海洋环境中金属的腐蚀思维导图

海水中的化学适用年九年级级所需时课内4课时，课外2课时间主题单元学习概述本单元旨在帮助学生初步了解海洋中蕴藏的丰富资源及其利用，体验科学的研究方法，逐步树立正确的资源观和环境观。

本单元的设置，既通过海洋这个巨大的资源宝库，为学生开拓了一个新的广阔的化学背景，又使学生掌握了一些所必需的基础知识与基本方法，体现出“从生活走进化学，从化学走向社会”的课程理念。

本单元将探究海洋化学资源的开发和利用；如何使海水中的化学元素转化为对我们有用的物质（如Mg的制取）；如何使海水淡化及海底矿物的开发和利用；明确海水晒盐的原理及利用海水制纯碱的原理；还将探究饱和溶液和不饱和溶液的定义及相互转化；固体物质的溶解度的概念及溶解度和溶解性的关系；主题单元规划思维导图主题单元学习目标知识与技能：了解海水中的化学资源；理解海水制碱海水晒盐的原理；理解溶解度的含义及结晶的原理过程与方法：一、从“应用——认识——再应用”的理念出发，学习新知识时要密切联系实际问题，利用这些知识解决实际问题进，要把握考查意图，做到有的放矢。

二、善于提取、加工、整理信息情感态度与价值观：培养热爱化学、热爱生活、生产和科学研究情感，形成严谨的科学态度对应课标一、探究海洋化学资源的开发和利用；二、如何使海水中的化学元素转化为对我们有用的物质（如Mg的制取）；三、如何使海水淡化及海底矿物的开发和利用；四、明确海水晒盐的原理及利用海水制纯碱的原理；还将探究饱和溶液和不饱和溶液的定义及相互转化主题单元问题设计1. 海水制镁的流程？？2. 如何检验海水是否淡化？3.青海湖中冬天捞碱的道理何在？专题划分专题一海洋化学资源所需课时一课时专题学习目标1、认识海洋化学资源2、知道海洋化学资源的开发和利用的措施3、知道海水制镁的流程专题问题设计1.如何使海水中的化学元素转化为对我们有用的物质？2.如何使海水淡化及海底矿物的开发和利用？所需教学环境和教学资源1、上网查询海洋资源的种类：2询海底矿物资源的种类2、图片展示（锰结核可燃冰，海洋生物……）学习活动设计出示导读思考题一：1、海水中溶有哪些物质？2、你对“海水中的化学资源”图是怎样认识的？3、如何从海水中提取金属镁？其工艺流程是什么？涉及到哪些重要的化学反应？组织讨论：1、海水中本来就有氯化镁，为什么不直接将海水进行电解来制取金属镁呢？2、出示导读思考题二，指导学生看书讨论：（1）海底蕴藏着哪些矿物资源？（2）为什么“可燃冰”被誉为21世纪能源？（3）目前为什么还没有对“可燃冰”进行大规模的开采？3、什么是锰结核？锰结核里主要含有哪些元素？4、海洋资源包括哪些？海洋中的资源可以再生吗？在开发和利用海洋资源的同时应如何保护海洋资源？反馈学生的讨论结果，对“可燃冰”开采和储运中的问题做简单的解释。

涂层保护
涂层保护是海洋平台防腐的主要手段之一，通过在平台表面涂覆防腐蚀涂层，隔离 平台与海水，降低腐蚀介质与平台的接触，从而减缓腐蚀速率。
常用的涂层材料包括有机涂层和无机涂层，如油漆、防腐涂料等。这些涂层材料应 具有良好的耐腐蚀性、耐磨性、附着力和抗冲击性能。
涂层保护的关键在于涂层的完整性和连续性，应定期检查涂层的破损和剥落情况， 及时进行修复和重新涂覆。
性。
展望
随着科技的不断进步和研究的深入，相信未来对海洋平台腐蚀的认识将更加深入，防腐 技术和措施将更加成熟和有效，为保障海洋平台的安全和稳定运行提供更加可靠的保障。
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数据分析与预测
通过对大量监测数据的分析，建立腐 蚀预测模型，实现对平台腐蚀发展趋 势的预测，为预防性维护提供支持。
06 结论与建议
总结海洋平台腐蚀的研究现状与挑战
现状
目前对海洋平台腐蚀的研究已经取得了一定的成果，但仍然面临许多挑战，如腐蚀机理的复杂性、腐蚀环境的恶 劣性、腐蚀监测的困难性等。
挑战
在役平台的再评估与修复技术
结构健康监测
利用无损检测和结构健康监测技术，对在役平台进行定期检 测和评估，及时发现腐蚀等损伤，为修复提供依据。
修复技术
研究和发展高效、环保的修复技术，如电化学修复、微生物 修复等，对已腐蚀部位进行修复，恢复平台性能。
智能化与远程监控技术的应用
智能化监测系统
研发智能化监测系统，利用物联网、 大数据等技术，实时监测平台的腐蚀 状况，实现远程监控和预警。
防污与防生物附着的维护需要定期检查和清洁平台表面，及时去除附着 的生物和污垢，保持平台的清洁和良好的工作状态。
05 海洋平台腐蚀的未来研究 方向

