第九章_无机非金属材料的腐蚀及耐蚀材料
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常⽤的⾮⾦属耐蚀材料有铸⽯、⽯墨、耐酸⽔泥、天然耐酸⽯材和玻璃等。
⽯墨。
⽯墨材料在⾼温下有⾼的机械强度。
⽯墨材料常⽤来制造传热设备。
⽯墨具有良好的化学稳定性。
除了强氧化性的酸(如硝酸、铬酸、发烟硫酸和卤素)之外,在所有的化学介质中都很稳定,甚⾄在熔融的碱中亦稳定。
铸⽯。
铸⽯具有极优良的耐磨与耐化学腐蚀性、绝缘性及较⾼的抗压性能。
在各类酸碱设备中,其耐腐蚀性⽐不锈钢、橡胶、塑性材料及其他有⾊⾦属⾼得多,但铸⽯脆性⼤、承受冲击荷载的能⼒低。
玻璃。
按形成玻璃的氧化物可分为:硅酸盐玻璃、磷酸盐玻璃、硼酸盐玻璃和铝酸盐玻璃等,其中硅酸盐玻璃是应⽤最为⼴泛的玻璃品种。
硅酸盐玻璃的化学稳定性很⾼,抗酸性强,组织紧密⽽不透⽔,但它若长期在某些介质作⽤下,也会受侵蚀。
硅酸盐玻璃具有较好的光泽和透明度、化学稳定性和热稳定性好、机械强度⾼、硬度⼤和电绝缘性强,但不耐氢氟酸、热磷酸、热浓碱液的腐蚀。
⼀般⽤作制造化学仪器和⾼级玻璃制品,⽆碱玻璃纤维。
耐热⽤玻璃和绝缘材料等。
⽔玻璃型耐酸⽔泥。
⽔玻璃型耐酸⽔泥具有能抗⼤多数⽆机酸和有机酸腐蚀的能⼒,但不耐碱。
⽔玻璃胶泥衬砌砖、板后必须进⾏酸化处理。
天然耐蚀⽯料
花岗岩强度⾼,耐寒性好,但热稳定性较差;⽯英岩强度⾼,耐久性好,硬度⾼,难于加⼯;辉绿岩及⽞武岩密度⾼、耐磨性好、脆性⼤、强度极⾼、加⼯较难;⽯灰岩热稳定性好,硬度较低。
无机非金属材料的优点和缺点
无机非金属材料是指不含金属元素的材料,如陶瓷、玻璃、陶瓷纤维等。
它们具有以下优点和缺点:
优点:
1.耐高温性能:无机非金属材料通常具有较高的熔点和耐高
温性能,能够在高温环境下保持稳定的性能,不易熔化、变形或失效。
2.耐腐蚀性能:大多数无机非金属材料具有优良的耐酸碱、
耐腐蚀性能,能够在酸碱环境中长期稳定地使用。
3.绝缘性能:许多无机非金属材料具有良好的绝缘性能,可
用于电气绝缘材料、绝缘体等应用,可阻止电流流动以及对电器元件或电线电缆的保护。
4.高硬度和强度:无机非金属材料通常具有较高的硬度和强
度,耐磨损、耐刮擦,在一些机械应用中表现出较好的性能。
5.尺寸稳定性:无机非金属材料在温度变化下的尺寸稳定性
较好,不易受热胀冷缩的影响,因此可用于高精度设备和工艺要求较高的场合。
缺点:
1.脆性:无机非金属材料通常具有较高的脆性,对于弯曲、
碰撞等力量容易导致破裂和断裂,限制了其在某些应用中的使用。
2.加工难度:无机非金属材料通常具有高硬度和脆性,难以
进行复杂形状的加工和成型,加工过程中易产生裂纹和损伤,限制了其制造和应用范围。
3.导热性能较差:相对于金属材料,无机非金属材料的导热
性能较差,热传导速度慢,热容量较低,不适合用于需要高导热性能的应用。
4.重量较大:无机非金属材料的密度通常较大,相比于金属
材料,质量较重,不适合用于要求轻量化的场合。
总体而言,无机非金属材料具有耐高温、耐腐蚀、良好的绝缘性能等优点,但也存在脆性、加工难度高等缺点。
其选择应根据具体应用的需求和特性来进行评估和权衡。
无机非金属材料包括耐火材料、耐火隔热材料、耐蚀(酸)非金属材料和陶瓷材料等。
一、耐火材料
常用有耐火砌体材料、耐火水泥、耐火混凝土。
二、耐热保温材料
常用有硅藻土、蛭石、玻璃纤维(又称矿渣棉)、石棉,以及它们的制品如板、管、砖等。
