铁金属腐蚀及防腐处理
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钢材表面处理一、此章节参考的标准:《工业设备、管道防腐施工及验收规范》HGJ229—91本规范认真总结了冶金、石化、航天航空工业等部门的防腐蚀施工经验,适用于化工、石油化工、冶金、纺织等新建、扩建、改建的工程建设项目中,以钢、铸铁为基体的工业设备、管子及管件的防腐蚀衬里和防腐蚀涂料的施工及验收。
不适用于食品工业、核电工业。
二、表面处理前对基体的要求:(一)、设备、管道及配件表面处理前对基体的要求:1、钢制的设备、管子、管件的钢材表面,不得有伤痕、气孔、夹渣、重叠皮、严重腐蚀斑点;加工表面必须平整,表面局部凸凹不得超过2MM.2、铸铁、铸钢类的设备、管子、管件,不应有空洞、多孔质基体。
3、设备、管子、管件表面的锐角、棱角、毛边、铸造残留物,必须彻底打磨清理,表面应光滑平整,圆弧过渡。
4、设备接管不应伸出设备内表面。
设备盖、塔节、插入管应采用法兰连接。
5、铆接设备内的铆接缝应为平缝,铆钉应采用埋头铆钉,使设备内部无铆钉头突出。
6、在防腐蚀衬里的设备、管子、管件上,必要时应设置检漏孔,在适当位置上应设置排气孔。
7、基体经表面预处理后,应全面检查合格,办理工序交接手续,经过签证后方可进行防腐蚀施工.8、表面处理前对基体焊缝的要求:9、设备壳体焊接宜采用双面对焊焊接,焊缝要平整、无气孔、焊瘤和夹渣,焊缝高度不得大于2MM,要彻底清除焊接飞溅物,焊缝宜磨平或磨成圆弧过渡.如下图1:10、设备壳体焊缝必须采用连续焊,焊缝不得有裂缝或连续咬边情况,咬肉深度不应超过0.5MM。
11、设备转角和接管部位应保证焊接要求,焊缝应饱满,并应细致打磨成钝角,形成圆弧过渡,不得有毛刺和棱角.12、角焊缝的圆角部位,焊角高应为H≥5MM,一般凸出角应为R≥3MM,内角应为R≥10MM.如下图2、3、4。
13、在清理组对卡具时,严禁损伤基体母材。
施焊过程严禁在基体母材上引弧。
(二)、钢板、钢结构预制件表面处理前对基体的要求:1、在处理前,钢材表面必须清洁、干燥,对表面处理和涂层施工有一个合适的条件.2、钢材表面被油脂污染,可采用有机溶剂、热碱或乳化剂除去油脂。
钢铁的锈蚀和防腐(总4页) -本页仅作为预览文档封面,使用时请删除本页-钢铁的锈蚀和防腐(一)钢铁锈蚀随着现代化建设的飞速发展,钢铁材料及其制品的防腐处理越来越引起各方面的重视。
金属的腐蚀遍及国民经济各个领域,给国民经济带来了巨大的损失。
因为因钢铁锈蚀造成的损失是极其严重的:如我国每所由于金属腐蚀造成的经济损失高达300亿元以上,约占国民生产总值3―4%,在发达国家中每年腐蚀生锈的钢铁占年产量的15-20%。
约有30%的设备因腐蚀而报废。
1. 钢铁锈蚀产生的原理及一般发展过程金属等物体受周围环境、介质的化学作用或电化学作用,而损坏的现象称为腐蚀。
钢铁等金属是由原始化铁氧化合物经冶炼,并消耗了大量的能量而制成,这些能量呈元素态潜存于钢铁中;它们可随时随地再与氧化合,恢复至原始自然的化合态而释放出能量。
这种过程是化学热力学自发的过程,表现即为钢铁的腐蚀现象。
钢铁表面是一个活性的表面,与空气中的氧气、水分及其他腐蚀性介质作用面生锈,铁是一个多化合价的金属,从腐蚀起开始,它由低价的铁变成稳定的高价氧化物。
铁锈生成和老化过程是持续不断的变化过程,锈蚀过程生成物示意图如下:锈蚀表观层次可分三层:r-FeOOH为立方晶格,a-FeOOH为六方晶格,Fe3O4为非晶形物质,它们的稳定性是Fe3O4>Fe2O3>a-FeOOH>r-FeOOH。
浮锈Fe3O4为非晶形物质,锈蚀疏松,是已成熟的,惰性的物质。
FeO最不稳定,容易继续发生变化成为锈蚀。
2. 锈蚀与防腐人们已经认识到,人类使用的钢结构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,绝大多数金属结构的破坏都与其周围环境的腐蚀因素有关。
因此,钢结构的腐蚀与防腐已成为当今材料科学、化工业与工程等领域不可忽略的重大课题,受到了政府与钢结构应用相关的各行业的重视。
到目前为止,钢结构的腐蚀问题正在给世界各国的国民经济带来巨大的损失。
东莞理工学院金属腐蚀原因及常用的防腐方法化学与环境工程学院08化工工艺2班200841511208王东贤2011-5-30金属腐蚀的原因及常用的防腐方法摘要:在当今工业生产中,金属腐蚀已变的越来越严重,造成的损失也越来越大,所以研究防腐的方法就显得尤为重要。
本文简单介绍了一些金属腐蚀的机理,在此基础上着重从改善金属本质、把金属和腐蚀介质分开、改善腐蚀环境、电化学保护这四方面介绍了防止金属腐蚀的措施及方法,为以后的研究和探索防腐方法打下基础。
关键词:腐蚀防腐防腐方法金属引言当金属和周围介质接触时,由于发生化学和电化学作用而引起的破坏叫做金属的腐蚀。
从热力学观点看,除少数贵金属(如Au、Pt)外,各种金属都有转变成离子的趋势,就是说金属腐蚀是自发的普遍存在的现象。
金属被腐蚀后,在外形、色泽以及机械性能方面都将发生变化,造成设备破坏、管道泄漏、产品污染,酿成燃烧或爆炸等恶性事故以及资源和能源的严重浪费,使国民经济受到巨大的损失。