4.2.1.2 溶解氧 • 海水中溶解氧，是海水腐蚀的重要因素。 • 正常情况下海水表面层被空气饱和； • 氧的浓度随水温一般在(5~10)×10-6cm3/L 范围内变化。 • 由表4-4可见，盐的浓度和温度愈高，氧 的溶解度愈小。
表4-4 氧在海水中的溶解度
4.2.1.3 海水的电化学特点
4.2 金属在海水中的腐蚀
• 海洋占地球表面积70%，海水是自然界中数量最大且 具有腐蚀性的天然电解质。我国海岸线长达18000km， 海域广阔。 • 沿海地区的工厂常用海水作为冷却介质，冷却器的 铸铁管在海水作用下，一般只能使用3~4年； • 海水泵的铸铁叶轮只能使用3个月左右； • 碳钢冷却箱内壁腐蚀速度可达1mm/a以上。 • 海洋开发受到重视，海上运输工具、海上采油平台， 开采和水下输送及储存设备等金属构件受到海水和 海洋大气腐蚀的威胁愈来愈严重； • 研究海洋环境中金属的腐蚀及其防护有重要意义。
6)海洋生物 • 海洋生物在船舶或海上构筑物表面附着形 成缝隙，易诱发缝隙腐蚀。 • 微生物的生理作用会产生氨、CO2和H2S 等腐蚀物质，如硫酸盐还原菌作用产生 S2- ,会加速金属腐蚀。
4.2.3 海水中常用金材料的耐蚀性
• 金属材料在海水中的耐蚀性差别很大； • 钛合金和Ni-Cr合金耐蚀性最好； • 铸铁和碳钢耐蚀性较差。 • 不锈钢的均匀腐蚀速度很小； • 在海水中易产生点蚀。 • 常用金属材料耐海水腐蚀性能表4-6。
1)多数金属,除特别活泼金属镁及其合金外,海水中的腐蚀 过程都是氧去极化过程, 腐蚀速度由氧扩散过程控制。 2)大多数金属(铁、钢、锌等)，在海水中发生腐蚀时，阳 极过程的阻滞作用很小, 海水中Cl-离子浓度高,海水中用 增加阳极阻滞方法来减轻海水腐蚀的可能性不大, 添加 合金元素钼, 才能抑制Cl-对钝化膜的破坏作用，改进材 料在海水中的耐蚀性。 3)海水电导率很高, 电阻性阻滞很小, 对海水腐蚀,微观电池 的活性较大, 宏观电池活性也较大。在海水中, 异种金属 接触引起的电偶腐蚀有相当大的破坏作用。如舰船的青 铜螺旋桨可引起远达数十米处的钢船壳体的腐蚀。 4)海水中金属易发生局部腐蚀破坏。如点蚀，缝隙腐蚀， 湍流腐蚀和空泡4.2.1.1 盐类及导电率 • 海水为腐蚀性介质，特点是含多种盐类，盐分 中主要是NaCl，常把海水近似地看作质量分 数为3%或3.5%的NaCl溶液。 • 盐度是指1000g海水中溶解固体盐类物质的总 克数，一般海水的盐度在3.2％~3.75％之间， 通常取3.5％为海水的盐度平均值。 • 海水中氯离子的含量很高，占总盐量的 58.04%，使其具有较大腐蚀性。 • 海水平均电导率为4×10-2S/cm，远超过河水 和雨水的电导率。