三、绝热材料
一般是轻质、疏松、多孔的纤维状材料。
它既包括保温材料,也包括保冷材料。
四、耐蚀(酸)非金属材料
常用有铸石、石墨、耐酸水泥、天然耐酸石材和玻璃等。
(一)铸石
具有极优良的耐磨性、耐化学腐蚀性、绝缘性及较高的抗压性能。
(二)石墨
具有高度的化学稳定性、极高的导热性能。
(三)玻璃
按形成玻璃的氧化物可分为硅酸盐玻璃、磷酸盐玻璃、硼酸盐玻璃和铝酸盐玻璃等,其中硅酸盐玻璃是应用最为广泛的玻璃品种。
(四)天然耐蚀石料
天然耐蚀石料组成中含SiO2的质量分数大于55.0%以上,其含量越高耐酸性能越好。
(五)水玻璃耐酸水泥
具有能抵抗大多数无机酸和有机酸腐蚀的能力,但不耐碱。
复杂的物理,化Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑
CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑复杂的物理,化学变化
无机非金属材料:
无机非金属材料的分类:
无机非金属材料的定义:
最初,无机非金属材料主要是指硅酸盐材料,所以,硅酸盐材料也称为传统无机非金属材料。
随着科学和生产技术的发展,以及人们生活的需要,一些具有特殊结构、特殊功能的新材料被相继研制出来,如半导体材料、超硬耐高温材料、发光材料等,我们称这些材料为新型无机非金属材料。
无机非金属材料
无机非金属材料是指那些不含金属元素的材料,它们通常具有
高强度、耐高温、耐腐蚀等特点,广泛应用于建筑、电子、化工、
医药等领域。
本文将介绍几种常见的无机非金属材料及其应用。
第一种无机非金属材料是陶瓷材料。
陶瓷是一种由氧化物、氮
化物、碳化物等无机物质制成的材料,具有高硬度、耐磨损、耐高
温等特点。
陶瓷材料广泛应用于建筑、电子、化工等领域,如瓷砖、陶瓷器皿、陶瓷电子元器件等。
第二种无机非金属材料是玻璃材料。
玻璃是一种无定形的无机
物质,具有透明、硬度高、耐腐蚀等特点。
玻璃材料广泛应用于建筑、家具、电子、医药等领域,如建筑玻璃、玻璃器皿、玻璃光纤等。
第三种无机非金属材料是陶瓷纤维材料。
陶瓷纤维是一种由氧
化物、氮化物等无机物质制成的纤维材料,具有耐高温、耐腐蚀、
绝缘等特点。
陶瓷纤维材料广泛应用于航空航天、冶金、化工等领域,如陶瓷纤维隔热材料、陶瓷纤维过滤材料等。
第四种无机非金属材料是硅酸盐材料。
硅酸盐是一种由硅氧化物和金属氧化物组成的无机物质,具有耐高温、耐腐蚀、绝缘等特点。
硅酸盐材料广泛应用于建筑、陶瓷、玻璃等领域,如水泥、陶瓷材料、玻璃纤维等。
总的来说,无机非金属材料具有许多优良的性能,广泛应用于各个领域。
随着科技的不断发展,无机非金属材料的应用范围将会越来越广泛,对于推动各行业的发展起着重要的作用。
希望本文对您有所帮助,谢谢阅读。
新型耐腐蚀材料的研究开发引言随着工业化进程的不断深入,腐蚀问题已经成为不可避免的瓶颈之一。
腐蚀不仅带来了经济上的损失,还会对环境和健康造成严重威胁。
因此,研发出一种优异的耐腐蚀材料对于人们来说格外重要。
本文将介绍几种新型的耐腐蚀材料,并探讨它们的研发过程。
1.无机非金属材料无机非金属材料是当代耐腐蚀材料研究的重点之一,其最大的优势在于可靠性高、寿命长、防腐性能优异。
主要采用氧化物类陶瓷材料,耐腐蚀性能通过氧化还原反应来保证。
