交换电流密度与腐蚀速度(腐蚀速率如何计算.X)

交换电流密度与腐蚀速度

1、按两个反应方向进行的阳极反应和阴极反应的电流密度绝对值叫做交换电流密度，交换电流密度是对同一个电极反应而言的，交换电流密度是一个电极反应自身的性质，是一个热力学的概念，与外界条件是无关的，不管是否处于平衡态，当一个电极反应处于平衡态时，阴极反应和阳极反应的电流密度相等，对应的电流密度是该电极的交换电流密度，交换电流密度可以用来描述一个电极反应得失电子的能力，及可以反映一个电极反应进行的难易程度。

2、腐蚀速度描述金属均匀腐蚀程度的一种定量指标，金属腐蚀后，其重量，厚度，机械性能，组织结构及电极过程都会发生变化，这些物理和力学性能的变化率可川来表示金属腐蚀的程度。

3、交换电流密度越大，腐蚀速度越快。

腐蚀速率如何计算.X

腐蚀速率如何计算金属材料的腐蚀速度常用金属腐蚀速度的重要指标、深度指标和电流指标表示.金属腐蚀速度表示法是在要评价的土壤中埋设金属材料试样,经过一定时间后,测试出试样的重量变化或深度变化或电流变化,以此来评价土壤腐蚀性.重量指标就是把金属因腐蚀而发生的重量变化,换算成相当于单位金属面积与单位时间内的重量变化的数值.它又分为失重法和增重法两种.用公式表示为：式中 v - —失重时的腐蚀速度,克 / 米 2 . 小时； v + —增重时的腐蚀速度,克 / 米 2 . 小时； W o - —金属的初始重量,克； W 1 —消除了腐蚀产物后金属的重量,克； W 2 —带有腐蚀产物的金属的重量,克； S —金属的面积,米 2 ； T —腐蚀进行的时间,小时.金属腐蚀速度的深度指标是把金属的厚度因腐蚀而减少的量,以线量单位表示,并换算成相当于单位时间的数值.用公式表示为：式中 v L —腐蚀的深度指标,毫米 / 年； p —金属的密度,克 / 厘米 3 .金属腐蚀速度的电流指标是以金属电化学腐蚀过程的阳极电流密度的大小来衡量金属的电化学腐蚀速度的程度.可由法拉第（ F a r a d a y ）定律把电流指标和重量指标联系起来.可用公式表示为：式中 i a —腐蚀的电流指标,即阳极电流密度,安培 / 厘米 2 ； A ——原子量； N ——化合价；列举几个常用的腐蚀速率计算方法： 1 、失重法失重法直接表示由于腐蚀而损失的材料重量,其过程为：对预先制备的试样测量尺寸,净准确称重后置于腐蚀介质中,实验结束后取出,清除产物后清洗、干燥、再称重.试样的失重直接表征材料的腐蚀程度.其腐蚀速率的计算方法：通常采用单位时间内单位面积上的重量变化表征平均腐蚀速率 g * ( m ^ - 2 ) * ( h ^ - 1 ) . v = ( w 0 - w 1 ) / ( A t ) ；其中, W 0 ：试样原始重量（ g ）； w 1 ：试样清除产物后的重量（ g ）； A ：试样面积（ m ^ 2 ) ; t : 试验周期（ h ）但是这种表征方式仍然不能表示出浮士德损耗深度,为此可将腐蚀速度换算成单位时间内的平均腐蚀深度（如： m m / a ) ,其换算关系为： B = ( 1 / ρ ) * v * [ ( 3 6 5 * 2 4 * 1 0 ) / ( 1 0 0 * 1 0 0 ) ] = 8 . 7 6 * v / ρ = 8 . 7 6 * ( w 0 - w 1 ) / ( ρ * A * t ) B : 腐蚀速率（ m m / a ) v : 按重量计算的腐蚀失重速度（ g * ( m ^ - 2 ) * ( h ^ - 1 ) .ρ：金属材料的密度 ( g * c m ^ - 3 ) 2 、电流计算方法：实验室中还常用腐蚀电流密度 i c o r r （ A * c m ^ - 2 ) 来表示腐蚀速度,它与 v 的换算关系为： i c o r r = { [ v / ( A / n ) ] * 2 6 . 8 / 1 0 ^ 4 } = v * ( A / n ) * 1 / 3 7 3 其中, A 为原子量； n 为离子电荷；通常对于碳钢来说 ( 假设密度为 7 . 8 ,失 2 个电子,以 F e 为主）, 1 m m / a ≈ 8 5 . 2 3 2 m A / c m ^ 2 3 、电阻法电阻法的基本原理是根据金属的电阻值与其横截面积有关,在腐蚀过程中由于横截面积减小从而导致电阻增大,根据电阻值的增大判断金属的腐蚀速率；推导过程省略,其计算公式为： a 、丝状金属试样 B = r / t * [ 1 - ( R 0 / R t ) ^ - 2 ] * 8 7 6 0 m m / a v = r / t * [ 1 - ( R 0 / R t ) ^ - 2 ] * ρ * 1 0 0 0 g / ( m ^ 2 * h ) b 、片状试样腐蚀速度 B = 2 1 9 0 * { （ a + b ) - [ ( a + b ) ^ 2 - 4 * a b * ( △ R / R ) ] } / t m m / a v = 2 5 0 * ρ * { （ a + b ) - [ ( a + b ) ^ 2 - 4 * a b * ( △ R / R ) ] } / t g / ( m ^ 2 * h ) 其中, r : 丝状试样的初始半径（ m m ）； a : 片状试样的初始宽度（ m m ）； b : 片状试样的初始厚度（ m m ）； R 0 ：初始时刻的试样电阻（Ω）； R ：实验测试时试样电阻（Ω）；△ R ：电阻变化值（△ R = R 0 - R Ω）ρ：金属密度·其他诸如·气体容量法、电感测试法等因为不常用,不再一一赘述.希望这几个方法及计算公式能帮助你.

