金属锈蚀的条件及其防护
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《金属的锈蚀和防护》讲义一、金属锈蚀的危害金属在我们的生活中无处不在,从建筑结构到交通工具,从日常用品到工业设备,都离不开金属材料。
然而,金属锈蚀却是一个严重的问题,给我们的生活和经济带来了诸多危害。
首先,金属锈蚀会导致金属制品的强度和性能下降。
例如,锈蚀的钢铁结构可能会变得脆弱,无法承受原本设计的载荷,从而引发安全隐患。
在交通运输领域,锈蚀的汽车零部件可能会失效,影响车辆的正常运行,甚至导致交通事故。
其次,金属锈蚀会缩短金属制品的使用寿命。
原本可以使用多年的金属设备,由于锈蚀的侵蚀,可能提前报废,需要频繁更换,这不仅增加了成本,还造成了资源的浪费。
此外,金属锈蚀还会影响金属制品的外观。
锈蚀产生的锈斑和腐蚀痕迹会使金属表面变得粗糙、丑陋,降低了产品的美观度和价值。
二、金属锈蚀的原因金属锈蚀是一个复杂的化学过程,主要由以下几个因素引起:1、氧气和水氧气和水是导致金属锈蚀的两个关键因素。
在潮湿的环境中,金属表面容易形成水膜,氧气溶解在水膜中,与金属发生化学反应,形成氧化物。
例如,铁在潮湿的空气中会发生吸氧腐蚀,生成铁锈(主要成分是氧化铁)。
2、电解质溶液电解质溶液的存在会加速金属的锈蚀。
常见的电解质溶液如海水、酸雨等,它们能够增强电流的传导,促进金属的电化学腐蚀。
3、金属的活泼性不同的金属具有不同的活泼性,活泼性较强的金属更容易锈蚀。
例如,在常见的金属中,铁比铜更容易生锈。
4、环境中的污染物环境中的污染物如二氧化硫、氯化氢等气体,会与金属表面的水膜反应,生成酸性物质,加速金属的腐蚀。
5、表面状态金属表面的粗糙度、划痕、裂缝等缺陷会增加金属与外界环境的接触面积,从而加速锈蚀的发生。
三、金属锈蚀的类型1、化学锈蚀化学锈蚀是指金属与非电解质直接发生化学反应而引起的锈蚀。
这种锈蚀通常在干燥的环境中发生,例如,铁在高温下与氧气反应生成氧化铁。
2、电化学锈蚀电化学锈蚀是指金属在电解质溶液中形成原电池,发生氧化还原反应而引起的锈蚀。
金属是如何防锈的目前,金属腐蚀引起了业界学者普遍关注。
主要是由于腐蚀造成的损失巨大,这其中大约1/3的钢材因腐蚀而造成损耗。
小编对金属腐蚀的原因进行分析,提出了一些金属防锈方法。
造成金属生锈的主要因素(1)大气相对湿度在相同温度下,大气的水蒸气含量与其水蒸气饱和含量的百分比,叫做相对湿度。
在某一相对湿度以下,金属锈蚀速度很小,而高于这一相对湿度后,锈蚀速度陡然增加。
这一相对湿度称为临界湿度。
很多金属的临界湿度在50%一80%之间,钢铁约是75%。
大气相对湿度对金属锈蚀的影响最大。
当大气湿度高于临界湿度后,金属表面便出现水膜或水珠,若是大气中含有的有害杂质溶解于水膜、水珠,即成电解液,加剧锈蚀。
(2)气温与湿度大气温度与湿度两者关联影响金属锈蚀。
这有以下一些主要情况:第一,大气的水蒸气含量,随气温升高而增大;第二,气温高促使锈蚀加剧,尤其在潮湿环境里,气温越高,锈蚀速度越快。
在相对湿度低时,温度对锈蚀的影响还不太明显,但在高于临界湿度时,随着气温升高,锈蚀量急剧增大。
