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电化腐蚀

1800
  • Luigi Galvani
  • Alessandro Volta
锌和铜在电解质溶液中的电化学腐蚀实验,测量电化学反应。

(图片仅供参考)

电化学腐蚀是一种电化学过程,当一种金属与另一种金属在电解液中发生电接触时,会优先发生腐蚀。发生这种现象的原因是异种金属形成了双金属对,惰性较低(较活泼)的金属作为阳极发生腐蚀,而惰性较高的金属作为阴极发生腐蚀。

电化学腐蚀的驱动力是两种异种金属之间的电极电位差。连接后,它们会形成一个短路的电化学电池。电极电位较负的金属(惰性较低的金属)成为阳极并发生氧化,将电子和金属离子释放到电解液中。例如,当锌与海水中的钢接触时,锌就会发生氧化:[latex]Zn \\rightarrow Zn^{2+} + 2e^-[/latex]。.

同时,惰性金属(电位较正)成为阴极,发生还原反应。阳极释放的电子通过金属连接到达阴极。在海水等中性或酸性电解质中,还原反应通常是氧气的还原:[latex]O_2 + 2H_2O + 4e^- (\rightarrow 4OH^-[/latex])。.

电化学腐蚀的速度受多个因素影响,包括金属之间的电位差(电位差越大,腐蚀速度越快)、阴阳极表面积之比(阴极大而阳极小是最糟糕的情况,会导致阳极局部快速腐蚀)以及电解液的导电性。Galvanic Series(电镀系列)将金属和合金按其 电化学势 在特定电解质(通常是海水)中的腐蚀试验,是工程师通过选择兼容材料来预测和预防此类腐蚀的重要工具。.

UNESCO Nomenclature: 2203
- 电化学

类型

化学过程

中断

基础

用法

广泛使用

前体

  • 路易吉-加尔瓦尼发现 ‘动物电’(1780 年代)
  • 亚历山德罗-伏尔塔发明了 伏打桩 (1800)
  • Michael Faraday’s laws of 电解 (1834)

应用程序

  • 用于保护船体和管道的牺牲阳极
  • 镀锌钢(锌 涂层 钢材)
  • 电池(基本原理)
  • 了解工程设计中的材料兼容性

专利:

NA

潜在创新理念

  • self-healing coatings with embedded microcapsules containing sacrificial metal particles
  • smart sensors that monitor galvanic currents in real-time to predict structural failure
  • bio-resorbable galvanic implants for controlled drug delivery
  • energy harvesting devices that generate power from naturally occurring galvanic cells in marine environments
  • 3d-printed multi-metal components with graded junctions to minimize galvanic effects
  • enhanced 微生物 fuel cells using optimized galvanic couples
  • galvanic-driven water purification systems for remote areas
  • corrosion-resistant alloys designed with minimal potential difference between microstructural phases
相关内容: 电化学腐蚀、双金属对、电化学、阳极、阴极、电解质、电化学系列、牺牲阳极。.

历史背景

电化腐蚀

1750
1785
1788
1800
1800
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1800
1750
1757
1788
1800
1800
1800
1800
1801

(如果日期未知或不相关,例如“流体力学”,则提供其显著出现的近似估计)

第十年 周年纪念日

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