据估计,世界各发达国家每年因金属腐蚀而造成的经济损失约占其国民生产总值3.5%~4.2%,超过每年各项大灾(火灾、风灾及地震等)损失的总和。
有人甚至估计每年全世界腐蚀报废和损耗的金属约为1亿吨!因此,研究腐蚀机理,采取防护措施,对经济建设有着十分重大的意义。
本文探讨化工生产中发生腐蚀的原因以及采取合适的防腐方法防止金属腐蚀。
1.引起金属表面腐蚀的多种原因1.1季节性腐蚀腐蚀可以发生在一年内的任何时候。
一般来说,7~9月的温度和相对湿度较高,在美国东部和中西部更容易发生腐蚀。
干旱地区,如克罗拉多州、新墨西哥州、亚利桑那州、犹他州及加州,这些地方的相对湿度较低,腐蚀情况就很少发生。
1.2手印腐蚀当工件接触人手后,就容易发生腐蚀。
搬运过程中新机床和金属工件表面留下的手印,会导致腐蚀。
这种情况普遍存在于皮肤呈酸性的人群,以及表面光洁度高的工件。
使用手印中和剂能防止类似的手印腐蚀。
随着温度上升,包括腐蚀在内的化学反应速度就会更快。
防腐及防锈技术方案1. 引言在现代工业生产过程中,腐蚀和锈蚀是常见的问题,会导致设备的损坏和性能下降,进而影响生产效率和质量。
因此,为了保护设备和延长其使用寿命,采取有效的防腐及防锈技术方案成为了必要的措施。
本文将介绍一些常见的防腐及防锈技术方案,希望对您有所帮助。
2. 防腐技术方案2.1 表面处理对于金属设备和构件,表面处理是防腐的第一步。
常用的表面处理方法包括:•除锈:通过机械、化学或电解等方法去除表面的锈蚀物,使金属表面恢复光洁。
机械除锈常用的工具有钢丝刷、砂纸等;化学除锈可以使用酸碱溶液进行处理;电解除锈利用电化学原理,在电解液中进行除锈处理。
•喷砂:利用高速喷射硅砂颗粒或其他硬质颗粒,对金属表面进行冲击和摩擦,去除不良表面,增加表面粗糙度,提高涂层附着力。
2.2 涂装涂装是常见的防腐措施之一,可以形成一层保护性的涂层,阻隔金属与环境接触,起到防腐作用。
常用的涂装材料包括:•底漆:底漆是涂装的第一层,可以提高涂层附着力、填充金属表面的不平整和毛孔,提高防腐效果。
常用的底漆有环氧底漆、酚醛底漆等。
•面漆:面漆是涂装的最后一层,起到美观和防腐的作用。
常用的面漆有环氧面漆、聚氨酯面漆等。
除了选择合适的涂装材料外,还需要注意涂装的方法和涂层的厚度。
2.3 防腐涂层防腐涂层可以在金属表面形成一层防护层,提高金属的抗腐蚀性能。
常见的防腐涂层包括:•红丹漆:红丹漆是传统的防腐涂层,主要由石油树脂和铁铅粉等组成,具有良好的防锈性能。
•环氧涂层:环氧涂层是一种高分子涂层,具有耐腐蚀、耐磨、抗冲击等优点,常用于耐腐蚀要求较高的设备。
•有机硅涂层:有机硅涂层具有良好的耐腐蚀性能和耐高温性能,适用于高温环境下的防腐。
3. 防锈技术方案3.1 接触防锈接触防锈是通过涂覆防锈剂或防锈油膜维护金属构件的表面,起到防锈的作用。
•防锈剂:防锈剂是一种特殊的润滑剂,能够在金属表面形成一层保护膜,阻隔金属与空气的接触,起到防锈的作用。
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。
金属材料的表面处理与防腐蚀措施金属材料是各行各业中最常用的材料之一,但由于金属易与环境中的氧气、水分、酸碱等发生反应,导致表面氧化、腐蚀等问题,降低了金属材料的使用寿命和性能。
因此,进行表面处理和采取防腐蚀措施显得尤为重要。
本文将介绍金属材料表面处理和防腐蚀措施的一些常用方法。
一、化学处理1. 清洗清洗是金属材料表面处理的第一步,通常使用溶剂、碱性或酸性洗涤剂清除表面的油污、灰尘等杂质,以保证金属材料表面干净。
2. 酸洗酸洗是一种常见的表面处理方式,可以去除金属表面的氧化皮、锈蚀等物质。
常用的酸洗剂有盐酸、硫酸等,根据不同金属材料的特性选择合适的酸洗剂,进行适度的酸洗处理。
3. 阳极氧化阳极氧化是一种常用的铝材表面处理方法,通过在硫酸或草酸等电解液中施加电流,形成致密的氧化层,增加金属材料的耐腐蚀性和耐磨性。
二、物理处理1. 砂光抛光砂光抛光是通过砂纸、砂轮等工具对金属表面进行磨砂,消除表面的凹痕、划痕,提高金属表面的光洁度。
2. 电镀电镀是将金属材料浸入电解液中,通过电流的作用在金属表面沉积其他金属的方法。
电镀可以增加金属的抗腐蚀性、硬度和美观性,常用的电镀材料有铬、镍、锌等。
三、防腐蚀措施1. 涂层材料涂层材料是一种常见的防腐蚀措施,通过在金属表面涂覆一层特殊材料来提高金属材料的耐腐蚀性和外观。
常用的涂层材料有漆、油漆、聚氨酯、环氧等材料。
2. 防腐蚀涂料防腐蚀涂料是一种专门用于金属表面的防腐蚀涂层,具有良好的防腐蚀性能和耐候性能。
根据金属材料的使用环境和要求选择合适的防腐蚀涂料。
3. 金属涂层金属涂层是一种通过电镀、喷涂等方法在金属表面形成一层金属保护层的措施。
金属涂层可以提高金属材料的抗腐蚀性、耐磨性和导电性。
综上所述,金属材料的表面处理和防腐蚀措施是确保金属材料使用寿命和性能的重要环节。
通过化学处理、物理处理以及采取一系列的防腐蚀措施,可以有效地保护金属材料免受氧化、腐蚀等影响,延长其使用寿命,提高其性能和美观度。
