腐蚀与防护
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材料腐蚀与防护材料腐蚀是破坏金属与其他材料性能的主要因素之一。
本文将探讨材料腐蚀的原因、分类、对工业生产的影响,并介绍几种常见的防腐方法。
一、材料腐蚀的原因材料腐蚀是由于材料表面与外界介质(气体、液体、固体)相互作用而导致的一种破坏现象。
其中氧化、腐蚀、电化学腐蚀是主要原因。
氧化是指金属在空气中或其他氧化性气体中与氧反应形成金属氧化物,导致表面氧化腐蚀。
而腐蚀是指金属或合金在特定条件下受化学或电化学作用而变质或溶解的过程。
电化学腐蚀是指在电解质溶液中,金属表面上生成一些电化学反应,使金属表面腐蚀。
二、材料腐蚀的分类根据腐蚀原因,材料腐蚀可分为物理腐蚀和化学腐蚀两类。
物理腐蚀指在材料表面受到机械力作用或磨损导致的表面损害。
化学腐蚀是指金属在特定环境中受到化学作用而发生的腐蚀现象。
化学腐蚀又可以细分为氧化腐蚀、酸性腐蚀、碱性腐蚀等。
三、材料腐蚀对工业生产的影响材料腐蚀会降低材料的强度、硬度、耐磨性、韧性等性能,导致设备的损坏和寿命缩短。
在工业生产中,材料腐蚀不仅会造成设备的停工维修,增加维修成本,还会对产品质量造成影响,进而影响企业的经济效益。
四、常见的防腐方法为了延长材料的使用寿命,减少材料腐蚀带来的负面影响,工程界广泛采用各种防腐技术。
常见的防腐方法包括防护涂层、阳极保护、防腐合金材料等。
防腐涂层是在金属表面形成一层保护膜,隔绝金属表面与外界介质的直接接触,起到防腐护材料的作用。
阳极保护则是靠金属阳极的电化学性质来保护金属表面,使金属不易腐蚀。
防腐合金材料则是在金属表面镀一层稳定、耐腐蚀的合金,增加材料的耐蚀性。
结语材料腐蚀是工业生产中不可忽视的问题,对材料的选择和处理,以及采取有效的防腐措施至关重要。
只有有效地控制材料腐蚀,才能确保设备的正常运行,延长设备的使用寿命,提高工业生产的效率和质量。
希望本文对您了解材料腐蚀及防护方法有所帮助。
腐蚀与防护管理规定导言腐蚀是指材料在特定环境条件下与其接触的物质相互作用,造成材料性能的降低甚至破坏的过程。
在实际生产和使用过程中,腐蚀给工业设施、设备和管道等带来了严重的经济损失和安全隐患。
为了有效地管理腐蚀问题并保护设施的安全和可靠运行,制定本管理规定。
一、腐蚀的分类和原因1.1 腐蚀的分类腐蚀可分为以下几类: - 化学腐蚀:包括酸性腐蚀、碱性腐蚀等。
- 电化学腐蚀:包括金属和非金属的电化学腐蚀。
- 生物腐蚀:包括微生物腐蚀、植物腐蚀等。
1.2 腐蚀的原因腐蚀的原因主要有以下几点: - 环境因素:包括湿度、温度、氧气和污染物等, - 材料因素:包括材料的化学成分和结构,如金属的强度、晶粒大小等。
- 工艺因素:如焊接、加热等工艺对材料的影响。
- 设计因素:如结构尺寸、表面处理等设计方面的考虑。
二、腐蚀的危害和风险评估2.1 腐蚀的危害腐蚀对设施、设备和管道等带来以下危害: -降低材料的强度和韧性,导致材料破裂和失效。
- 影响设施设备的正常运行,增加维护和修理成本。
- 造成环境污染和资源浪费。
2.2 腐蚀的风险评估为了对腐蚀进行有效管理,需要进行腐蚀的风险评估,主要包括以下步骤: 1. 根据设施设备的材料、环境和操作条件等方面的信息,确定腐蚀的潜在风险。