另外,如果大气与金属间有温差,则在温度低的金属表面形成冷凝水、也导致金属生锈。
(3)腐蚀性气体污染空气中的腐蚀性气体,以二氧化硫对金属腐蚀影响最大,特别是对钢、铜及其合金的危害尤甚。
大气中二氧化硫主要来源于煤的燃烧。
同时,燃烧产物二氧化碳也有腐蚀作用。
在厂周围的大气中混有腐蚀性气体。
如硫化氢、氨气、盐酸气等都是促使金属锈蚀的因素。
当然,大气中的氧对金属锈蚀是最为常见,而且随时随地发生作用,这是不言而喻的。
(4)其他因素大气中含有大量尘埃,如烟雾、煤灰、氯化物和其他酸、碱、盐颗粒等,有的本身具有腐蚀性,或者是水珠的凝结核,也都是锈蚀因素,如氯化物被认为是腐蚀金属的“死敌”。
金属防锈的方法有什么金属防锈的方法一:改变金属的内部组织结构例如制造各种耐腐蚀的合金,如在普通钢铁中加入铬、镍等制成不锈钢。
金属防锈的方法二:保护层法在金属表面覆盖保护层,使金属制品与周围腐蚀介质隔离,从而防止腐蚀。
金属防腐处理方法一、金属的防护及保护方法(一)金属的防护针对金属腐蚀的原因采取适当的方法防止金属腐蚀,常用的方法有:1.改变金属的内部组织结构例如制造各种耐腐蚀的合金,如在普通钢铁中加入铬、镍等制成不锈钢。
2.保护层法在金属表面覆盖保护层,使金属制品与周围腐蚀介质隔离,从而防止腐蚀。
如:(1)在钢铁制件表面涂上机油、凡士林、油漆或覆盖搪瓷、塑料等耐腐蚀的非金属材料。
(2)用电镀、热镀、喷镀等方法,在钢铁表面镀上一层不易被腐蚀的金属,如锌、锡、铬、镍等。
这些金属常因氧化而形成一层致密的氧化物薄膜,从而阻止水和空气等对钢铁的腐蚀。
(3)用化学方法使钢铁表面生成一层细密稳定的氧化膜。
如在机器零件、枪炮等钢铁制件表面形成一层细密的黑色四氧化三铁薄膜等。
3.电化学保护法利用原电池原理进行金属的保护,设法消除引起电化腐蚀的原电池反应。
电化学保护法分为阳极保护和阴极保护两大类。
应用较多的是阴极保护法。
4.对腐蚀介质进行处理消除腐蚀介质,如经常揩净金属器材、在精密仪器中放置干燥剂和在腐蚀介质中加入少量能减慢腐蚀速度的缓蚀剂等。
(二)电化学保护将被保护的金属作为腐蚀电池的阴极,使其不受到腐蚀,所以也叫阴极保护法。
这种方法主要有以下两种:1.牺牲阳极保护法此法是将活泼金属(如锌或锌的合金)连接在被保护的金属上,当发生电化腐蚀时,这种活泼金属作为负极发生氧化反应,因而减小或防止被保护金属的腐蚀。
这种方法常用于保护水中的钢桩和海轮外壳等例如水中钢铁闸门的保护,通常在轮船的外壳水线以下处或在靠近螺旋浆的舵上焊上若干块锌块,来防止船壳等的腐蚀。
2.外加电流的保护法将被保护的金属和电源的负极连接,另选一块能导电的惰性材料接电源正极。
通电后,使金属表面产生负电荷(电子)的聚积,因而抑制了金属失电子而达到保护目的。
此法主要用于防止在土壤、海水及河水中的金属设备受到腐蚀。
电化学保护的的另一种方法叫阳极保护法,即通过外加电压,使阳极在一定的电位范围内发生钝化的过程。
金属防锈常识五金商品中的金属制品,在保管工作上的主要问题是防腐蚀。
金属腐蚀是由于周围介质的化学作用或电化学作用引起的。
按介质不同,分为大气腐蚀、土壤腐蚀、海水腐蚀、细菌腐蚀等。