想用电化学方法测腐蚀速率，就是比较一下几个样的腐蚀速率？

由于很多涉及到公式包括公式推导的内容无法在这里表达，电化学测试技术部分的内容给你做了扫描，供参考。要了解更详细的内容，建议你看一下刘永辉的《电化学测试技术》或者曹楚楠老师的《腐蚀电化学》、宋诗哲老师的《腐蚀电化学研究方法》等。如果想简单的知道测哪些数据可以求得腐蚀速率，扫描件中已用红色标注，通过这些信息结合编写的小程序可以得到腐蚀速率。详细件图片（百度太差劲了，无法上传多张图片，只能把几张放在一个文件里，勉强看吧，如果看不清给我个邮箱，我给你发电子版）。

极化曲线测腐蚀速率，方法分为微极化、弱极化和强极化法；从计算方法上，包括Tafel直线外推法（强极化）、弱极化区三点法（很明显，弱极化）、线性极化法（一般为微极化）、恒流暂态法（微极化居多）、恒库伦法（多为微极化）、交流阻抗法和循环伏安法（强极化）。

Tafel直线外推法属于强极化，可将过电位η对logi作图测得金属的E-logi极化曲线，由其直线段的斜率求得bc和ba，将极化曲线的直线段外推与η=0的水平线相交，交点所对应的电流密度极为腐蚀速度icorr。此方法简单、明确，但由于强极化使自然腐蚀过程受到干扰，电极表面容易发生变性，同时造成IR降和浓差极化较大。此方法长用于测定酸性溶液中金属腐蚀速度以及缓蚀剂的影响。

而对于微极化技术来说，方法简便、快速，对被测体系影响较小，重现性较好，但此方法误差较大。通常可根据公式icorr=B/Rp来求腐蚀速率。其中B=[ba*bc/2.303(ba+bc)];

而ba、bc的测定方法：1）通过Tafel直线段的斜率求得；

2）利用弱极化区的两点法或三点法求得（详细见图片的扫描件，同样可通过公式编写小程序完成计算）；

而Rp的测定方法：

1）恒流稳态法，也称恒流充电法；

2）动电位扫描极化曲线法；

3）交流阻抗法、方波电位法和方波电压法等（详细可参考《电化学测试技术》等）。

对于交流阻抗来说，是研究快速电极过程、双电层结构和吸附情况常用的方法，在腐蚀及电化学研究中占有重要地位，但在测试金属腐蚀速率过程中需要对得到的结果进行重新处理，过程相对麻烦一些，应用也少一些。

什么叫交换电流密度

当电极反应处于平衡时，电极反应的两个方向进行的速度相等，此时的反应速度叫做交换反应速度。相应的按两个反应方向进行的阳极反应和阴极反应的电流密度绝对值叫做交换电流密度，用io表示。 交换电流密度是对同一个电极反应而言的。交换电流密度是一个电极反应自身的性质，是一个热力学的概念，与外界条件是无关的，不管是否处于平衡态。当一个电极反应处于平衡态时，阴极反应和阳极反应的电流密度相等，对应的电流密度是该电极的交换电流密度。交换电流密度可以用来描述一个电极反应得失电子的能力，及可以反映一个电极反应进行的难易程度。

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