金属的腐蚀与防腐措施金属是一种常见的材料,广泛应用于建筑、工业和日常生活中。
然而,长期暴露于环境中的金属常常会发生腐蚀现象,降低其使用寿命和性能。
因此,采取适当的防腐措施对金属的保护至关重要。
本文将讨论金属的腐蚀过程、主要的防腐措施以及其应用。
一、金属腐蚀过程金属腐蚀是指金属在与环境介质接触时,受到化学或电化学作用而发生的不可逆过程。
常见的金属腐蚀形式包括氧化腐蚀、电化学腐蚀和化学腐蚀。
1. 氧化腐蚀氧化腐蚀是指金属表面与氧气接触时发生的化学反应。
例如,铁与氧气反应生成铁锈。
氧化腐蚀通常发生在金属表面上形成的氧化膜中。
2. 电化学腐蚀电化学腐蚀是指金属在电化学介质中发生的腐蚀过程。
金属与电解质溶液中的离子相互作用,形成原电池。
在这个过程中,金属的一部分溶解并释放出电子,而电子被金属的另一部分接收,导致金属腐蚀。
3. 化学腐蚀化学腐蚀是指金属与非电化学腐蚀介质(如酸、碱等)接触时发生的腐蚀。
这种腐蚀过程通常是金属与酸碱等物质发生化学反应,导致金属表面的腐蚀。
二、防腐措施为了延长金属的使用寿命和维护其性能,需要采取有效的防腐措施。
主要的防腐措施包括物理防护、金属表面处理和阴极保护。
1. 物理防护物理防护是指通过给金属表面添加保护层来防止其与环境介质接触。
常见的物理防护方法有喷涂、涂覆、镀锌等。
例如,在汽车制造中,车身常涂有一层防锈漆来保护金属表面免受腐蚀。
2. 金属表面处理金属表面处理是指通过改变金属表面的结构或成分,减少与环境介质接触的机会。
常见的金属表面处理方法有阳极处理、化学处理和电镀等。
例如,铝合金在阳极氧化处理后能形成一层致密的氧化膜,从而提高其抗腐蚀性能。
3. 阴极保护阴极保护是指通过在金属表面施加一定的电流或电位来减少电化学腐蚀的发生。
常见的阴极保护方法有外加电流阴极保护和附加阳极阴极保护。
阴极保护广泛应用于海洋平台、管道等需要长期暴露在潮湿环境中的金属结构上。
三、应用案例1. 建筑领域在建筑领域,金属常用于构建骨架和支撑结构。
金属的腐蚀与防腐金属是我们日常生活和工业生产中广泛应用的材料之一,然而,金属在使用过程中容易发生腐蚀现象。
腐蚀不仅会损害金属的外观和性能,还会导致安全隐患和财产损失。
为了保护金属不受腐蚀的侵害,我们需要采取一系列的防腐措施。
本文将就金属腐蚀的原因、分类以及常用的防腐方法进行探讨。
一、金属腐蚀的原因金属腐蚀是指金属与其周围环境发生化学反应而被破坏的过程。
主要的原因有以下几个方面:1. 氧化反应:金属与氧气发生氧化反应,形成金属氧化物。
例如,铁与氧气发生化学反应形成铁锈。
2. 酸碱腐蚀:金属与酸碱溶液接触时,会发生化学反应而导致腐蚀。
酸性溶液会加速金属腐蚀,碱性溶液则会使其减缓。
3. 电化学腐蚀:金属在电解质溶液中,由于电流的作用会发生电化学反应而腐蚀。
4. 氯离子腐蚀:金属与氯离子接触会导致腐蚀,尤其是在潮湿的环境中。
二、金属腐蚀的分类根据金属腐蚀的发生方式和破坏性质,可以将金属腐蚀分为以下几类:1. 干腐蚀:金属在干燥环境中,由于氧气和金属表面的反应而发生腐蚀,如铁锈的形成。
2. 湿腐蚀:金属在潮湿环境中,由于水蒸气、液体水和金属表面的反应而发生腐蚀。
3. 化学腐蚀:金属与酸、碱、盐等化学物质接触发生腐蚀。
4. 电化学腐蚀:金属在电解质溶液中发生电化学反应而腐蚀,如电池中阳极的腐蚀。
三、金属腐蚀的防腐方法为了保护金属不受腐蚀的侵害,我们可以采取以下几种常用的防腐方法:1. 表面处理:金属的表面处理是预防腐蚀的重要手段之一。
可以通过镀层、涂层等方式,形成具有防腐功能的保护层。
例如,电镀、喷涂等方法可以在金属表面形成一层坚韧的保护膜,阻隔氧气和有害物质的侵蚀。
2. 金属合金:金属合金是由两种或两种以上金属元素按一定比例混合而成的新材料。
金属合金具有优越的抗腐蚀性能,可以提高金属的耐蚀性。
例如,不锈钢就是铁、铬、镍等多种金属元素的合金,具有良好的防腐蚀性能。
3. 主动防护:主动防护是通过改变环境条件,减少金属腐蚀的发生。
金属的腐蚀与防护
金属的腐蚀是指金属与其周围环境中的化学物质相互作用,导致金属表面发生氧化、腐蚀或损坏的过程。
金属的腐蚀主要由以下几种因素引起:
1. 氧气:金属与氧气相结合形成氧化物,如铁与氧气结合
形成铁锈。
2. 湿度:水分可以加速金属的腐蚀过程,称为湿氧腐蚀。
3. 酸碱物质:酸、碱等具有腐蚀性的物质可以对金属表面
造成损坏。
4. 盐水:海水等盐性溶液中的离子对金属具有强腐蚀性。
为了防止金属的腐蚀,常采用以下几种防护方法:
1. 金属涂层:在金属表面涂覆一层耐腐蚀的涂层,如漆、
涂料、金属镀层等。
涂层可以隔离金属与环境的接触,起
到防腐蚀的作用。
2. 阳极保护:在金属表面放置一个更容易被腐蚀的金属,
使其成为阴极,从而保护金属不受腐蚀。
例如,在铁制品
上涂层锌,形成镀锌钢。
3. 防蚀剂:使用含有防腐剂的溶液或涂料处理金属表面,
形成保护膜,起到阻止腐蚀的作用。
4. 优化设计:合理设计金属结构,减少金属表面积暴露在
腐蚀介质中,避免暴露在高湿度或腐蚀性环境中。
需要注意的是,不同金属在不同环境下的抗腐蚀性能各异,因此在选择防护方法时需考虑具体情况,并根据金属的特
