[科普中國(guó)]-陰極區(qū)

陰極區(qū)是指在電弧焊時(shí)，電弧緊靠負(fù)電極的區(qū)域。陰極區(qū)很窄，約為10^-6~10^-2厘米。 焊接電弧中，靠近陰極表面的部分叫做陰極區(qū)。它不斷地向弧柱發(fā)射電子，使電弧穩(wěn)定燃燒。

腐蝕介紹重要性1972年，美國(guó)NACE協(xié)會(huì)估計(jì)每年損失是100億美元，1976年BMR研究所調(diào)查每年損失接近700億美元。美國(guó)國(guó)會(huì)非常震驚，對(duì)此要求貿(mào)易部進(jìn)行證實(shí)，1982年發(fā)表的數(shù)據(jù)是每年損失126億美元?？紤]到國(guó)家高速公路、水、廢水、廢氣、地下儲(chǔ)罐、因腐蝕造成的污染，每年的損失是3000億美元，占GDP的5%。1998年，我國(guó)工程院歷時(shí)3年對(duì)全國(guó)的腐蝕進(jìn)行調(diào)查，調(diào)查結(jié)果表明我國(guó)腐蝕造成的損失達(dá)5000多億元1。

腐蝕原因金屬是從礦石中提取出來(lái)的，在提煉過(guò)程種必須要給它一定的能量，使其處于高的能量狀態(tài)。材料基本規(guī)律總是趨向于最低的能量狀態(tài)，因此金屬都是熱力學(xué)不穩(wěn)定的，具有和周圍環(huán)境（如氧和水）發(fā)生反應(yīng)的趨勢(shì)，以達(dá)到較低的、更穩(wěn)定的能量狀態(tài)，如生成氧化物。以鐵為例：陽(yáng)極：Fe-2e→Fe2+陰極區(qū)：O2+4e+2H2O→4OH-Fe2++2OH-→Fe(OH)2Fe(OH)2+1/2O2+H2O→2Fe(OH)3↓。

腐蝕傾向?qū)τ谒械慕饘俚母g傾向理論上采用電位的概念進(jìn)行比較。電位負(fù)的金屬，活性較強(qiáng)，容易發(fā)生腐蝕。電位正的金屬活性相對(duì)較弱，腐蝕傾向性小。

控制措施多年的實(shí)踐證明，最為經(jīng)濟(jì)有效的腐蝕控制措施主要是覆蓋層(涂層)加陰極區(qū)保護(hù)。與國(guó)外相比，75%的防蝕費(fèi)用用在涂裝上，而電化學(xué)保護(hù)使用的相對(duì)較低。

涂層作用涂層的作用主要是物理阻隔作用，將金屬基體與外界環(huán)境分離，從而避免金屬與周圍環(huán)境的作用。但是有兩種原因?qū)е陆饘俑g。一是涂層本身存在缺陷，有針孔的存在；二是在施工、和運(yùn)行過(guò)程中不可避免涂層會(huì)破壞，使金屬暴露于腐蝕環(huán)境。這些缺陷的存在導(dǎo)致大陰極區(qū)小陽(yáng)極的現(xiàn)象，使得涂層破損處腐蝕加速2。

保護(hù)發(fā)展簡(jiǎn)史陰極區(qū)保護(hù)技術(shù)是電化學(xué)保護(hù)技術(shù)的一種，其原理是向被腐蝕金屬結(jié)構(gòu)物表面施加一個(gè)外加電流，被保護(hù)結(jié)構(gòu)物成為陰極區(qū)，從而使得金屬腐蝕發(fā)生的電子遷移得到抑制，避免或減弱腐蝕的發(fā)生。陰極區(qū)保護(hù)技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成熟，廣泛應(yīng)用到土壤、海水、淡水、化工介質(zhì)中的鋼質(zhì)管道、電纜、鋼碼頭、艦船、儲(chǔ)罐罐底、冷卻器等金屬構(gòu)筑物等的腐蝕控制。1834年——法拉第→陰極區(qū)保護(hù)原理奠定基礎(chǔ)1890年——愛(ài)迪生→提出強(qiáng)制電流保護(hù)船舶1902年——柯恩→實(shí)現(xiàn)了愛(ài)迪生的設(shè)想1905年——美國(guó)用于鍋爐保護(hù)1906年——德國(guó)建立第一個(gè)陰極區(qū)保護(hù)廠1913年——命名為電化學(xué)保護(hù)1924年——地下管網(wǎng)陰極區(qū)保護(hù) 。

真空電子器件陰極真空電子器件陰極是在真空電子器件中用于產(chǎn)生電子發(fā)射的電極。按供給能量的方式劃分，陰極一般可分為熱陰極、次極發(fā)射陰極、光電陰極等。用強(qiáng)電場(chǎng)可使陰極表面勢(shì)壘降低、變窄，從而使電子逸出，這樣的發(fā)射體稱為場(chǎng)致發(fā)射陰極。真空電子器件要求陰極具有發(fā)射電流密度大、穩(wěn)定、壽命長(zhǎng)等性能3。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

石季英 - 副教授 - 天津大學(xué)