碳钢在海洋环境下的腐蚀研究摘要随着陆地石油储量减少和开采难度增加，海洋石油将成为未来能源最重要的来源。

海洋石油开发设施的材料主要是碳钢，碳钢常年在腐蚀性极强的海水中工作，腐蚀不可避免。

若能掌握碳钢在海洋环境下的腐蚀规律，找到合适的防腐措施，腐蚀造成的损失就能大幅度降低。

本文根据塔菲尔直线外推法，用LK2010型电化学工作站测量碳钢在不同盐度海水中的腐蚀极化曲线，研究海水的盐度对碳钢腐蚀速度、塔菲尔曲线特征的影响。

关键词：碳钢腐蚀；塔菲尔直线外推法；电化学；极化曲线；腐蚀速度The research on corrosion of carbon steel in marineenvironmentAbstractAs difficult exploitation of oil reserves to reduce and increase the land，ocean oil will become the most important source of energy future. Offshore oil development facilities materials are mainly carbon steel，carbon steel work in the strong causticity water all the year round，the corrosion of carbon steel is inevitable. If we can master the corrosion behavior of carbon steel in Marine environment，find a suitable anticorrosive measures，can greatly reduce the loss caused by corrosion. Based on the principles of Tafel linear extrapolation method，measured with electrochemical workstation LK2010 type corrosion polarization curve of carbon steel in sea water，the water of the influence of different factors on the corrosion of carbon steel.Keywords：Corrosion of carbon steel；Tafel linear extrapolation method；Electrochemistry；Polarization curve ；The corrosion rate目录第1章绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 碳钢腐蚀研究现状 (2)1.3 海洋腐蚀环境 (3)1.4海洋环境中碳钢的腐蚀 (4)1.5研究目的及内容 (7)第2章金属腐蚀检测方法 (8)2.1 极化现象与极化曲线 (8)2.2 恒电位法测定金属的腐蚀速度 (8)2.3 塔菲尔直线外推法 (10)第3章碳钢腐蚀实验设计 (12)3.1 实验仪器介绍 (12)3.1.1 LK2010型电化学工作站 (12)3.1.2实验软件ECA Wiser (14)3.2 塔菲尔直线外推法实验过程 (17)3.2.1 实验仪器及用品 (17)3.2.2实验步骤 (17)3.3 实验数据记录 (21)第4章结果分析与讨论 (23)4.1 盐度计算 (23)4.2 腐蚀速度计算 (23)4.3 结果分析 (26)第5章结论与展望 (28)5.1 结论 (28)5.2 未来展望 (28)致谢 (29)参考文献 (30)第1章绪论1.1 引言随着现代社会的不断发展和科学水平的飞速进步，能源变得越来越重要，人类开采陆地石油已经经历了相当长的时间，陆地石油储量越来越少，所以未来人类开采石油资源将向海洋进军，海洋石油已经成为未来人类能源的重要来源。

腐蚀原理
海洋平台腐蚀的主要原因是电化 学、化学反应和生物侵蚀等。
电化学腐蚀是由于海洋平台结构材料与海水、海洋生物等接触，形成原电池反 应，导致金属腐蚀。这种腐蚀在海洋平台中最为普遍，严重时可能导致平台结 构削弱。
化学反应腐蚀主要是由于海洋平台结构材料与海水、盐分等化学物质发生反应， 导致腐蚀。例如，钢铁材质的海洋平台在海水中会发生氧化反应，形成铁锈， 导致结构材料的腐蚀。
挑战与机遇
当前，微生物腐蚀及防腐技术的研究仍面临着一系列的挑战。首先，微生物腐 蚀的机制尚不完全清楚，需要进一步深入研究；其次，现有防腐技术的效果还 需要进一步提高，以满足更为严苛的防腐要求；此外，新型防腐技也带来了诸多机遇。随着环境保护意识的 提高和绿色可持续发展的要求，对于环保型防腐技术的需求不断增加。例如， 生物防腐剂和生物防护技术的发展前景十分广阔。此外，随着材料科学和纳米 技术的快速发展，新型防腐材料的研发和应用也将为微生物腐蚀及防腐技术的 发展带来新的机遇。
2、化学方法
化学方法主要包括使用缓蚀剂和杀菌剂。缓蚀剂是一种能够减缓金属腐蚀的物 质，如亚硝酸盐、铬酸盐等。杀菌剂则用于消灭海洋生物，防止生物污损引起 的腐蚀。然而，这些化学物质有可能对海洋生态系统造成负面影响，因此需要 慎重使用。
3、生物方法
生物方法主要利用某些生物的耐腐蚀特性，如海藻、珊瑚等，以降低海水的腐 蚀性。此外，生物污损也可以形成保护层，提高金属的耐腐蚀性能。生物方法 具有环保性和长效性，但需要充分考虑生物生态平衡以及不同生物对不同材料 的适应性。
未来展望
随着科技的不断进步，海洋环境腐蚀控制技术将迎来更多的发展机遇。新型材 料和涂层技术的研发将为海洋腐蚀控制提供更多选择。此外，智能防腐技术也 将成为未来的研究热点，包括智能涂层、自修复材料等。同时，随着海洋工程 的发展，针对深海和极地等特殊环境的腐蚀控制技术也将得到进一步研究和发 展。

海水腐蚀情况讲解海水腐蚀情况海水腐蚀的原因浸入海水中的金属，表面会出现稳定的电极电势。

由于金属有晶界存在，物理性质不均一；实际的金属材料总含有些杂质，化学性质也不均一；加上海水中溶解氧的浓度和海水的温度等，可能分布不均匀，因此金属表面上各部位的电势不同，形成了局部的腐蚀电池或微电池。