性和所处环境进行合理的腐蚀防护措施。
金属的氧化与还原反应及金属的腐蚀与防腐金属是一类常见的物质,广泛应用于各个领域。
然而,金属在特定条件下容易发生氧化与还原反应以及腐蚀现象,对金属材料的稳定性和使用寿命产生不利影响。
本文将介绍金属的氧化与还原反应过程以及腐蚀现象,并探讨预防和防腐的方法。
一、金属的氧化与还原反应1. 氧化反应金属在与氧气接触的过程中容易发生氧化反应,生成氧化物。
例如,铁与氧气反应生成氧化铁,即铁锈。
氧化反应的典型特征是金属物质的质量增加、体积增大和颜色变化。
这是由于金属与氧气发生化学反应,金属原子失去电子,形成具有正电荷的金属离子。
2. 还原反应还原反应是氧化反应的逆过程,也是金属物质的质量减少和还原性质恢复的过程。
在还原反应中,金属离子获得电子,恢复为金属原子。
例如,将氧化铁加热与经过一定还原条件后,可以还原为金属铁。
二、金属的腐蚀与防腐1. 金属的腐蚀金属在特定条件下容易发生腐蚀现象,腐蚀不仅影响金属的外观,还会导致金属材料的强度和性能下降。
腐蚀的产生是由于金属在水、氧气和其他化学物质的作用下发生化学反应,形成金属离子和破坏金属晶体结构。
2. 腐蚀的类型金属的腐蚀可以分为湿腐蚀和干腐蚀两种类型。
湿腐蚀是在水或者潮湿的环境中发生的腐蚀。
湿腐蚀的速度取决于环境中水的浓度、温度、氧气含量和金属材料的特性。
湿腐蚀的常见类型有电化学腐蚀、氧化腐蚀和酸腐蚀等。
干腐蚀是在干燥环境中发生的腐蚀,也称为气态腐蚀。
干腐蚀的发生与金属表面与气体中的化学物质的接触有关,常见类型有气体腐蚀、热氧化和高温腐蚀等。
3. 防腐方法为了保护金属材料不受腐蚀的损害,可以采取以下防腐方法:(1)物理防腐:采用物理手段尽量减少金属表面与外界环境的接触,如镀层、覆盖物等。
(2)化学防腐:通过化学方式改变金属表面的性质,形成耐蚀保护层。
例如,将金属表面涂覆防腐漆、防腐油等。
(3)电化学防腐:利用电化学原理将金属作为阴极,通过外加电压防止金属腐蚀。
如防腐电镀技术。
金属的腐蚀原理及其防腐技术措施金属腐蚀问题一直是工程领域中需要考虑的重要因素之一。
腐蚀不仅会损害金属材料的性能和外观,还会对设备的使用寿命和可靠性造成不可忽视的影响。
本文将探讨金属腐蚀的原理,以及可采取的防腐技术措施。
一、金属腐蚀原理腐蚀是金属遭受化学或电化学破坏的过程。
金属物质在各种环境条件下与气体、液体或固体接触时,会发生不同形式的腐蚀反应。
以下是几种常见的金属腐蚀原理:1. 干腐蚀:金属在干燥环境中接触到氧气或其他氧化剂时,会形成氧化物,从而引发干腐蚀。
例如,铁会在氧气的存在下生成铁锈。
2. 湿腐蚀:金属在潮湿或液体环境中引起的腐蚀称为湿腐蚀。
常见的湿腐蚀形式包括普通腐蚀、点蚀腐蚀和应力腐蚀等。
3. 电化学腐蚀:当金属与电解质或其他金属接触时,会引发电化学反应,形成阳极和阴极区域,从而引起电化学腐蚀。
例如,铁与水形成的电池效应引发的腐蚀称为电化学腐蚀。
二、金属腐蚀防护技术措施为了保护金属材料免受腐蚀的侵害,人们采用了各种防腐技术措施。
以下是几种常见的金属腐蚀防护技术措施:1. 表面涂层:通过在金属表面形成一层保护膜,阻隔金属与环境物质的直接接触。
常用的涂层包括油漆、涂料、热浸镀锌等。
这些涂层可以提供良好的物理隔离和化学稳定性。
2. 阳极保护:通过将一种容易腐蚀的金属(阳极)与需要保护的金属(阴极)连接起来,从而在金属之间形成一个电流环路。
阳极自身会腐蚀,从而保护阴极金属免受腐蚀。
常见的阳极保护方法有热镀锌、铝阳极氧化等。
3. 好氧环境控制:许多金属腐蚀需要氧气的存在才能发生。
通过控制环境中的氧气含量或减少其接触金属的方式,可以有效降低金属腐蚀的速度。
例如,在油箱等封闭空间中加入惰性气体以替代空气中的氧气。
4. 缓蚀剂的应用:缓蚀剂是一种能够形成保护膜,从而减少金属腐蚀速度的物质。
缓蚀剂可以直接添加到金属表面,也可以通过液体介质的方式施加在金属上。
常见的缓蚀剂有磷酸盐、硝酸盐等。
5. 合金化:通过合金化的方式改善金属的抗腐蚀性能。
钢管防腐措施引言钢管是许多工业领域中广泛使用的重要材料之一。
然而,在使用过程中,钢管容易受到腐蚀的影响,降低其使用寿命和性能。
为了确保钢管的长期可靠使用,必须采取适当的防腐措施。
本文将介绍一些常见的钢管防腐措施,以帮助读者了解如何保护钢管免受腐蚀的侵害。
1. 表面处理钢管表面处理是防止腐蚀的首要步骤之一。
常见的几种表面处理方法包括: -清洗:使用溶剂或碱性溶液清洗钢管表面,去除油脂、尘土等杂质,以保证后续处理的有效性。
- 研磨:通过研磨钢管表面,去除氧化铁皮和焊渣等不良物质,提高表面质量。
- 喷砂:采用高压喷砂机喷射磨料颗粒,清除钢管表面的污垢和氧化层,提供一个干净、粗糙的表面。
2. 防腐涂层为了提高钢管的抗腐蚀能力,常常会在表面施加防腐涂层。
常用的防腐涂层有以下几种: - 油漆涂层:油漆是一种经济有效的防腐涂层,通过形成一层隔离的防护膜,阻断钢管与外界环境的接触,从而降低腐蚀的可能性。
- 热浸镀锌:将钢管浸入熔融的锌中,形成一层均匀的锌覆盖物,可以防止钢管受到大气、水分等环境的腐蚀。