其中大气腐蚀最为普遍,因为金属制品无论在加工、运输和储存保管过程中,都与大气接触,时刻都有产生大气腐蚀的条件。
在习惯上,对金属在大气中由于受到氧、水分及其他污染杂质引起的腐蚀或变色,称为生锈或锈蚀。
金属制品生锈后,轻者影响外观质量,严重的则影响使用,甚至造成报废,所以金属制品在保管中,一定要妥善保管,注意防锈。
造成金属生锈的主要因素:(1)大气相对湿度在相同温度下,大气的水蒸气含量与其水蒸气饱和含量的百分比,叫做相对湿度。
在某一相对湿度以下,金属锈蚀速度很小,而高于这一相对湿度后,锈蚀速度陡然增加。
这一相对湿度称为临界湿度。
很多金属的临界湿度在50%一80%之间,钢铁约是75%。
大气相对湿度对金属锈蚀的影响最大。
当大气湿度高于临界湿度后,金属表面便出现水膜或水珠,若是大气中含有的有害杂质溶解于水膜、水珠,即成电解液,加剧锈蚀。
(2)气温与湿度大气温度与湿度两者关联影响金属锈蚀。
这有以下一些主要情况:第一,大气的水蒸气含量,随气温升高而增大;第二,气温高促使锈蚀加剧,尤其在潮湿环境里,气温越高,锈蚀速度越快。
在相对湿度低时,温度对锈蚀的影响还不太明显,但在高于临界湿度时,随着气温升高,锈蚀量急剧增大。
另外,如果大气与金属间有温差,则在温度低的金属表面形成冷凝水、也导致金属生锈。
(3)腐蚀性气体污染空气中的腐蚀性气体,以二氧化硫对金属腐蚀影响最大,特别是对钢、铜及其合金的危害尤甚。
大气中二氧化硫主要来源于煤的燃烧。
同时,燃烧产物二氧化碳也有腐蚀作用。
在厂周围的大气中混有腐蚀性气体。
如硫化氢、氨气、盐酸气等都是促使金属锈蚀的因素。
当然,大气中的氧对金属锈蚀是最为常见,而且随时随地发生作用,这是不言而喻的。
(4)其他因素大气中含有大量尘埃,如烟雾、煤灰、氯化物和其他酸、碱、盐颗粒等,有的本身具有腐蚀性,或者是水珠的凝结核,也都是锈蚀因素,如氯化物被认为是腐蚀金属的"死敌"。
简述仓库金属货物锈蚀的原因以及金属货物锈蚀的防治方法一、金属生锈的3大主要原因①湿度:很多金属的临界湿度在50%-80%之间,钢铁约是75%。
若环境湿度小于金属的临界湿度,那你金氧化腐蚀的速率会小很多,反之,会加速金属生锈的发生。
②温度:通常认为,当金属的工作温度达到其熔点(绝对温度)的30%~40%时,就可认为是高温腐蚀环境。
温度越高金属腐蚀的几率越高速度越快。
③腐蚀因子:某些金属加工过程中会产生氯化物,硫化物等腐蚀性气体,这些都是直接加速金属氧化生锈的因素。
二、金属货物锈蚀的防治方法从根本上防止金属生锈就是去隔绝金属与腐蚀因素的接触,但目前还不能百分百做到这一点。
所以最好的选择是运用防锈产品进行金属防锈措施:①金属产品表面清洁——可降解环保清洗剂工业金属清洗剂这种由生物降解剂、渗透扩散剂、优质特效清洗助剂等复配而成的工业金属清洗剂(可降解环保清洗剂)可清洗掉金属表面的残留油脂和污垢,保持表面清洁,减少腐蚀因子的附着。
②金属产品表面防锈——水性防锈剂水性防锈剂这种由多种表面活性剂及防锈剂复配而成的水性防锈剂,可在金属表面形成一层水性防锈层。
使用过这种防锈剂的金属产品,清洗工序也比较容易,很容易用碱性清洗方法从金属表面清除掉或无需清洗,也可用以上提到的可降解环保清洗剂进行清洗。