其中电势较高的部位为阴极，较低的为阳极。

电势较高的金属，例如铁，腐蚀时阳极进行铁的氧化；电势较低的金属，例如镁，被海水腐蚀时，镁作为阳极而被溶解，阴极处释放出氢。

当电势不同的两种金属在海水中接触时，也形成腐蚀电池，发生接触腐蚀。

例如锌和铁在海水中接触时，因锌的电势较低，腐蚀加快；铁的电势较高，腐蚀变慢，甚至停止。

海洋环境对腐蚀的影响盐度海水含盐量较高，水中的含盐量直接影响水的电导率和含氧量，随着水中含盐量的增加，水的电导率增加但含氧量却降低。

海水中的盐度并不和NaCI的行为相一致，这是因为其中所含的钙离子和镁离子，能够在金属表面析出碳酸钙和氢氧化镁的沉淀，对金属有一定的保护作用。

河口区海水的盐度低，钙和镁的含量较小，金属的腐蚀性增加。

海水中的氯离子能破坏金属表面的氧化膜，并能与金属离子形成络合物，后者在水解时产生氢离子，使海水的酸度增大，使金属的局部腐蚀加强。

电导率海水中不仅含盐量高，而且其中的盐类几乎全部处于电离状态，这使得海水成为一种导电性良好的电解质。

这就决定了海水腐蚀过程中，不仅微观电池腐蚀的活性大，同时宏观电池的活性也大。

研究表明：随着电导率的增大，微观电池腐蚀和宏观电池腐蚀都将加速。

溶解氧海水溶解氧的含量越多，金属在海水中的电极电位越高，金属的腐蚀速度越快。

但对于铝和不锈钢一类金属，当其被氧化时，表面形成一薄层氧化膜，保护金属不再被腐蚀，即保持了钝态。

此外，在没有溶解氧的海水中，铜和铁几乎不受腐蚀。

（常压下氧在海水中的溶解度如下）（表一）/t7盐的质最1,0Z03*0X54.0010t309.008.36047.7210B.02h096.63金41S.IS206.575.835.525.355.17----30工575L274.954,654.SO1T34酸碱度一般来说，海水的HpH升高，有利于抑制海水对钢铁的腐蚀。

海水海洋大气腐蚀特点及防腐海水和海洋大气对金属的腐蚀是工程中常见的问题。

在以下1200字以上的文章中，我将介绍海水和海洋大气腐蚀的特点和常用的防腐措施。

首先，海水腐蚀的特点有以下几点。

第一，在海洋环境中，氯离子是最主要的腐蚀物质。

氯离子和金属中的阳离子反应生成金属氯化物，导致金属的腐蚀。

第二，海水中的溶解氧也能促进金属的腐蚀，尤其是在存在水分的情况下。

氧气与金属反应形成氧化物，使金属表面产生腐蚀。

第三，海水中的微生物和海藻可以加速金属腐蚀。

微生物和海藻通过产生酸性物质和吸附金属表面来腐蚀金属。

其次，海洋大气腐蚀的特点如下。

第一，海洋大气中含有大量的盐雾，盐雾中的氯离子和金属氧化物反应会导致金属的腐蚀。

第二，海洋大气中的湿度较高，会加速金属的腐蚀。

湿度高时金属表面的水分含量增加，氧气和水分反应形成氢氧化物，使金属表面发生腐蚀。

第三，海洋大气中的硫化物和氮氧化物也会加速金属的腐蚀。

为了保护金属材料免受海水和海洋大气的腐蚀，常用的防腐措施包括以下几种。

第一，使用防腐涂料。

防腐涂料具有良好的抗腐蚀性能，可以形成一层保护膜，隔绝金属与海水或海洋大气的接触，防止金属腐蚀。

第二，使用防蚀合金。

防蚀合金通过增加合金元素的含量来提高材料的抗腐蚀性能，减少金属的腐蚀速率。

第三，采用阴极保护。

阴极保护是通过在金属表面施加电流，使金属表面形成保护性的氧化膜，减缓金属的腐蚀。

此外，还可以采用其他措施来防止海水和海洋大气的腐蚀。

例如，加强金属的维护保养，及时清洗金属表面的污垢和盐结物；使用耐腐蚀材料，如不锈钢和镀锌钢等；提高金属的表面处理质量，如去除金属表面的氧化膜和锈蚀；使用软件控制技术，及时监测和预测金属腐蚀的发展趋势，采取相应的防腐措施。