- 粉末涂层:粉末涂层是将具有防腐性能的粉末材料喷涂在钢管表面,经过高温固化形成连续致密的涂层,提供良好的抗腐蚀保护。
3. 阳极保护阳极保护是一种有效的钢管防腐措施。
通过放置一个作为阳极的金属在钢管附近,使得钢管成为阴极,可以实现防腐蚀的目的。
这种方法可以通过两种方式实现:- 外部阳极保护:将阳极材料(如锌、铝等)附加在钢管外部,以提供钢管的防腐保护。
- 内部阳极保护:将阳极材料(如锌、铝等)放置在钢管内部,以保护钢管内壁免受腐蚀。
4. 环境监测与维护即使采取了各种防腐措施,钢管的防腐效果也不可避免地会随时间的推移而减弱。
因此,及时监测和维护对于保持钢管的防腐性能至关重要。
- 环境监测:定期检查钢管的外观,以判断防腐涂层的状况,是否存在薄弱部位或者损伤。
- 维护措施:对于出现腐蚀、损伤或涂层老化的部位,及时进行修复和维护,修补防腐涂层,保持其完整性。
腐蚀现象及防护措施腐蚀是指物质与周围环境发生化学反应而引起的材料损坏过程。
在工业生产和日常生活中,腐蚀经常发生在金属材料上,对设备、结构和设施都可能造成严重的损害。
本文将探讨腐蚀现象及其常见的防护措施。
腐蚀现象腐蚀是由多种因素引起的,包括氧气、水、盐、酸、碱等物质的存在,以及温度、湿度和各种化学反应等因素的影响。
腐蚀可以发生在不同的金属表面上,例如铁、铜、铝等。
以下是一些常见的腐蚀现象:1. 金属腐蚀金属腐蚀是最常见的腐蚀现象之一。
在金属表面,如果氧气和水同时存在,会发生氧化反应,导致金属表面产生氧化物。
例如,铁腐蚀产生的氧化物就是我们常见的铁锈。
金属腐蚀不仅使金属表面变得粗糙,还会削弱金属的强度和耐久性。
2. 放电腐蚀放电腐蚀是电流通过金属中的液体或气体导体时引起的腐蚀。
当电流通过导体时,液体或气体中的溶解气体会发生氧化还原反应,导致金属表面发生腐蚀。
这种腐蚀常见于电力系统、电子设备等领域。
3. 浸蚀腐蚀浸蚀腐蚀是指金属材料在腐蚀介质中长期浸泡而引起的腐蚀现象。
腐蚀介质可以是液体、气体或溶液等。
在浸蚀腐蚀中,腐蚀介质中的活性物质与金属表面发生化学反应,使金属表面腐蚀并脱落。
防护措施为了防止腐蚀对金属材料的损害,有必要采取一些防护措施。
以下是一些常见的腐蚀防护方法:1. 表面涂层在金属表面涂覆一层防护涂料是一种常见的防腐蚀方法。
这层涂层可以隔离金属与周围环境的接触,防止腐蚀介质对金属表面的侵蚀。
常见的涂层包括油漆、涂料、橡胶和塑料等。
2. 阻隔层阻隔层是一种防止腐蚀介质接触金属表面的层。
这层阻隔层可以是金属的一层,如铬、锌、镀层等,也可以是非金属的一层,如陶瓷、橡胶、塑料等。
阻隔层可以有效地隔离金属与腐蚀介质的接触,从而防止腐蚀的发生。
3. 防蚀合金防蚀合金是一种特殊的金属合金,具有抗腐蚀性能。
这些合金通常在其成分中添加了一些抗腐蚀元素,如钼、铬、镍等。
防蚀合金具有较高的耐蚀性,可以在恶劣的环境中长时间使用而不发生腐蚀。
一、金属的防护及保护方法【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: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。
[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。
[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。
[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。
【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:[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。
[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。
金属腐蚀的化学过程金属腐蚀是指金属在与环境中的氧气、水或其他化学物质接触时,发生化学反应而导致金属表面的损坏和腐蚀。
这是一种普遍存在的现象,对于金属制品的使用和保养具有重要的意义。
本文将介绍金属腐蚀的化学过程,以及一些常见的腐蚀形式和防腐措施。
一、金属腐蚀的化学过程金属腐蚀是一种电化学反应,涉及到金属的氧化和还原过程。
在腐蚀过程中,金属表面的原子或离子与环境中的氧气、水或其他化学物质发生反应,形成金属离子和电子。
金属离子溶解于溶液中,而电子则通过金属表面的导电路径流动,形成电流。
这个过程可以用下面的化学方程式表示:金属→ 金属离子 + 电子金属离子 + 电子→ 金属在这个过程中,金属的氧化是指金属原子失去电子,形成金属离子;而金属的还原是指金属离子接受电子,重新形成金属原子。
这个过程是一个动态平衡的过程,当金属表面的金属离子溶解速度等于金属离子还原速度时,金属腐蚀停止。
二、金属腐蚀的常见形式金属腐蚀的形式多种多样,常见的有以下几种:1. 酸蚀:金属与酸发生反应,产生金属盐和氢气。
例如,铁与盐酸反应生成氯化铁和氢气。
Fe + 2HCl → FeCl2 + H22. 碱蚀:金属与碱发生反应,产生金属盐和氢气。
