水腐蚀
水腐蚀是金属在含水环境中发生的电化学降解，由阳极溶解和阴极还原反应耦合驱动。
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Definition
金属在含水环境中发生的电化学氧化，其中阳极区域的金属溶解与同一表面或耦合表面阴极区域的还原反应相平衡。
Scope
本主题涵盖了水介质中腐蚀的电化学机制：金属的阳极溶解以及氧或氢离子的阴极还原、混合腐蚀电位和腐蚀电流、通过普贝图绘制的热力学稳定性，以及主要的腐蚀形式，如均匀腐蚀、电偶腐蚀、点蚀和缝隙腐蚀。它是预测和量化材料降解的基础。
Core questions
- 在水中，哪些阳极和阴极反应结合导致金属腐蚀？
- 腐蚀电位和腐蚀电流如何决定金属损失的速率？
- 普贝图如何预测金属是腐蚀、钝化还是免疫？
- 均匀腐蚀与点蚀和电偶腐蚀等局部腐蚀形式有何区别？
Key theories
- 混合电位理论
- 腐蚀金属达到一个稳定的腐蚀电位，在此电位下总阳极电流和阴极电流平衡；通过塔菲尔外推法获得的平衡电流大小表示腐蚀速率。
- 电位-pH（普贝）图
- 电极电位对pH值的图谱划分了金属在热力学上是免疫、主动腐蚀还是钝化的区域，指导腐蚀敏感性评估。
Clinical relevance
水腐蚀是管道、桥梁、船舶和生物医学植入物失效和维护的根本原因；了解其电化学原理有助于预测寿命、选择材料和制定保护策略，从而减轻巨大的经济和安全成本。
History
埃文斯在20世纪初确立了腐蚀的电化学性质；瓦格纳和特劳德于1938年正式提出了混合电位理论，普贝在20世纪中叶编制了电位-pH平衡图，这些共同为腐蚀奠定了定量的电化学基础。
Key figures
- Ulick R. Evans
- Marcel Pourbaix
- Carl Wagner
- Wilhelm Traud
Related topics
Seminal works
- jones1996
- pourbaix1974
- bard2001
Frequently asked questions
- 为什么两种不同的金属接触时腐蚀会更快？
- 当不同金属在电解质中电连接时，活性更高的金属成为阳极并优先溶解，而更贵重的金属充当阴极，从而加速活性金属的电偶腐蚀。
- 普贝图能告诉你什么？
- 它显示了金属在不同电位和pH值下是热力学稳定（免疫）、预期溶解（腐蚀）还是被保护性氧化物覆盖（钝化），尽管它指示的是趋势而非速率。