磁场对镍在含氯离子硝酸溶液中自腐蚀的影响

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摘要：本文研究了不同方向的磁场对镍在含氯离子的硝酸溶液中自腐蚀的影响。通过研究磁场对Tafel曲线以及开路电位下i-t曲线的影响。研究发现：当磁场平行于电极表面，磁场使得腐蚀电位负移；而垂直磁场使其正移，磁场均降低了腐蚀电流。在开路电位下，磁场能使电流产生振荡.69118

毕业论文关键词：镍磁场自腐蚀

Effect of magnetic field on the self-corrosion of Ni in the nitric acid solution with chloride ions

Abstract: This paper studied the effect of magnetic field with different direction on the self-corrosion of Ni in nitric acid with chloride ions solution. At the corrosion potential, magnetic fields were applied in two directions: parallel (B//) and perpendicular (B┴) to the surface of the electrode. The results showed that B// shifted the corrosion potential negatively; however, B┴ shifted it positively. Both B// and B┴ decreased the corrosion current and induced current oscillations at the open circuit potential.

Key words: Nickel; Magnetic field; self-corrosion

1. 前言

近年来，由于磁电化学具有潜在的工业价值，磁化学的研究引起人们的关注 [1-4]。电化学振荡，指恒定体系的电极电位，电流随时间出现周期性变化、或恒定体系的电流，电极电位随时间出现周期性的变化的现象[5]。一般认为其产生是由于金属电极表面钝化膜周期性地形成与溶解[6]，崔海涛等人[7]研究了Ni在含Cl-的HNO3溶液中的阳极溶解过程，认为电极的反应可能通过以下两个途径进行：

途径1

Ni + H2O = Ni(H2O)ads （1-1）

Ni(H2O)ads = Ni(OH)ads + H+ + e- （1-2）

Ni(OH)ads + H2O = Ni(OH)2 + H+ + e- （1-3）

Ni(OH)2 = NiOOH + H+ + e- （1-4）

途径2

Ni + H2O = Ni(H2O)ads （1-5）

Ni(OH)ads + Cl- = NiClH+ + OH- + e- （1-6）

NiClH+ + Cl- = NiCl2 + H+ + e- （1-7）

当镍溶解时，电极表面形成了Ni(OH)2膜，随着电位的升高，该膜逐渐被氧化为更加致密的NiOOH膜，从而抑制了电极表面的活化溶解。当溶液中加入Cl-后，通过途径2产生的NiCl、H+、NiCl2阻碍了Ni(OH)2、NiOOH表面膜的形成，表面膜出现缺陷，电极再次进入活化状态，电流增大，促进了Ni(OH)2膜的形成，电极表面的活化溶解再次受到抑制，如此循环，形成了电流振荡。此外，J. Osterwald等人[8]和D. Haim等人[9]曾用数学模型描述镍在硫酸溶液中的电流振荡现象。

镍作为一种不锈钢的重要组成部分，常常在磁场条件下使用，因此有必要研究磁场对镍阳极溶解过程的影响[10-11]。在实际应用过程中，镍是属于自腐蚀，即开路条件下的腐蚀，因此研究磁场对镍自腐蚀的影响更加接近于实际应用。本文研究了磁场作用下镍的自腐蚀过程及自腐蚀参数，为防止磁场对镍自腐蚀的影响提供实验依据。