例如,铝与氢氧化钠反应生成氢氧化铝和氢气。
2Al + 2NaOH + 6H2O → 2Na[Al(OH)4] + 3H23. 氧化腐蚀:金属与氧气发生反应,形成金属氧化物。
例如,铁与氧气反应生成铁(III)氧化物。
4Fe + 3O2 → 2Fe2O34. 电化学腐蚀:金属在电解质溶液中发生电化学反应,形成金属离子和电子。
例如,铁在水中发生电化学腐蚀反应。
Fe → Fe2+ + 2e-5. 微生物腐蚀:某些微生物能够利用金属作为能源,通过代谢产生的酸性物质导致金属腐蚀。
例如,硫酸盐还原菌能够利用铁作为电子供体,产生硫酸和铁离子,导致铁的腐蚀。
三、金属腐蚀的防腐措施为了防止金属腐蚀,人们采取了各种防腐措施。
铁的腐蚀与防腐措施铁是一种常见的金属材料,广泛应用于建筑、制造业、交通运输等领域。
然而,铁材料容易受到腐蚀的影响,对其性能和寿命造成负面影响。
为了保护铁材料不被腐蚀,采取合适的防腐措施是必要的。
本文将探讨铁的腐蚀机理以及常见的防腐措施。
一、铁的腐蚀机理铁的腐蚀是指铁受到化学或电化学作用,使其发生氧化和丧失其金属性质的过程。
铁材料暴露在大气中时,氧气和水会与铁元素发生反应,形成铁氧化物(Fe2O3)或铁水化物(Fe(OH)2),从而导致铁的腐蚀。
在潮湿环境中,腐蚀速度更快,因为水分和氧气更容易与铁发生反应。
二、常见的防腐措施1. 镀层防腐镀层防腐是通过在铁表面形成一层具有防腐性能的物质,来保护铁材料不被腐蚀。
常用的镀层防腐方法包括镀锌和镀铬。
镀锌是指在铁表面镀上一层锌,通过锌与铁的反应,形成一层锌铁合金。
这种镀层具有较好的防腐蚀性能,可以有效延长铁的使用寿命。
镀铬是指在铁表面镀上一层铬,形成一层致密的铬氧化层,阻隔氧气和水的接触。
镀铬可以提高铁的耐腐蚀性能。
2. 防腐油漆防腐油漆是一种常见的铁材料防腐措施。
通过在铁表面涂上一层防腐性能较好的油漆,可以阻隔氧气和水分的接触,减缓铁的腐蚀速度。
防腐油漆通常包括底漆、中层漆和面漆,不同的漆层具有不同的功能。
底漆具有较强的附着能力和封闭性,中层漆提供额外的防护和抗腐蚀性能,面漆则能增加表面的美观和耐候性。
3. 阳极保护阳极保护是一种通过在铁表面形成保护层来防止铁腐蚀的方法。
常见的阳极保护技术包括电镀、热浸镀和阳极保护涂料等。
电镀是通过将阴极(铁材料)与阳极(一种易于氧化的金属)连接在一起,然后浸入电解质溶液中,通过外加电流使阳极溶解,并形成一层保护层在铁表面。
热浸镀是将铁材料浸入熔融的保护金属中,使保护金属与铁表面发生反应,形成一层保护层。
阳极保护涂料是一种专门设计的涂料,能够形成一层电子传导性能较好、防止铁腐蚀的保护层。
4. 合金添加通过在铁中添加其他金属元素,可以改善铁的抗腐蚀性能。
钢铁防锈有哪些方法钢铁的防锈方法主要有化学防护、物理防护和综合防护三种。
化学防护是以化学腐蚀抑制剂为主要成分,通过涂覆在钢铁表面形成保护层,阻隔空气和水的接触,减少氧气和水分对钢铁的腐蚀作用。
常用的化学防护方法包括喷涂、浸泡、喷砂等。
1. 镀锌处理:将钢铁表面浸入含锌的熔融金属中,在表面形成一层锌的保护层,锌层具有良好的耐腐蚀性能,可有效防止钢铁被氧气和水腐蚀。
2. 镀铬处理:将钢铁表面镀覆一层薄薄的铬层,铬层具有良好的耐腐蚀性和美观性,可有效防止钢铁被氧气和水腐蚀。
3. 镀镍处理:将钢铁表面镀覆一层薄薄的镍层,镍层具有良好的耐腐蚀性和电化学性能,可有效防止钢铁被氧气和水腐蚀。
4. 热浸镀锌处理:将钢铁浸入熔融的锌中,在表面形成一层锌的保护层,热浸镀锌层厚度较大,耐腐蚀性能较好,适用于需要更高防护要求的场合。
物理防护是通过改变钢铁表面的物理性质,阻隔空气和水的接触,减少氧气和水分对钢铁的腐蚀作用。
常用的物理防护方法包括油漆、热喷涂、机械加工等。
1. 油漆覆盖:在钢铁表面涂覆一层防腐油漆,油漆层能够防止空气和水的直接接触,保护钢铁不被氧气和水腐蚀。
2. 热喷涂处理:将金属或合金加热至熔融状态,喷射在钢铁表面形成涂层,涂层有很好的附着性和耐腐蚀性,可以有效地防止钢铁的腐蚀。
3. 机械加工处理:通过钢铁表面的机械加工,如砂轮磨削、抛光等,可以去除表面的氧化层和腐蚀产物,保护钢铁不受腐蚀。
综合防护是将多种防护方法相结合,以提高钢铁的抗腐蚀能力和使用寿命。
常用的综合防护方法包括阳极保护、热处理、合金添加等。
1. 阳极保护:在钢铁表面附近加装一个易于腐蚀的金属材料,通过阳极保护原理,使钢铁成为阴极,从而减少钢铁的腐蚀。
2. 热处理:通过加热和冷却的方式,改变钢铁的晶体结构,提高其硬度和耐腐蚀性能,从而增强钢铁的抗腐蚀能力。
3. 合金添加:在钢铁材料中加入一些抗腐蚀合金元素,如铬、镉、钼等,可以形成一种密度较高的致密氧化膜,提高钢铁的抗腐蚀性能。
金属的腐蚀原理及其防腐方法金属腐蚀是指金属与周围环境中的氧、水、酸、碱或其他化学物质发生化学反应,从而导致金属失去其原有的性能和功能。
本文将介绍金属腐蚀的原理,以及常用的防腐方法。
一、金属腐蚀的原理金属腐蚀是一个复杂的物理过程,通常涉及电化学反应。
下面是一般情况下金属腐蚀的原理示意图:(插入金属腐蚀原理示意图)金属在环境中发生腐蚀的过程主要包括两个反应,即阳极反应和阴极反应。