2. 对潜在风险进行定量或定性评估,确定腐蚀对设施设备的风险程度。
3. 根据风险评估结果,制定相应的腐蚀管理措施。
三、腐蚀管理措施3.1 材料选择和设计•选择适合的材料和涂层,根据设施设备的工作环境和工艺要求等因素进行合理选择。
•针对腐蚀易发区域,设计相应的保护措施,如增加材料的厚度、采用防腐蚀材料等。
3.2 表面处理和防护涂层•对设备和管道等进行表面处理,如除锈、清洗等,以去除表面污垢和氧化物。
•根据材料和工作环境的要求,选择合适的防护涂层,如涂层材料、厚度、涂覆工艺等。
3.3 防腐维护•定期进行设备和管道等的防腐维护,包括涂层的修复、更换等,以确保防护效果的持久性。
金属材料的腐蚀与防护金属材料在使用过程中容易受到腐蚀的影响,从而降低其机械性能和寿命。
为了延长金属材料的使用寿命,保护措施是至关重要的。
本文将讨论金属材料腐蚀的原因和常见的防护方法。
一、金属材料腐蚀的原因金属材料腐蚀的原因主要包括化学腐蚀和电化学腐蚀两种。
1. 化学腐蚀化学腐蚀是指金属材料与大气中的氧、水、酸、碱等物质发生反应,导致金属表面发生变化。
常见的化学腐蚀有氧化腐蚀、酸性腐蚀和碱性腐蚀等。
氧化腐蚀是指金属与氧气反应生成金属氧化物的过程。
例如铁与氧气反应生成铁氧化物,即常见的铁锈现象。
在湿润环境下,氧化腐蚀速度更快。
酸性腐蚀是指金属与酸性溶液接触产生的化学反应。
常见的酸性腐蚀有硫酸腐蚀、盐酸腐蚀等。
酸性腐蚀可导致金属材料表面产生腐蚀坑。
碱性腐蚀是指金属与碱性溶液接触产生的化学反应。
常见的碱性腐蚀有氢氧化钠腐蚀、氢氧化钾腐蚀等。
碱性腐蚀会使金属表面发生腐蚀、变硬或变脆等。
2. 电化学腐蚀电化学腐蚀是指金属在电解质中发生的电化学反应导致腐蚀现象。
电化学腐蚀包括阳极腐蚀和阴极腐蚀。
阳极腐蚀是指金属作为阳极,在电化学反应中溶解生成阳离子。
金属表面因此变薄,甚至出现孔洞。
例如,铁的阳极腐蚀就是普遍的铁锈现象。
阴极腐蚀是指金属作为阴极,在电化学反应中受到硬币金属材料的腐蚀与防护电子供给,发生反应并生成金属阳离子的过程。
阴极腐蚀可导致金属表面发生凹陷或沉积物形成。
二、金属材料的防护方法金属材料的防护方法主要包括表面涂层、阳极保护和电化学防护等。
1. 表面涂层表面涂层是指在金属材料表面形成一层附着力强的保护层。
常见的表面涂层有油漆、镀层和涂覆层等。
这些涂层可以隔绝金属材料与环境介质的接触,从而减少腐蚀的发生。
2. 阳极保护阳极保护是通过在金属材料上施加电流,使其成为阴极从而抑制腐蚀的发生。
常用的阳极保护方法有热浸镀锌、电镀和阳极保护涂层等。
这些方法可在金属材料表面形成一层保护膜,提供额外的保护。
3. 电化学防护电化学防护是利用电化学原理减缓金属材料腐蚀的速率。
材料腐蚀与防护材料腐蚀是指在特定环境条件下,材料表面遭受化学或电化学作用而发生的破坏现象。
腐蚀不仅会降低材料的强度和耐久性,还会对设备和结构的安全性造成严重威胁。
因此,对材料腐蚀进行有效的防护至关重要。
本文将就材料腐蚀的原因、分类及防护方法进行探讨。
首先,材料腐蚀的原因主要包括化学腐蚀、电化学腐蚀和微生物腐蚀。
化学腐蚀是指材料与化学物质直接发生反应,导致材料表面腐蚀。
电化学腐蚀是指在电解质存在的情况下,材料表面发生的电化学反应所致的腐蚀。