③金属产品仓储运输防锈——防锈膜、防锈袋、防锈纸防锈膜、防锈袋、防锈纸这3种防锈包装都含有VCI防锈因子。
在使用过程中,无论包装是否直接接触到金属产品,防锈包装内的气相防锈剂都能在金属表面形成防锈缓蚀剂保护层,以此来有效缓解金属生锈氧化发生。
Classified as Internal。
金属锈蚀的条件是什么?潮湿的空气即存在水,氧气和二氧化碳铜得到碱式碳酸铜,铁得到的是铁锈,铁中的C的存在是加速锈蚀的关键,原电池反应怎样防护金属铁在空气中,特别是潮湿的空气中容易氧化生锈,防护方法主要有:1、发蓝,即通过化学方法处理铁制品表面,使之生成一层薄薄的致密氧化层,利用该氧化层保护内部不受腐蚀;2、镀锌,即马口铁,通过在表面镀一层锌来防止锈蚀;3、用保护膜临时防护,在钢铁表面(主要是板材、卷材)粘附一层薄薄的塑料保护膜,阻隔氧气和水,使用时去除;4、物理隔绝:比较常见的方法是油漆,此外也有制成复塑钢板的做法(很多家电外壳的处理方法)5、牺牲阳极保护法,用锌等反应活性比铁更高的金属与铁制品连接在一起,利用原电池反应使钢铁免于被腐蚀6、阴极保护法:用耐腐蚀的材料制成阳极,加低压电使钢铁部件形成阴极,从而避免被腐蚀。
金属冶炼发展的历程对社会进步的作用?人因为会制造和使用工具而从一般动物中分离出来,而成为唯一的智能群体。
在人类文明发展史上,经历了一个由石器时代到金属时代的过渡。
金属时代(包括青铜时代和铁器时代)的到来为人类文明带来了新的曙光,人们发现了七种至今仍然广泛应用着的七种金属,它们是金银铜铁锡铅汞。
下面讲讲这七种金属的发现过程及对人类发展的影响。
冶金工业对环境的影响?工业废渣会破坏环境卫生,污染水和空气等。
同时“废渣”是一种自然资源,要想方设法利用,以开辟新的原料来源,减少对环境的污染。
凡已有综合利用经验的“废渣”,如:高炉矿渣、钢渣、纷煤灰、硫铁灰、电石渣、赤泥、白泥、洗煤泥、硅锰渣、铬渣等,必须纳入工艺设计、基本建设与产品生产计划,实行“一业为主,多种经营”,不得任意丢弃。
“废渣”堆放场所,要尽量少占农田,不占良田。
要有防止扬散、流失等措施,以防止对大气、水源和土壤的污染。
工业“三废”排放对环境的影响常是地区工业布局和厂址选择需考虑的重要因素。
如工业企业一般避免布置在城镇居民区的上风向和水源上游;一些污染较大的工业如冶金、化工、造纸要远离城市中心;大工业企业与生活区间要有适当的隔离带以减少环境污染的影响等。
金属锈蚀的条件及其防护
赣县沙地中学曾祥华
金属在日常生活中有极其广泛和重要的应用,特别是铁艺制品以其金属的质感、造型的美观以及耐磨耐用,不易破损等优良的性能受到消费者的青睐,走进千家万户。
然而炎热潮湿的南方夏季,如果铁艺制品保养不好,就很容易出现生锈。
只有清楚生锈的条件,才能更好除锈,防锈并对金属资源进行保护。
【例1】(2012•重庆)下列变化需要消耗空气中氧气的是()
A.干冰在空气中升华B.钢铁在空气中生锈
C.生石灰在空气中变质D.浓硫酸在空气中变稀
考点:金属锈蚀的条件及其防护;浓硫酸的性质及浓硫酸的稀释;生石灰的性质与用途.专题:结合课本知识的信息.