在阳极反应中,金属原子流失电子生成阳极离子;而在阴极反应中,氧、水或其他还原剂接受电子生成对应的阴极离子。
这两个反应相互配合,在电解质中形成离子的传输以及反应产物的生成。
腐蚀的速度与多种因素有关,包括金属种类、环境条件、温度、湿度、气体成分等。
不同金属具有不同的耐腐蚀性,例如铁、铝等金属容易受到腐蚀,而黄金、铂等贵金属则具有较高的抗腐蚀性。
环境条件也会对金属腐蚀速度产生重要影响,湿度高、温度较高、酸碱度大都会加速腐蚀过程。
二、常用的金属防腐方法为了保护金属免受腐蚀的影响,人们开发了多种防腐方法。
下面将介绍几种常用的金属防腐方法:1. 表面涂层表面涂层是金属防腐最常见的方法之一。
通过在金属表面形成一层保护膜,以隔绝金属与外界环境的接触,从而达到防止腐蚀的目的。
常用的涂层有油漆、镀层、橡胶等,这些涂层具有很好的黏附力和耐腐蚀性。
2. 电镀电镀是将一层金属覆盖在另一层金属表面的方法。
通过电解过程,在金属表面形成一层致密的金属保护层,从而提高金属的耐腐蚀性能。
常用的电镀方法有镀铬、镀锌等,这些电镀层能够有效地保护金属免受腐蚀。
3. 金属合金金属合金可以通过改变金属的成分和比例,来提高金属的耐腐蚀性。
合金中的合金元素能够与金属基体相互作用,形成一种致密的氧化膜,从而有效抵御腐蚀。
例如,不锈钢就是一种由铁、铬、镍等元素组成的金属合金,具有较高的耐腐蚀性。
4. 防腐涂层防腐涂层是在金属表面形成一层具有抗腐蚀性能的物质,以保护金属免受腐蚀。
锌和铁的腐蚀金属的防腐方法腐蚀是指金属与其周围环境中的化学物质相互作用而导致材料的损坏或化学性质变化的过程。
锌和铁是常见的金属材料,它们在大气、水和土壤等环境中容易发生腐蚀。
为了保护这些金属材料,人们经过长期的研究和实践,发展出了多种防腐方法。
本文将介绍一些常见的防腐方法,以确保金属材料的使用寿命和性能。
1. 钝化处理钝化是通过在金属材料表面形成一层钝化膜,来防止金属与环境中的腐蚀物质接触。
对于铁材料,可使用酸洗的方法去除表面的氧化物,并在其表面形成一层铁酸盐膜,从而抑制腐蚀。
对于锌材料,由于其本身就具有良好的耐腐蚀性能,一般无需进行钝化处理。
2. 防腐涂层防腐涂层是一种常见且有效的防腐方法。
利用特殊的涂料或涂层将金属材料表面隔离开来,以防止与外界环境的腐蚀物质接触。
例如,在钢铁制品上使用橡胶、聚酯、环氧树脂等涂层,可以形成一层隔离膜,防止氧气、水分和其他腐蚀物质的渗透。
3. 电镀电镀是一种将金属离子沉积到金属表面的方法。
通过在金属材料表面形成一层外层金属的保护膜,可以提高金属材料的耐腐蚀能力。
例如,可在铁材料上进行锌电镀,使锌沉积在铁表面,形成一层锌层作为保护膜,从而减缓腐蚀的速度。
4. 合金化合金化是指将其他金属或非金属元素与金属材料混合制成合金。
通过改变金属的化学成分和晶格结构,可以提高材料的抗腐蚀性能。
例如,将铁与铬合金化可以制成不锈钢,其在大气和水中具有良好的耐腐蚀性能。
另外,锌和铁的合金也能起到抑制腐蚀的效果。
5. 热处理热处理是指在一定温度下对金属材料进行加热和冷却过程,从而改变其晶格结构和性能。
适当的热处理可以提高金属材料的耐腐蚀性能。
例如,经过淬火和回火处理的钢材,其内部结构更加均匀,晶粒尺寸减小,抵抗腐蚀的能力也随之增强。
6. 环境控制控制环境也是一种有效的防腐方法。
通过控制金属材料周围的环境因素,如湿度、温度和气氛气体等,可以减少腐蚀的发生。
例如,在海洋环境中,腐蚀速度较快,可通过控制湿度和使用防护措施,如防腐漆、牺牲阳极等,来延缓金属材料的腐蚀速度。
铁金属腐蚀及防腐处理 Revised by Hanlin on 10 January 2021
铁金属在大气中的腐蚀及原理
铁金属在大气中的腐蚀及原理
摘要:本文根据铁的化学性质、大气的成分,结合所学的化学知识,分析了铁在空气中氧化腐蚀过程和原理,探讨了在大气中影响铁及合金的主要因素。
关键词:铁金属 氧化 腐蚀 大气
1 引言
众所周知,各种金属工程材料都有一定的使用寿命。
这是由于它们在使用或存放的过程中都会受到不同形式的直接或间接的损坏,如最常见的氧化腐蚀现象。
金属腐蚀是多种多样的,习惯上把金属或合金在大气中由于氧、水分及其他物质的作用而发生的腐蚀或变色称为锈蚀,这种腐蚀产物称为“锈”。
例如钢铁在潮湿的大气中与氧作用腐蚀生成棕褐色的铁锈,它是一种含水的Fe 2O 3和FeO 的化合物,其化学成份一般式可用χFe 2O 3yFeOzH 2O 表示。
铜氧化腐蚀后表面变绿
即铜锈,如青铜器博物馆出土的青铜器,经过2500多年的氧化腐蚀,表面形成的翠绿色物质。
铁及其合金是我们日常生活和建筑工程中使用量最大的金属材料,研究铁在大气环境中氧化腐蚀是铁金属及其合金腐蚀的重要形式,十分必要。
2 大气中的成分
铁容易腐蚀主要因为它是非常活泼的金属元素,易与其他元素反应形成化合物,纯金属铁遇到大气中的氧更容易发生氧化腐蚀,所以我们平常见到的铁制品基本上是褐色。
铁金属氧化的确切定义,可分为狭义氧化和广义氧化两种。
狭义氧化,是指铁与氧气反应生成氧化物的过程。