微生物腐蚀是由微生物产生的代谢产物对材料表面造成的腐蚀。
这些腐蚀形式各有特点,需要针对性地采取防护措施。
其次,根据腐蚀的性质和特点,可以将材料腐蚀分为干腐蚀和湿腐蚀。
干腐蚀是指在干燥的环境中发生的腐蚀现象,主要包括氧化腐蚀、硫化腐蚀和氯化腐蚀等。
湿腐蚀是指在潮湿或液态环境中发生的腐蚀现象,主要包括腐蚀、孔蚀和应力腐蚀等。
针对不同类型的腐蚀,需要采取相应的防护措施。
针对材料腐蚀问题,可以采取多种防护方法。
首先是选用耐腐蚀材料,例如不锈钢、耐蚀合金等,这些材料具有良好的耐腐蚀性能,能够有效地延缓腐蚀的发生。
其次是表面涂层防护,通过在材料表面涂覆一层防腐蚀涂层,可以有效地隔绝材料与腐蚀介质的接触,起到防腐蚀的作用。
另外,还可以采取阴极保护、阳极保护等电化学防护方法,以及改变环境条件、控制腐蚀介质浓度等措施来防止材料腐蚀的发生。
综上所述,材料腐蚀是一种常见的材料破坏现象,对设备和结构的安全性造成严重威胁。
为了有效地防止材料腐蚀,需要深入了解腐蚀的原因和分类,针对不同类型的腐蚀采取相应的防护措施。
只有通过科学的防护方法,才能有效地延缓材料腐蚀的发生,保障设备和结构的安全运行。
金属的腐蚀与防护大家好,今天我们要探讨的话题是金属的腐蚀问题以及如何有效地进行防护。
金属在我们的日常生活中无处不在,从建筑结构到家用电器,金属制品都扮演着重要的角色。
然而,金属也很容易受到腐蚀的影响,导致使用寿命缩短、外观破损等问题。
那么,究竟什么是金属腐蚀,腐蚀的原因是什么呢?接下来,让我们一起来深入了解。
金属腐蚀是什么?金属腐蚀是指金属与周围环境发生化学反应,造成金属表面逐渐损耗或形成新的物质的过程。
最常见的金属腐蚀形式是金属氧化,即金属表面与氧气发生反应,形成金属氧化物。
这种反应会导致金属失去原有的性能,产生锈蚀、褪色等现象。
金属腐蚀的原因金属腐蚀的原因主要包括以下几个方面:湿度:高湿度环境会加速金属腐蚀的速度,特别是在潮湿的气候条件下。
化学物质:空气中的氧气、二氧化硫等化学物质会促进金属腐蚀的发生。
电解质存在:金属表面存在电解质时,会形成电化学腐蚀,加速金属损耗。
如何进行金属防腐?针对金属腐蚀问题,我们可以采取一些措施进行有效的防护:涂层保护:通过表面涂层,如漆、油漆、镀层等,形成一层保护膜,隔绝金属与外界环境的接触,起到防腐作用。
金属镀层:将金属表面镀上一层其他金属或合金,形成复合材料,提高金属抗腐蚀性能。
防护涂料:选择具有防腐效果的防护涂料,如含锌涂料、环氧树脂涂料等,提高金属耐腐蚀性。
金属腐蚀是一个普遍存在的问题,但我们可以通过科学的方法进行有效防护。
通过对金属腐蚀原理的了解,选择合适的防护措施,可以延长金属制品的使用寿命,保持其良好的外观和性能。
让我们一起关注金属腐蚀问题,为保护环境、延长金属产品的使用寿命而共同努力。
希望本文对您有所帮助,谢谢阅读!。
金属的腐蚀与防护金属在我们的日常生活中无处不在,我们使用金属制成的物品,例如汽车、建筑物、家具等。
然而,金属经常会遭受腐蚀,这会导致它们的性能下降甚至失效。
为了保护金属,我们需要了解腐蚀的原因和预防方法。
1.什么是金属腐蚀?金属腐蚀是指金属在与环境中的化学物质接触时发生的氧化反应。
这种反应会导致金属表面的腐蚀物产生,使金属变得破损、变脆,并最终造成金属的失效。
2.腐蚀的原因金属腐蚀有多种原因,其中最常见的是氧气和水的存在。