分析:根据干冰升华是由固体变为气体;钢铁生锈是与空气中的氧气和水反应;生石灰与空气中的水反应生成熟石灰从而变质;浓硫酸具有吸水性,会吸收空气中的水分,从而使浓硫酸变稀进行分析回答;
解答:解:A、干冰在空气中升华是由固体变为气体,不会消耗空气中的氧气,故A不符合题意;
B、钢铁生锈是与空气中的氧气和水反应,会消耗空气中的氧气,故B符合题意;
C、生石灰与空气中的水反应生成熟石灰从而变质,故不会消耗空气中的氧气,故C
不符合题意;
D、浓硫酸具有吸水性,会吸收空气中的水分,从而使浓硫酸变稀,故不会消耗空气
中的氧气,故D不符合题意;
故选B
点评:本题考查了各种物质的变化,干冰升华是物理变化,其余都为化学变化,其中吸收空气中氧气的是钢铁生锈.
【拓展1】出示大家在一周前准备的“铁生锈”实验。
[实验]:分别把铁钉放入植物油覆盖的A试管、装有蒸馏水的B试管、装有蒸馏水的C试管、装有干燥空气的D试管中,一周后,观察发生生锈的情况。
[展示]:展示铁生锈的图片
(1)一周后观察发现__________试管中铁钉因易生锈增重最大。
增重由大到小的顺序
是,结合所学知识知道实际上铁生锈是铁和___________、______________同时作用的结果。
(2)明明在厨房中发现切过菜的刀第二天锈迹斑斑,刀的表面有一层红色的物质该物质应
该是___________(填化学式)如果要用化学药品除锈发生的变化化学方程式。
解答:(1)B ;B>C>A=D ;氧气、水(或者O2、H2O )
(2)Fe2O3 ;Fe2O3+6HCl =2FeCl3+3H2O
【例2】(2011•营口)保护资源、合理利用资源是每个公民不可推卸的责任,下列做法不利于保护金属资源的是()
A.用油漆、搪瓷等涂覆在金属表面形成保护层B.用塑料等代替金属制造管道
C.铝制品经常用砂纸擦拭,保持光亮
D.有计划、合理开采矿物资源
考点:金属资源的保护.
专题:金属与金属材料.
分析:用油漆、搪瓷等涂覆在金属表面形成保护层;用塑料等代替金属制造管道;有计划、合理开采矿物资源等都可以保护金属资源.
解答:解:用油漆、搪瓷等涂覆在金属表面形成保护层;用塑料等代替金属制造管道;有计划、合理开采矿物资源等都可以保护金属资源.铝制品经常用砂纸擦拭,保持光亮,会破坏铝制品表面的保护层,不利于铝制品的保护.
故选C.
点评:本题考查金属资源的保护,需要同学们掌握金属的锈蚀的防护、资源的合理利于等知识,属于基础知识的考查.
【拓展2】国家有关部门规定,新建小区户外给水管必须使用塑料管,其主要目的是()A.保护金属资源
B.金属易腐蚀,塑料使用时间长
C.塑料密度小,减轻房屋自身重量
D.降低成本
解答:新建小区户外给水管必须使用塑料管,其主要目的是因为金属资源的储量有限,不可再生.用特种塑料代替金属,是为了保护金属资源;故选A.
【拓展3】3月2日媒体报道,中国钢铁被迫接受铁矿石71.5%天价涨幅.面对此现象下列做法没有积极意义的是()
A.研究可以取代铁的新型材料
B.更加注意铁的防锈措施,以延长铁器使用寿命
C.注意节约用铁
D.把啤酒瓶盖等铁件垃圾做为不可回收垃圾处理
解答:A、研究可取代铁的新型材料B、更加注意铁的防锈措施C、注意节约用铁都是有必要的;把啤酒瓶盖等铁件垃圾做为不可回收垃圾处理是对铁资源的浪费,废铁本身可回收利用,故选D.。