广义氧化,是指铁与含氧、含硫、含卤素、含碳、含氮等其他气体反应生成相应的氧化物、硫化物、卤化物、碳化物、氮化物等化合物的过程。
铁及其合金材料在大气环境中氧化腐蚀的外在因素主要包括以下几个方面:
(1)大气环境介质组分:如气相中的O
2、H
2
O、CO、CO
2
、H
2
、N
2
、NH
3
、H
2
S、
HCl等。
(2)大气环境介质的状态因素:气体分压、流速、温度、压力、冷热循环等。
(3)氧化—还原循环。
(4)燃烧物与附着物:燃灰等积灰物。
地球表面自然状态的空气叫做大气。
大气中的主要成分是氮气、氧气、少量其他气体和一定量的水分。
在典型的农村环境中,大气成分接近于自然大气的成
分;而在城镇工业环境中还有SO
2、H
2
S、酸、碱、盐挥发物以及粉尘等。
铁金属、合金钢及其构筑物,在其加工制造、贮运和使用过程中都处于大气环境之下。
这些铁金属或构筑物在大气环境下发生的氧化腐蚀现象,就叫做大气氧化腐蚀。
3 铁金属在大气环境中氧化腐蚀的历程
铁金属在大气中氧化腐蚀是一个复杂的过程。
这里只探讨狭义的铁金属大气氧化腐蚀历程,按其化学反应、电化学反应和扩散形式有以下三个过程。
铁金属在大气中初期氧化时,当铁金属与氧接触碰撞后,首先是氧分子物理吸附在金属表面上,进而氧分子分解成原子并与金属发生化学反应,以化学键结
合,生成一层单分子氧化物,即为金属氧化膜,其后膜的成长则具有电化学反应过程。
另外,如果铁金属的表面在潮湿的大气中会很快吸附一层很薄的湿气层即水膜,当这层水膜达到20~30个分子层厚度时,就变成电化学腐蚀所必须的电解液膜。
在潮湿的大气条件下,铁金属的大气腐蚀过程具有电化学腐蚀的本质。
这种电池,铁金属—氧化膜界面作为阳极,其反应:
Fe—→Fe3+ + 3e 或
Fe—→Fe2+ + 2e
铁氧化物膜—气体界面作为阴极,其反应:
O
2
+ 2e—→O2-
总反应式:
2Fe +3O
2—→Fe
2
O
3
或
Fe +O
2
—→FeO
此时,铁氧化膜本身是既能电子导电,又能离子导电的半导体,其作用如同电池中的外电路和电解质溶液。
在电场作用下,电子可以有金属通过膜传递给膜表面的氧,使其结合电子还原为氧离子,而氧离子和金属离子在膜中又可以进行离子导电,即氧离子网阳极(铁金属与氧化物膜接界处)迁移,而铁离子往阴极(氧化物膜同气体接界处)迁移,两者在氧化膜某处,再进行化和过程,从而使氧化膜逐渐增厚。
从上述氧化过程来看,氧化膜同时具有以下作用:①离子导体;②电子导体;③氧还原电极;④离子和电子都必须通过的扩散屏障。
铁主要通过Fe离子向外扩散,氧化膜是在膜——气体界面上生长。
可是由于铁金属离子向外扩散,造成了铁金属——膜界面处阳离子空穴增多,同时氧化膜内也存在着阳离子空穴,这些空穴不仅可将铁金属离子向外输送,而且也可将氧分子向内输送,于是膜可以在两侧生长,即在膜——气体界面上进行的是铁金属离子和氧离子反应,而在铁金属——膜界面则是由扩散进来的氧分子与铁之间的化学反应。
4 影响铁金属在大气中腐蚀的主要因素
大气相对湿度的影响
相对湿度表示大气的潮湿程度,一般来说,相对湿度越大,则越可能形成水膜,水膜保持的时间也越长,因此大气腐蚀越容易发生。
温度和温度变化的影响
在一般情况下,随着温度的升高,可以使阴、阳极反应速度加快,加速了大气腐蚀,单若温度的升高足以使水膜干燥,则也可能降低大气腐蚀速度。
温度变化即温差的存在对大气腐蚀的影响更大些,因为温差的存在会促使水蒸气在铁表面上凝聚形成水膜,造成大气腐蚀的条件。
例如,白天温度高,夜晚温度低;有暖气时温度高,停止供暖时温度低等,用汽油清洗零件以后,由于汽油的挥发吸热使零件温度降低,在这种情况下,都可能使水蒸气在金属表面凝露形成水膜,使腐蚀加速。
因此,为了防止大气腐蚀,在保管钢材仓库中,一般都要求在一定温度范围内保持恒温。
酸、碱、盐和其它气体污染的影响
如果在水膜中含有少量H+离子的话,它在阴极上的析出可加速阴极过程;H+离子还会破坏铁金属表面的钝化膜,因此会加速铁腐蚀。
OH-离子对钢铁的大气影响不大。
水膜中或钢铁金属表面上含有盐类,特别是含有Cl-离子时,由于Cl-离子吸水性强,可增加液膜的导电性,同时还可以破坏氧化膜或钝化膜,因此可使腐蚀速度加快。
气体污染中最具有害的是SO
2活H
2
S。
它们可以直接参加阴极反应,使阴极反
应加快,同时又可使铁金属表面的钝化膜溶解,使阳极反应易于进行,从而加快了大气腐蚀速度。
灰尘颗粒的影响
空气中经常含有沙土、煤烟和煤灰、金属氧化物和盐类的颗粒,这些灰尘颗粒颗粒落在铁金属表面会加速腐蚀。
这是因为:这些颗粒可造成毛细凝聚的核心,加速形成水膜;有的可吸附SO2等有害气体,这些都会加速铁金属腐蚀。
当颗粒比较大时,与铁金属表面形成缝隙,造成缝隙腐蚀。
5 小结
从铁金属氧化腐蚀的历程分析可知,当铁金属与氧的初始作用或生成极薄的氧化膜时,起主导作用的是界面反应,即将没反应速度成为控制因素;但随着密实氧化膜长大增厚,则反应物质的扩散速度逐渐起着显着作用,以至成为整个氧化腐蚀过程的控制因素。
湿度、温度、酸、碱、盐和其它气体对铁金属腐蚀速度有直接影响。
参考文献:
1、《材料的腐蚀及其控制》北京航空航天大学出版社刘宝俊编着。
2、《化学》人民教育出版社。