当金属与氧气和水分子接触时,氧气将与金属发生氧化反应,形成金属氧化物,同时水分子中的离子也参与到化学反应中,加速金属的腐蚀过程。
除了氧气和水的影响,其他因素如酸、盐等也会对金属腐蚀起促进作用。
例如,当金属暴露在盐水中时,盐中的离子会加速金属的腐蚀速度,使金属更容易被腐蚀。
3.金属腐蚀的危害金属腐蚀不仅仅影响了金属的外观,还会对金属的性能和使用寿命造成不可逆的损害。
例如,腐蚀可能导致金属的力学性能下降,如强度、韧性和硬度的减弱。
腐蚀还会导致金属的电导率降低,对电气设备的性能产生不利影响。
金属腐蚀还可能引发环境问题。
一些金属腐蚀产物可能对生态系统和人体健康造成危害。
因此,金属腐蚀的防护显得尤为重要。
4.金属腐蚀的防护方法为了有效防止金属腐蚀,我们可以采取以下几种方法:4.1金属涂层金属涂层是一种常见的金属腐蚀防护方法。
涂层作为一层保护层覆盖在金属表面,可以阻断金属与环境中物质的接触,减缓金属腐蚀的进程。
常见的金属涂层包括涂漆、涂蜡和镀层等。
4.2阳极保护阳极保护是一种利用金属之间的电化学原理来防止金属腐蚀的方法。
通过在金属表面放置一个更容易被腐蚀的金属,将其作为阳极,并将被保护的金属作为阴极,以形成一个电池系统,从而减缓金属的腐蚀速度。
4.3合金化合金化是通过将金属与其他元素或化合物进行混合,形成具有更好腐蚀抵抗性的金属。
通过改变金属的成分,可以改善其腐蚀性能,延长金属的使用寿命。
金属的腐蚀与防护简介:金属是一种常见的材料,在各个领域中都有广泛应用。
然而,金属材料在使用过程中,容易受到腐蚀的影响,从而导致质量下降甚至失效。
本文将探讨金属腐蚀的原因、危害以及常见的防护措施。
一、腐蚀的原因金属腐蚀是指金属在特定环境下与所处介质发生反应,从而引起金属表面或内部的氧化、脱层、破损等现象。
主要原因如下:1. 化学反应:金属与介质中的氧气、水、酸等发生化学反应,形成金属氧化物或金属盐,从而破坏金属结构;2. 电化学反应:金属在电解质溶液中,作为阴阳极参与电化学反应,产生腐蚀电流,导致金属丧失;3. 生物腐蚀:微生物、海洋生物或土壤中的细菌、藻类等对金属表面进行化学作用,加速金属腐蚀;4. 物理因素:高温、高湿度、紫外线、机械刮擦等物理因素也会对金属产生腐蚀影响。
二、腐蚀的危害金属腐蚀带来的危害主要体现在以下几个方面:1. 结构破损:金属腐蚀导致金属结构受损,影响其使用寿命,甚至引发安全事故;2. 功能下降:腐蚀使金属表面变得不平整、粗糙,降低了其原有的功能,如电导性、导热性等;3. 资源浪费:腐蚀使金属材料减少,需要更多的资源进行修复和替换,增加了成本和能源消耗;4. 环境污染:金属腐蚀产生的废物、气体和废水会对环境造成污染,对植物和动物产生不良影响。
三、金属腐蚀的防护措施为了减少金属腐蚀的发生,需要采取一系列的防护措施。
以下是常见的几种防护方法:1. 表面涂层:通过涂覆金属表面的保护膜,阻隔介质对金属的侵蚀。
常见的涂层包括漆膜、涂层、电镀层等;2. 阳极保护:在金属表面附近放置一个具有更高活性的金属,作为阳极进行保护,使其更容易受到腐蚀。
常见的阳极保护材料包括锌合金、铝合金等;3. 防蚀合金:将金属与其他元素进行合金化处理,提高其抗腐蚀性能。
如不锈钢中的铬能形成致密的氧化膜,阻隔外界介质;4. 缓蚀剂:添加适量的缓蚀剂到金属表面,形成保护膜,减缓腐蚀速度。