综上所述，海水和海洋大气对金属的腐蚀是工程中需要重视的问题。

了解海水和海洋大气腐蚀的特点和采取适当的防腐措施是保护金属材料免受腐蚀的关键。

通过使用防腐涂料、防蚀合金、阴极保护等措施，结合加强维护保养和改进技术手段，可以有效地减少金属的腐蚀，延长金属的使用寿命。

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低碳钢和低合金钢在海水中的腐蚀速度
试验条件 腐蚀深度（mm/a）
全浸区
A3 0.096
16Mn 0.086
16MnCu 0.090
飞溅区
0.391
0.391
0.337
大气区
0.057
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钢质船舶在海洋中 的腐蚀是不可避免 的，但是其腐蚀速 度则是可以控制的 。如果能将其腐蚀 速度控制在原来的 十分之一，那么它 的寿命将是原来的 十倍。
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海洋大气中的腐蚀
空气中的水会在钢板表面形成一层水膜，使钢板产生电 化学腐蚀
同时空气中的盐、二氧化硫、甚至酸性物质会加剧这种腐蚀 的速度。
根据英国钢铁学会提供的数据，低碳钢在不同大气
条件下的腐蚀速度如下：
大气特点 腐蚀速度 g/(m2.a)
低湿度 10.03
海洋
301.1
热带海洋近岸处 5018.8
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四 腐蚀的原因与类型
金属腐蚀一般分为化学腐蚀和电 化学腐蚀两大类，就船舶腐蚀而言， 起因通常是电化学腐蚀。
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金属的电化学腐蚀
金属腐蚀 的实质
种类
金属原子失去电子被氧化而消耗的过程： M-ne-=Mn+。
化学腐蚀
电化学腐蚀
金属和其它物质直接接 不纯金属或合金发生原电池
原理 触发生氧化还原反应而 反应，使较活泼的金属失电
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五 抑制海洋腐蚀的主要方法
• 包覆层防护 • 涂层防护 • 阴极保护
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生活中常见的通过覆盖保护层防止铁生锈的方法： 1、在铁的表面喷涂上防腐油漆（如桥梁、汽车、船舶） 2、油和油脂可以用来保护机器中由金属制成的转动部 分，如齿轮。 3、用塑料（如聚乙烯、聚氯乙烯等）喷涂或包裹在金 属表面。 4、在铁的表面覆盖一层搪瓷，如脸盘等金属器皿。 5、在铁的表面覆盖一层其他金属（如镀锡、镀锌）

金属在海水中的腐蚀电位研究一、内容概述本研究主要探讨了金属在海水中的腐蚀电位及其影响因素，海水是一种复杂的环境，其中包含大量的离子和微生物，这些因素对金属的腐蚀行为产生重要影响。

