渡区（B~C）：此时金属开始 化的重要参数。 钝化，表面状态发生突变，电流密度急 剧下降。 2、金属在整个阳极过 稳定钝化区（ C~D）：金属处于稳定 程中，由于它们的电极 状态，表面生成一层耐蚀性较好的钝 电位所处的范围不同， 化膜。 其电极反应不同，腐蚀 过钝化区（D~E）：金属电极上发 速度也各部一样。钝化 生新的电极反应，钝化膜遭到破坏， 腐蚀又重新加剧。 可以抑制金属腐蚀速度。
3 影响金属钝化的因素
合金成分的影响 ●通过合金化提 高耐蚀性：加入 易钝化的合金元 素，如Cr、Ni、 Mo等，可提高耐 蚀性。 ●合金元素加入 量必须大于某一 临界值，才有显 著耐蚀效果，如 Fe-Cr合金，当 Cr%不小于12%才 能成为不锈钢。 钝化介质的影响 ●多数钝化剂都 是如氧化性物质 氧化性酸：硝酸、 浓硫酸、铬酸、 高氯酸等。 ●某些金属业能 在非氧化性质中 进入钝化，如Mo、 Nb在盐酸中。 ●用氧化剂作钝 化剂时，氧化剂 的浓度必须超过 某一临界浓度才 能使金属钝化。
腐 蚀 电 化 学
第五章
金属的钝化
主 讲 者 ：孙 磊 学 专 号 ：142060007 业 ：材料学
主要内容
1
金属的钝化
2
钝化理论
3
影响金属钝化的因素
1.1 金属的钝化现象
加水
Fe 70% 稀HNO 浓HNO 3 3 反应剧烈 无反应
金属的钝化： 金属或合金 受一些因素 影响而化学 稳定性明显 增强的现象。
温度的影响
●温度越低，金 属越容易钝化 ●温度升高，难 以钝化，或钝化 膜收到破坏

1.2 金属的自钝化
• 自钝化的必要条件
① 氧化剂的平衡电位Ee,c要高于金
E
属的阳极维钝电位Ep
Ee,c Ep Epp
Ee,c>Ep
② 氧化剂的阴极极限扩散电流密度
iL要大于金属的致钝电流密度ipp
iL>ipp
ip ipp iL
i
自钝化的必要条件
2 金属钝化理论
理论要点：金属与介质作用，只要在金属表面或 理论要点：金属与介质作用，在金属表面生成一 层固态产物独立相（成相膜）。成相膜非常薄， 部分表面上生成不足单分子层的含氧吸附粒子， 但是结构致密（孔隙率小）、覆盖度良好，把金 就可以导致钝态的出现。吸附粒子虽然数量很少， 属与溶解机械地隔开，使溶解速度大大降低。腐 但只要吸附在最活泼、最先溶解的表面区域，就 蚀体系能形成固态产物是钝化的先决条件。 能抑制阳极过程，促使金属钝化。 成相膜理论 吸附理论 实验证据：某些金属上能观察到膜的存在，并已 实验证据：某些金属的钝化过渡区的行为，是成 测定了某些钝态有实际意义的金属表面膜的厚度 相膜理论无法解释，必须用吸附理论解释，如： 和组成。 界面电容改变不大，而在如果腐蚀产物生成具 Fe在浓硝酸的钝化膜厚度约为2.5~3.0nm，碳 有一定厚度的膜，界面电容应有很大的变化。 钢约为9~10nm，不锈钢的最薄，但最致密，保 某些情况下只要通过很少的电量（不足以生成 护性最好 钝化膜），金属就能钝化。 Al在空气中氧化生成的钝化膜厚度约为2~3nm