氧化物类陶瓷材料是指以二氧化硅、氧化铝、氧化锆等为主要成分,不仅具有良好的化学稳定性和机械强度,还能在高温环境下具有良好的稳定性。
2.金属基复合材料金属基复合材料也是当前研究的焦点,其优点在于材料中所有成分都具有优异的性能,能针对不同的腐蚀环境,选择材料的组合。
这类材料可以分为两大类别,一类是金属基层复合,通过将耐腐蚀金属涂在不耐蚀金属表面,起到防腐的作用。
另一类是金属基体复合,通过添加特殊的合金或者均匀分布的非金属材料,来强化金属基体的耐腐蚀性能。
这两种复合材料都展现出了优异的耐腐蚀能力。
3.聚合物材料聚合物材料是以聚合反应为基础的材料,包含了丰富多彩的化学分子。
当前,聚合物材料的研究也得到了广泛关注,特别是可塑性强的高分子材料。
聚合物材料的耐腐蚀性能取决于其对特定物质的抗腐蚀能力。
因此,研究人员通常会在聚合物材料中添加多种化学试剂,来突破其纯物理耐腐蚀限制。
4.碳基材料碳基材料由于具有高质量、高强度、高导电性、高热稳定性等特性,目前也成为了耐腐蚀材料研究领域的重点之一。
这种材料可以有效地防止常规金属和合金的腐蚀,广泛应用于化学、电子、能源等领域。
碳基材料的制造需要严格的加工工艺和技术,但其制造成本通常低于金属制品。
结论随着社会的发展,耐腐蚀材料的需求不断增长。
在研究开发过程中,基于现有的材料进行改造和升级、研究新材料的力量都是不可或缺的。
未来,我们应该继续投入更多的精力和资源,探索新型耐腐蚀材料的制造和应用,以达到更好的经济和社会效益。
耐腐蚀材料耐腐蚀材料是指能够在恶劣环境下长期使用而不受腐蚀侵蚀的材料。
由于工业生产和使用过程中常常遇到酸、碱、盐等腐蚀性介质的侵蚀,因此耐腐蚀材料在众多领域中具有重要的应用价值,如化工、石油、医药、电子等行业。
1. 耐腐蚀材料的分类耐腐蚀材料可根据其本身的材料特性和腐蚀性介质的不同,分为无机非金属耐腐蚀材料和金属耐腐蚀材料两大类。
1.1 无机非金属耐腐蚀材料无机非金属耐腐蚀材料主要包括陶瓷材料、玻璃材料和塑料材料等。
这些材料由于其化学稳定性好、耐高温、抗腐蚀性能强等特点,被广泛应用在酸、碱等腐蚀性介质较多的场合。
陶瓷材料具有高硬度、高抗压强度和高耐磨性等特点,可以应用于化工设备、储罐和管道等腐蚀环境中。
玻璃材料因其优良的化学稳定性和透明性,在化工、光电子等领域有着广泛的应用。
塑料材料则因其成型性好、机械性能优良和耐腐蚀性强而受到广泛应用。
1.2 金属耐腐蚀材料金属耐腐蚀材料主要包括不锈钢、镍基合金、铝合金等。
这些材料因其良好的耐腐蚀性能和机械性能,可应用于强酸、强碱等腐蚀性介质的场合。
不锈钢由于其合金中含有耐蚀元素,如铬、镍等,能够形成一层致密的氧化膜,从而提高了其耐腐蚀性能。
镍基合金由于其合金中含有大量的镍和铬,能够在高温、高压下保持稳定的耐腐蚀性能。
铝合金则因其轻、强、耐腐蚀性好等特点,被广泛应用于航空、航天和汽车等领域。
2. 耐腐蚀材料的应用耐腐蚀材料在众多领域中具有广泛的应用。
在化工行业中,耐腐蚀材料被广泛应用于化工设备、管道、储罐等系统中,以确保化工过程的安全稳定运行。
例如,在硫酸生产过程中,使用耐腐蚀材料制作的储罐和管道可以有效地抵御硫酸的侵蚀,减少设备的腐蚀损害和安全隐患。
在石油行业中,耐腐蚀材料被广泛应用于油井、油气管道和石油储罐等设备中。
由于原油中存在硫化氢等腐蚀性成分,使用耐腐蚀材料制作的设备可以有效地减少腐蚀带来的损害,提高设备的使用寿命和安全性。
在医药行业中,耐腐蚀材料被应用于医疗设备和药品储存器具等领域。