腐蚀电位是指金属在特定条件下与周围介质发生电化学反应的能力，它直接影响着金属的耐蚀性能。

因此研究金属在海水中的腐蚀电位对于了解海水环境中金属腐蚀行为具有重要意义。

本研究首先分析了海水中的主要离子成分及其浓度分布，包括氯离子(Cl)、钠离子(Na+)、钙离子(Ca2+)、镁离子(Mg2+)等。

这些离子在海水中的存在形式和浓度变化对金属的腐蚀电位产生直接影响。

其次研究了海水温度、pH值、盐度等环境参数对金属腐蚀电位的影响。

实验结果表明，这些环境参数的变化会导致金属腐蚀电位的变化，从而影响金属在海水中的耐蚀性能。

此外本研究还探讨了金属表面形态对腐蚀电位的影响，通过比较不同表面处理方式(如镀层、阳极氧化等)下的金属腐蚀电位，发现表面形态对金属的耐蚀性能具有显著影响。

本研究还分析了金属成分、合金元素等因素对腐蚀电位的影响。

结果表明金属成分和合金元素的选择是影响金属在海水中耐蚀性能的关键因素之一。

本研究通过对金属在海水中的腐蚀电位进行系统研究，揭示了海水环境中金属腐蚀行为的基本规律，为实际工程应用提供了理论依据和技术支持。

1. 研究背景和意义随着人类对海洋资源的不断开发利用，金属结构在海洋环境中的应用越来越广泛。

然而海水中的腐蚀性离子和微生物等因素会对金属结构产生严重的腐蚀作用，从而影响其使用寿命和安全性。

因此研究金属在海水中的腐蚀电位具有重要的理论意义和实际应用价值。

首先了解金属在海水中的腐蚀电位有助于我们更好地预测和控制金属结构的腐蚀行为。

通过研究不同金属元素和环境因素之间的相互作用关系，可以为金属结构的选材、设计和防护提供科学依据。

此外腐蚀电位还能够反映出金属表面与周围环境的化学反应程度，从而为金属材料的性能优化和耐蚀性增强提供指导。

海洋环境中金属材料微生物腐蚀研究进展目录一、内容描述 (2)1.1 研究背景与意义 (3)1.2 国内外研究现状 (4)二、微生物腐蚀机制及影响因素 (5)2.1 微生物腐蚀的基本原理 (6)2.2 影响微生物腐蚀的主要因素 (8)2.3 微生物群落结构及其对腐蚀过程的影响 (9)三、金属材料微生物腐蚀特性 (10)3.1 不同金属材料的微生物腐蚀特性 (12)3.2 同一种金属材料在不同环境中的微生物腐蚀特性 (12)3.3 金属材料表面改性对微生物腐蚀的影响 (13)四、微生物腐蚀控制技术 (15)4.1 材料选择与表面处理技术 (16)4.2 污染物控制与生态修复技术 (17)4.3 防腐涂层与电化学保护技术 (18)五、实验方法与测试技术 (20)5.1 实验材料与方法 (21)5.2 数据采集与分析方法 (22)5.3 腐蚀速率与腐蚀形态表征技术 (23)六、微生物腐蚀模型与预测方法 (24)6.1 基于实验数据的微生物腐蚀模型 (25)6.2 机器学习与人工智能在微生物腐蚀预测中的应用 (27)6.3 数值模拟与仿真技术在微生物腐蚀研究中的应用 (28)七、工程应用与案例分析 (29)7.1 海洋油气资源开发中的微生物腐蚀问题 (30)7.2 海洋基础设施的微生物腐蚀防护技术 (31)7.3 重大海洋工程项目中的微生物腐蚀风险与管理 (33)八、结论与展望 (34)8.1 研究成果总结 (35)8.2 存在问题与不足 (36)8.3 未来发展方向与展望 (37)一、内容描述海洋环境与金属材料腐蚀概述：描述海洋环境的特性及其对金属材料腐蚀的影响，包括盐度、温度、压力、海水流动等因素。

介绍金属材料的种类及其在海洋环境中的腐蚀行为。

微生物腐蚀机制：阐述微生物在金属材料腐蚀过程中的作用，包括微生物新陈代谢产生的酸、碱等物质的腐蚀作用，以及微生物膜的形成对金属材料的腐蚀影响。

微生物腐蚀研究进展：详细介绍近年来国内外在海洋环境中金属材料微生物腐蚀领域的研究进展，包括新材料研发、防护技术、腐蚀机理等方面。

附：拓展活动：（课上布置，课后完成） 搜集有关海洋污染的资料和图片，及海洋环境保护措施，每个学习小 组制作一张海洋环境保护专题宣传学习小报。评选优秀作品并在学校 宣传栏中展览。
评 价 要 1.海水淡化（小组自评+小组间互评+教师点评）
点
评价方法：完成探究实验报告
评价指标： （1）探究活动报告记录完整，结论正确。 (2)对科学探究活动充满兴趣、态度积极。 （3）活动过程规范有序、效果明显。 (4)活动中能相互交流与配合，有效体现小组合作的精神。 2.综合实践活动 评价方法：电子档案袋评价 评价指标： （1）收集信息详实 （2）活动中小组成员之间能相互交流与配合。 （3）反馈意见中肯有实效，建议有可操作性。 3.学习水平 评价方法：纸笔测试问卷调查。 评价指标：学习目标达成度。
海水中的化学
适用年 九年级
级
所需时 课内共用 7 课时，每周 3 课时；课外 2 课时。
间
主题单元学习概述
本单元旨在帮助学生初步了解海洋中蕴藏的丰富资源及其利用， 学习饱和溶液、溶解度、结晶与蒸馏等知识，体验科学研究的方法， 逐步树立正确的资源观和环境观。通过海洋这个巨大的资源宝库，为 学生开拓了一个新的广阔的化学背景，又使学生掌握了一些所必需的 基础知识与基本方法，体现出“从生活走进化学，从化学走向社会” 的课程理念。
4、 交流讨论：海洋污染现状及海洋保护的措施。保护海洋环境你 能做到哪些？ 活动三： 1、 简单说一说地球上的淡水资源。 2、 设计实验：如何使用地球上含量最丰富的海水制取淡水？ 3、 进行实验探究：蒸馏法淡化海水 4、 检测海水淡化是否彻底（使用硝酸银溶液） 5、 完成实验报告 6、 成果交流：实验过程中遇到的问题，解决办法等。 课堂小结： 海洋资源包括化学资源、矿产资源、动力资源和生物资源等，它们的 总量非常巨大。人类正在运用各种方法，开采提取多种海洋资源，从 海水中提取淡水是解决淡水危机的重要途径。