常见的缓蚀剂有无机盐、有机酸等;5. 电化学防蚀:利用电化学原理,通过施加外电场或电流,实现金属防蚀。
考点20 金属的腐蚀与防护(核心考点精讲精练)一、3年真题考点分布二、命题规律及备考策略【命题规律】金属的腐蚀与防护,是电化学的重要组成部分,从近三年高考试题来看,虽然考查力度没有新型电源和电解应用频率高,但作为考点知识轮换,在近几年的考题中时有出现。
【备考策略】复习时应特别关注两种电化学防腐(牺牲阳极的阴极保护法外、外加电流的阴极保护法)。
【命题预测】预测2024年高考将会金属的腐蚀与防护为切入口,考查电解原理在实际生产中的应用,应加以关注。
1.金属腐蚀的本质金属原子失去电子变为金属阳离子,金属发生氧化反应。
2.金属腐蚀的类型(1)化学腐蚀与电化学腐蚀(2)以钢铁的腐蚀为例进行分析:正确判断“介质”溶液的酸碱性是分析析氢腐蚀和吸氧腐蚀的关键。
潮湿的空气、酸性很弱或中性溶液发生吸氧腐蚀;NH4Cl溶液、稀H2SO4等酸性溶液发生析氢腐蚀。
2.判断金属腐蚀快慢的规律(1)对同一电解质溶液来说,腐蚀速率的快慢:电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀。
(2)对同一金属来说,在不同溶液中腐蚀速率的快慢:强电解质溶液中>弱电解质溶液中>非电解质溶液中。
(3)活动性不同的两种金属,活动性差别越大,腐蚀速率越快。
(4)对同一种电解质溶液来说,电解质浓度越大,金属腐蚀越快。
(1)金属腐蚀就是金属失去电子被还原的过程( )(2)纯银质物品久置表面变暗,是银发生吸氧腐蚀的结果( )(3)Al、Fe、Cu在潮湿的空气中腐蚀均生成氧化物( )(4)钢铁发生电化学腐蚀的负极反应式为Fe-3e-==Fe3+( )(5)所有金属纯度越大,越不易被腐蚀( )(6)黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿( )(7)生铁比纯铁容易生锈( )(8)在潮湿空气中,钢铁表面形成水膜,金属发生的一定是吸氧腐蚀( )(9)铁表面镀锌可增强其抗腐蚀性( )(10)电镀时,钢管作阳极,锌棒作阴极( )(11)镀锌的目的是在钢管表面形成Fe—Zn合金,增强钢管的耐腐蚀能力( )(12)钢管镀锌过程中,阴极的电极反应式为Zn2++2e=Zn( )答案:(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×(6)√ (7)√(8)× (9)√(10)×(11)×(12)√例1 某同学进行下列实验取一块打磨过的生铁片,在其表面滴一滴含酚酞和K 3[Fe(CN)6]的食盐水放置一段时间后,生铁片上出现如图所示“斑痕”,其边缘为红色,中心区域为蓝色,在两色环交界处出现铁锈下列说法不合理的是( ) A .生铁片发生吸氧腐蚀B .中心区的电极反应式为Fe -2e -===Fe 2+C .边缘处的电极反应式为O 2+2H 2O +4e -===4OH -D .交界处发生的反应为4Fe 2++O 2+10H 2O===4Fe(OH)3+8H +【答案】D【解析】生铁片边缘处为红色,说明生成了OH -,O 2+2H 2O +4e -===4OH -,生铁片发生吸氧腐蚀,故A 、C 两项合理;根据实验现象,中心区域为蓝色,说明生成了Fe 2+,Fe -2e -===Fe 2+,故B 项合理;在两色环交界处出现铁锈,是因为生成的氢氧化亚铁被氧气氧化成了氢氧化铁,不是4Fe 2++O 2+10H 2O===4Fe(OH)3+8H +,故D 项不合理。
