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非金属材料的腐蚀与防护 - 副本
46、法律有权打破平静。——马·格林 47、在一千磅法律里，没有一盎司仁 爱。— —英国
48、法律一多，公正就少。——托·富 勒 49、犯罪总是以惩罚相补偿；只有处 罚才能 使犯罪 得到偿 还。— —达雷 尔
50、弱者比强者更能得到法律的保护 。—— 威·厄尔
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
谢谢！

溶解或溶胀，加热可融化或软化；易于加工成形，
可重复使用。热塑性塑料PE、PVC等
体型：网状结构，不溶不熔，具有良好的耐热性和
强度，但脆性大，弹性塑性低，不能重复使用。热
固性树脂—酚醛树脂等
高分子的聚集态及性能(晶态、非晶态 )
1.晶态结构 线型聚合物固化时可以结晶，但由于分 子链运动较困难，不可能完全结晶。所以晶态聚合物 实际为晶区（分子有规律排列）和非晶区（分子无规 律排列）两相结构，一般结晶度（晶区所占有的重量
混凝土腐蚀的类型
按形态分类 • 溶出型腐蚀 • 分解型腐蚀 • 膨胀型腐蚀（结晶型腐蚀） • 细菌腐蚀 • 碱集料反应
（1）溶出型腐蚀
• 来源于软水的作用
• 水泥石中Ca(OH)2受到软水作用，产生物理
性溶解并从水泥石中溶出，引起混凝土强
度减小，酸度增大，孔隙增大，加剧溶解， 造成恶性循环
（2）分解型腐蚀
混凝土腐蚀的影响因素
• 混凝土的化学成分：造成碱集性反应。另外二氧化硅的结 晶度越差，活性越大，则碱活性的膨胀率越大 • 混凝土的孔隙率或密实度 • 环境因素 ① 大气中的CO2：当CO2含量超过0.3％时，产生炭化，并 且使碱性降低，而混凝土中的钢筋保持钝态的最低碱度为 pH＝11.5 ② 酸性气体：SO2、H2S、NOx等与碱作用 ③ 湿度：湿度增加，气体对混凝土的腐蚀增强 ④ 水：软水会导致溶出型腐蚀；硬水含有Ca(HCO3)2或 Mg(HCO3)2能把水中的Ca(OH)2变成CaCO3沉淀下来，使 水泥石密实
非金属材料的腐蚀与防护
材料的分类
硅酸盐材料： 水泥、玻璃、陶瓷等
无机非金属材料
高温结构陶瓷、光导纤维等
材料
金属材料
塑料、一、高分子材料

时，就构成一个原电池，其中较活泼的金属为阳极而被腐蚀。
• 例如，船体钢壳与某种青铜铸品相接触的地万，往往容易腐 蚀，这是因为在电动序中，铁的位置在铜的前面。又如在铜 板上钉一个铁制的铆钉：
铁钉在铜板上的腐蚀
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即使单独的一种金属构件，与水或潮湿泥土相 接触时，也同样会发生电化学腐蚀，因为工业 用的金属经常含有各种杂质，例如普通钢是铁 碳合金，钢中含有Fe3C和其他杂质。
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3.能源电力 水电：水轮机组的腐蚀，叶片空蚀； 火电：锅炉和管道的腐蚀； 核电站：高温、辐照、液态金属等腐蚀； 煤矿安全； 油气开采、运输。
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4.化工工业 5.机械电子 6.民生 7.环境污染
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腐蚀造成的经济损失（美国）： 占国民生产总值的1.8%~4.2%
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第一节 腐蚀概论
腐蚀经济损失可分为直接损失和间接损失两类。
有机玻璃、不透性石墨在化学介质和应力的同时
作用下会破裂。
非金属腐蚀破坏的主要特征是物理、机械性能的变化 或外形的破坏，不一定是失重，往往还会增重。
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第一节 腐蚀概论
• 三、腐蚀的危害
• 1、腐蚀造成重大的直接和间接经济损失； • 2、腐蚀消耗大量的资源和能源； • 3、腐蚀还危及人身安全和造成环境污染； • 4、腐蚀妨碍新技术、新工艺的发展。
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第一节 腐蚀概论
一、腐蚀的基本概念 腐蚀即是损坏、腐烂
腐蚀是指材料在其周围环境的作用下引起的破 坏或变质现象。
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第一节 腐蚀概论
从不同角度曾对腐蚀下过不同的定义，主要有以下三个：
（1）材料因与环境反应而引起的损坏或变质、除了单纯机械 破坏之外的一切破坏；
强调了腐蚀与单纯的机械破坏具有本质上区别；适用于 金属和非金属材料。