《金属的腐蚀与防护》环境对腐蚀的影响在我们的日常生活和工业生产中，金属材料无处不在。

从小小的螺丝钉到巨大的桥梁结构，金属的应用极其广泛。

然而，金属的腐蚀问题却一直困扰着我们，给经济和社会带来了巨大的损失。

而环境因素在金属腐蚀的过程中起着至关重要的作用。

首先，让我们来了解一下什么是金属腐蚀。

简单来说，金属腐蚀就是金属在环境的作用下，发生了化学或电化学变化，导致其性能下降甚至损坏的现象。

湿度是影响金属腐蚀的一个重要环境因素。

当空气中的湿度较高时，金属表面容易形成一层薄薄的水膜。

这层水膜为氧气和其他腐蚀性物质提供了良好的传输介质，加速了腐蚀的进程。

比如，在潮湿的南方地区，金属制品往往比在干燥的北方地区更容易生锈。

温度也对金属腐蚀产生着显著的影响。

一般来说，温度升高会加快化学反应的速率，从而加速金属的腐蚀。

炎热的夏季，金属暴露在高温环境中，腐蚀速度会明显加快。

此外，温度的变化还可能导致金属内部产生应力，进一步加剧腐蚀。

氧气在金属腐蚀中扮演着不可或缺的角色。

大多数金属的腐蚀过程都需要氧气的参与。

在空气中，氧气无处不在，与金属表面发生反应，形成氧化物。

在封闭或通风不良的环境中，氧气含量相对较低，但仍然可能导致金属的缓慢腐蚀。

大气中的污染物，如二氧化硫、氮氧化物、氯化物等，会极大地加重金属的腐蚀。

二氧化硫会与空气中的水分结合形成酸雨，酸雨直接侵蚀金属表面。

而氯化物，如海边空气中的盐分，会加速金属的电化学腐蚀，特别是对于不锈钢等合金材料。

土壤环境也是导致金属腐蚀的一个重要因素。

土壤中的水分、氧气、酸碱度以及微生物等都会对埋在地下的金属管道、电缆等产生腐蚀作用。

不同类型的土壤，其腐蚀性也有所不同。

例如，酸性土壤对金属的腐蚀更为严重。

除了上述常见的环境因素，还有一些特殊的环境条件也会影响金属的腐蚀。

例如，在海洋环境中，海水的高盐度、强大的水流冲击以及复杂的生物活动，使得金属面临着极为严峻的腐蚀挑战。

了解了环境因素对金属腐蚀的影响，那么我们该如何采取有效的防护措施呢？针对湿度的影响，我们可以通过控制环境湿度来减缓腐蚀。

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2)pH值 海水pH在7.2~8.6之间。pH值可因光合作用 而稍有变化；在深海处pH值略有降低, 不利于金 属表面生成保护性的盐膜。
3)溶解氧 海水中的溶解氧是海水腐蚀的重要因素。 大多数金属在海水中的腐蚀受氧去极化作用控制。
• 溶解氧含量随海水深度不同而变化. • 海水表面与大气接触含氧量高达12×10-6cm3/L。
等腐蚀物质，如硫酸盐还原菌作用产生 S2- ,会加速金属腐蚀。
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4.2.3 海水中常用金材料的耐蚀性
• 金属材料在海水中的耐蚀性差别很大； • 钛合金和Ni-Cr合金耐蚀性最好； • 铸铁和碳钢耐蚀性较差。 • 不锈钢的均匀腐蚀速度很小； • 在海水中易产生点蚀。 • 常用金属材料耐海水腐蚀性能表4-6。
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4.2.4 防止海水腐蚀的措施
1)研制、应用耐海水腐蚀的材料 如钛、镍、铜及其合金，耐海水钢(Mariner)。
2)阴极保护 腐蚀最严重处用护屏保护，或用牺牲 阳极法。
3)涂层 除防锈油漆外，还可用防止生物沾污的双 防油漆，对潮汐区和飞溅区某些固定的钢结构可 用蒙乃尔合金包覆。
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1)多数金属,除特别活泼金属镁及其合金外,海水中的腐蚀 过程都是氧去极化过程, 腐蚀速度由氧扩散过程控制。
2)大多数金属(铁、钢、锌等)，在海水中发生腐蚀时，阳 极过程的阻滞作用很小, 海水中Cl-离子浓度高,海水中用 增加阳极阻滞方法来减轻海水腐蚀的可能性不大, 添加 合金元素钼, 才能抑制Cl-对钝化膜的破坏作用，改进材 料在海水中的耐蚀性。
• 海水中盐类,溶解氧、海洋生物和腐烂的有 机物,海水的湿度、流速与pH值等都对海水 腐蚀有很大的影响。
1)盐类 NaCl为主, 海水中盐的浓度与钢的腐 蚀速度最大的盐浓度范围相近, 当溶盐浓度 超过一定值, 因氧溶解度降低, 金属腐蚀速 度下降, 见图4-8。

