[科普中国]-氧去极化腐蚀

以氧还原反应为阴极过程的腐蚀，称为氧去极化腐蚀或吸氧腐蚀。发生氧去极化腐蚀的必要条件是腐蚀电池的阳极金属电位比氧电极的平衡电位负。

氧去极化腐蚀的分类(1)如果将氧去极化腐蚀与氢去极化腐蚀作一比较的话，不难看出氧去极化腐蚀具有更普遍的意义。由于氧电极的电位比氢电极的电位正得多，除少数贵金属外，绝大多数金属在含氧的溶液中会发生这一类的腐蚀，腐蚀介质包括潮湿大气、天然水、海水和土壤都含有一定的溶解氧。因此，氧去极化过程和金属在自然条件下的腐蚀有密切的联系。大多数金属在中性和碱性溶液中，以及少数正电性金属在含有溶解氧和弱酸性溶液中的腐蚀，都属于氧去极化腐蚀。

(2)如果腐蚀金属在溶液中的电位较负，并处于活性溶解状态，而氧的传输速度又有限，则金属腐蚀速度将由氧的极限扩散电流密度大小所决定，阳极极化曲线和阴极极化曲线相交在氧的扩散控制区。因此，在一定的电位范围内，腐蚀电流不受阳极极化曲线斜率和位置的影响，说明腐蚀速度和金属本身的性质无关。例如在海水中，普通碳钢和低合金钢的腐蚀速度没有明显差别。

(3)如果腐蚀金属在溶液中的电位很负，不论氧的传输速度大小，阴极过程将由氧去极化和氢去极化两个反应共同组成。腐蚀电流将大于氧的极限扩散电流密度。例如镁在中性溶液中的腐蚀。1

氧去极化腐蚀速度的决定因素金属发生氧去极化腐蚀时，在大多数情况下阳极过程发生金属活性溶解，腐蚀过程处于阴极控制下。氧去极化腐蚀速度取决于下面两个因素：

①溶解氧向电极表面传递的速度。

②氧在电极表面上的放电速度。1

氧去极化腐蚀的过程氧去极化腐蚀可分为两个基本过程：氧的传输过程和氧分子在阴极上被还原的过程。氧的传输过程包括：

①空气中的氧穿过溶液界面进入溶液

②溶解氧通过对流，扩散均匀分布在溶液中。

③由于扩散作用氧穿过紧靠阴极表面的扩散层到达电极表面，形成吸附氧。

氧的还原过程较为复杂，如今研究还不是很清楚。原因是氧电极反应有4个电子参加，机理相当复杂，在反应能有氧化层生成或中间价态粒子出现，给研究工作带来很大难度。1

氧去极化腐蚀的影响因素(1)溶解氧浓度的影响。溶解氧的浓度增大时，氧的极限扩散电流密度将增大，氧离子化反应的速度也将加快，因而氧去极化腐蚀的速度要随着增大。当氧的浓度增大时（例如向溶液中吹入纯氧），阴极极化曲线的起始电位将适当正移，使极限扩散电流密度也相应增大。但是如果受腐蚀金属具有钝化特性，则当溶解氧增大到一定程度时，氧去极化腐蚀速度将要显著降低。

(2)溶液流速或机械搅拌作用的影响。在氧浓度一定的条件下，极限扩散电流密度与扩散层厚度成正比。溶液流速愈大或机械搅拌作用愈强烈，扩散层厚度愈小，氧的极限扩散电流密度就愈大，腐蚀速率也就愈大。同样，对于有钝化倾向的金属或合金，当它们尚未进入钝态时，增加溶液流速或加强搅拌作用都有可能使极限扩散电流密度达到或超过致钝电流密度促使形成钝态而降低腐蚀速率。

(3) NaCI浓度的影响。随着溶液中NaCl浓度的增加，由于溶液电导率增大，腐蚀速率会有所上升。

(4)溶液温度的影响。升高溶液温度能使氧的扩散速度和电极反应速度加快，因此在一定的温度范围内，腐蚀速率将随温度的升高而增大。1

本词条内容贡献者为:

李航 - 副教授 - 西南大学