（2）水解与腐蚀
1) 在酸中的腐蚀
实质是弱酸盐的水解
Ⅱ）在碱性溶液中, 腐蚀更严重。
Ⅲ）光学玻璃
由于SiO2↓，Ba、Pb及其他金属氧化物易与醋酸、硼酸等弱 酸中腐蚀。
Ⅳ）HF腐蚀玻璃
F-破坏Si—O—Si键
H+ F-
F- H+
≡Si—O—Si≡→≡Si……O—Si→≡Si—F+HO—Si≡
（3）玻璃的风化
（4）选择性腐蚀
二 混凝土
混凝土是砾石、卵石、碎石或炉渣在水泥 或其它胶结材料中的凝聚体。
1. 混凝土的结构
2.波特兰水泥的结构 （1）组成 质量分数为75％的硅酸钙 质量分数为25％的矿物质 （2）水泥水合硬化→水泥石 ① 水合反应 ② 出现孔隙 （3）腐蚀 ① 浸析腐蚀 ② 化学反应引起的腐蚀
老化表现： （1）外观变化 （2）物理性能变化 （3）力学性能变化 （4）电性能变化
老化的本质：
物理老化：由物理过程引起的发生可逆性的 变化，不涉及分子结构的改变。主要是溶胀 与溶解。
化学老化：
主要发生主键的断裂，有时发生次价键的断 裂
（化学过程老化）
（物理过程老化）
主键断裂不可逆，如大分子的降解和交联。
温度物理状态链段热运动ttg玻璃态基本无链段甚至大分子都可以体积膨胀强度伸长率急剧下降机械性能可能完全丧失极性大的溶质易溶于极性大的溶剂极性小的溶质易溶于极性小的溶剂
第七章 非金属材料 的腐蚀与防护
§7.1 高分子材料的腐蚀
一 概述
1. 高分子材料的发展与应用
高分子材料具有较良的耐腐蚀性能
2、高分子材料的腐蚀类型——老化
一、玻璃的耐蚀性能 （1）组成 SiO2为主，并含有R2O、RO（R代表碱金属或碱

• 标准自由能的符号决定反应系统状态的变化
方向，如物质沸腾时，蒸汽压为1×105 Pa
（1atm)，△G0＝0，此温度以上气相稳定。
蒸气压与温度关系可用Clapeyron方程式表示
• dP/dT=△S0/△V=△H0/T△V
(1-7)
式中 S0-标准摩尔熵；V-氧化物摩尔体积；
H0-标准摩尔焓。
• 对于有气相参加的两相平衡, 固相与液相 和气相的体积比, 前者可忽略,上式可化简为；
• 材料很少是由于单纯机械因素(如拉、压、冲 击、疲劳、断裂和磨损等)或其他物理因素(如 热能、光能等)引起破坏的，
• 绝大多数金属和非金属材料的破坏都与其周围 环境的腐蚀因素有关。
• 材料的腐蚀问题已成为当今材料科学与工程领 域不可忽略的课题。
0.2 研究材料腐蚀的重要性
• 材料腐蚀问题遍及国民经济的各个领域 日常生活、交通运输、机械、化工、冶金，尖端科 学、国防，使用材料的地方存在着腐蚀问题。
表1—1某些元素及其氧化物的熔点
元 素 熔点/ºC
氧化物
熔点/ºC
B
2200
V
1750
Fe
1528
B2O3 V2O3 V2O5 V2O4 Fe2O3 Fe3O4 FeO
294 1970 658 1637 1565 1527 1377
Mo
2553
W
3370
Cu
1083
MoO2 MoO3 WO2 WO3 CuO2 CuO
777 795 1473 1277 1230 1277
1.2 金属氧化膜
1.2.1 金属氧化物的形成
金属形成氧化膜后继续氧化的决定因素
(1)界面反应速度，包括金属、氧化膜界面及气 体—氧化膜界面上的反应速度。

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非金属基复合材料的腐蚀与防护
玻璃纤维增强塑料（玻璃钢）：性能特点 （综合）：高强度、高的冲击韧性、良好 的低温性能；低的热膨胀系数、绝缘、绝 热性、耐腐蚀，防磁，微波穿透性好，吸 水性低。
应用：用于制造要求自重轻的受力构件、要求无磁性、绝缘性、耐腐蚀性的 零件，如航天和航空工业中的雷达罩、直升飞机的机身，制造轻型船、舰和 赛艇等，制造冷却塔，代替不锈钢制造一些容器和管道等。
长石等。主要特性是有抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、
绝缘、易成型等优点。 由于以上特性玻璃和陶瓷多作为耐腐蚀材料进行使用。
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硅酸盐材料
玻璃与陶瓷材料的腐蚀与防护
玻璃与陶瓷材料腐蚀的机制
它们通常仅在碱性溶液和特殊酸性环境中才有较高的腐蚀速率。 碱性：
OH－破坏Si－O－Si，而形成Si－OH及Si－O－Na，因此腐蚀较水或酸性溶 液为重，并不受扩散控制 酸性：除氢氟酸、高温磷酸外，几乎耐其它所有无机酸的侵蚀,
非金属材料的腐蚀与防护
目录
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硅 酸 盐 材 料
有 机 高 分 子 材 料
木 质 材 料ຫໍສະໝຸດ 复 合 材 料1硅酸盐材料
硅酸盐材料是主要的无机非金属材 料，广泛应用硅酸盐材料主要有混 凝土、玻璃和陶瓷材料。硅酸盐材 料的腐蚀与防护也主要以这三种材 料进行展开。
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硅酸盐材料 混凝土的腐蚀与防护
混凝土的结构特点 混凝土是一种复杂的建筑材料，它是碎石或炉渣在水泥或其它胶结材料中 的凝聚体，因此它是一种多微孔的非均质性的结构材料，腐蚀介质从孔隙的渗透 是侵蚀的主要原因
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有机高分子材料的腐蚀与防护
高分子材料腐蚀的防护措施
选择合适的高分子材料，如在有机溶剂环境中选择聚四氟乙烯。 加入抗老化剂，如在塑料和橡胶生成过程中加入稳定剂、抗老化剂。 合理的工艺操作，如在实际使用环境中避免接触有机溶剂、高温等。