说具有较大的破坏性，漆膜在飞溅区通常要老化得更快。

研究表明，在飞溅区的干湿交替过程中，钢的阴极电流比在海水中的阴极电流大。

在海水中钢的阴极反应是溶解氧的还原反应，而在飞溅区中的钢由于锈层自身氧化剂的作用而使阴极电流变大。

即，飞溅区的钢在经过干燥过程后，表面锈层在湿润过程中作为一种强氧化剂在起作用，而在干燥过程中，由于空气氧化，锈层中的（+2价）的Fe离子又被氧化为（+3价）的Fe离子，此过程反复进行，从而加速钢铁的腐蚀。

与钢材不同，不锈钢和钛这些金属往往是耐腐蚀的，主要由于良好的充气条件促进了金属钝化的缘故。

下图为SS41普通碳钢在海水中生成锈层的钢试样和飞溅区带锈层钢试样的极化曲线。

结果表明：这两种钢试样的锈层，其阳极溶解速度几乎是相等的；而对于阴极，与前者相比，后者具有10倍以上的反应电流。

这说明，在海洋钢铁结构中，飞溅取的腐蚀速度大于海水全浸区，这是由于阴极反应的不同所引起的。

海水潮差区---此区的腐蚀主要有两种类型，一种是孤立地区处于潮差区钢铁构件的腐蚀；另一种是钢桩类型的腐蚀。

单独挂片试验（模拟潮差区钢铁构件的腐蚀）和长尺挂片试验（模拟钢桩类型的腐蚀）的结果示于下图该实验充分说明了钢桩的腐蚀与孤立钢结构的腐蚀规律是完全不同的。

在进行工程设计时，要考虑具体工程的结构特点，如属于孤立构件，设计寿命及腐蚀余量，需要按孤立构件的腐蚀速度设计。

如属于钢桩式的连续构件，则需考虑宏观腐蚀电池的影响，以免造成浪费或过早失效。

海水全浸区---由于该区域普遍含Cl-较多，使得铁等各种金属难以钝化，即使像不锈钢这种高合金成分的材料由于钝化膜的稳定性变差，极易发生点蚀。

以在研究钢铁在海洋环境中的腐蚀时必须根据所处的环境不同而分别研究。

海底泥土区---海水全浸区以下部分，主要由海底沉积物构成。

与陆地土壤相比海泥区含盐量高，电阻率低，海底泥浆是一种良好的电解质，对金属的腐蚀性要比陆地土壤高。

由于海泥区Cl-的含量高且供氧不足，一般钝性金属的钝化膜是不稳定的。

海水、海洋大气中的金属腐蚀1、海水水质的主要特点含盐量高，盐度一般在35g/L左右；腐蚀性大；海水中动、植物多；海水中各种离子组成比例比较稳。

pH变化小，海水表层pH在8.1～8.3范围内，而在深层pH则为7.8左右。

2、海水腐蚀的特点海水腐蚀为电化学腐蚀；海水腐蚀的阳极极化阻滞对大多数金属（铁、钢、铸铁、锌等）都很小，因而腐蚀速度相当大;海水氯离子含量很高，Cl-破坏钝化膜，因此大多数金属在海水中不能建立钝态，在海水中由于钝化的局部破坏，很容易发生空隙和缝隙腐蚀等局部腐蚀。

不锈钢在海水中也遭到严重腐蚀；多数金属阴极过程为氧去极化作用，少数负电性很强金属（Mg）及合金腐蚀时发生阴极氢去极化作用；海水电导率很大，海水腐蚀电阻性阻滞很小，所以海水腐蚀中不仅腐蚀微电池的活性大，腐蚀宏电池的活性也很大。

海水的电阻率很小，因此异种金属接触能造成的显著的电偶腐蚀。

其作用强烈，作用范围大。

3、海水腐蚀的影响因素3.1盐类及浓度盐度是指100克海水中溶解的固体盐类物质的总克数。

一般在相通的海洋中总盐度和各种盐的相对比例并无明显改变，在公海的表层海水中，其盐度范围为3.20％～3.75％，这对一般金属的腐蚀无明显的差异。

但海水的盐度波动却直接影响到海水的比电导率，比电导率又是影响金属腐蚀速度的一个重要因素，同时因海水中含有大量的氯离子，破坏金属的钝化，所以很多金属在海水中遭到严重腐蚀。

盐类以Cl-为主，一方面：盐浓度的增加使得海水导电性增加，使海水腐蚀性很强；另一方面：盐浓度增大使溶解氧浓度下降，超过一定值时金属腐蚀速度下降。

3.2 pH值海水pH在7.2-8.6之间，为弱碱性，对腐蚀影响不大。

3.3碳酸盐饱和度在海水pH条件下，碳酸盐达到饱和，易沉积在金属表面形成保护层。

若未饱和，则不会形成保护层，使腐蚀速度增加。

3.4含氧量海水腐蚀是以阴极氧去极化控制为主的腐蚀过程。

海水中的含氧量是影响海水腐蚀性的重要因素。