金属的腐蚀与防护金属有许多优良的性质,例如导电性、导热性、强度、韧性、可塑性、耐磨性、可铸造性等。
金属材料至今依然是最重要的结构材料,广泛应用于生产、生活和科技工作的各个方面。
金属制品在生产和使用的过程中,受到各种损坏,例如,机械磨损、生物性破坏、腐蚀等。
1、金属腐蚀的定义金属的腐蚀是金属在环境的作用下所引起的破坏或变质。
金属的腐蚀还有其他的表述。
所谓环境是指和金属接触的物质。
例如自然存在的大气、海水、淡水、土壤等,以及生产生活用的原材料和产品。
由于这些物质和金属发生化学作用或电化学作用引起金属的腐蚀,在许多功能情况下还同时存在机械力、射线、电流、生物等的作用。
金属发生腐蚀的部分,由单质变成化合物,至使生锈、开裂、穿孔、变脆等。
因此,在绝大多数的情况下,金属腐蚀的过程是冶金的逆过程。
2、金属腐蚀的分类(1)按腐蚀过程的分,主要有化学腐蚀和电化学腐蚀。
化学腐蚀是金属和环境介质直接发生化学作用而产生的损坏,在腐蚀过程中没有电流产生。
例如金属在高温的空气中或氯气中的腐蚀,非电解质对金属的腐蚀等。
引起金属化学腐蚀的介质不能导电。
电化学腐蚀是金属在电解质溶液中发生电化学作用而引起的损坏,在腐蚀过程中有电流产生。
引起电化学腐蚀的介质都能导电。
例如,金属在酸、碱、盐、土壤、海水等介质中的腐蚀。
电化学腐蚀与化学腐蚀的主要区别在于它可以分解为两个相互独立而又同时进行的阴极过程和阳极过程,而化学腐蚀没有这个特点。
电化学腐蚀比化学腐蚀更为常见和普遍。
(2)按金属腐蚀破坏的形态和腐蚀区的分布,分为全面腐蚀和局部腐蚀。
全面腐蚀,是指腐蚀分布于整个金属的表面。
全面腐蚀有各处的腐蚀程度相同的均匀腐蚀;也有不同腐蚀区腐蚀程度不同的非均匀腐蚀。
在用酸洗液清洗钢铁、铝设备时发生的腐蚀一般属于均匀腐蚀。
而腐蚀主要集中在金属表面的某些区域称为局部腐蚀。
尽管此种腐蚀的腐蚀量不大,但是由于其局部腐蚀速度很大,可造成设备的严重破坏,甚至爆炸,因此,其危害更大。
2020.02.25第一章绪论总结:第一章概论要点:腐蚀速率的评价指标,集中腐蚀速率计算公式需要掌握作业:P12:1-5题1.5金属腐蚀的分类1.按照腐蚀机理分类金属腐蚀按照腐蚀机理可分为化学腐蚀、电化学腐蚀和物理腐蚀。
2.按金属的破坏形态分类根据金属的破坏形态,可将腐蚀分为均匀腐蚀和局部腐蚀两大类.1)均匀腐蚀均匀腐蚀是指发生在金属表面的全部或大部损坏,也称全面腐蚀,腐蚀的结果是材料的质量减少,厚度变薄。
均匀腐蚀危害性较小,只要知道材料的腐蚀速率,就可计算出材料的使用寿命。
2)局部腐蚀局部腐蚀是指只发生在金属表面的狭小区域的破坏。
其危害性比均匀腐蚀严重得多,它约占设备机械腐蚀破坏总数的70%,而且可能是突发性和灾难性的,会引起爆炸、火灾等事故。
局部腐蚀主要有5种不同的类型。
A.电偶腐蚀。
电偶腐蚀是两种电极电位不同的金属或合金互相接触,并在一定的介质中发生电化学反应,使电位较负的金属发生加速破坏的现象。
B.小孔腐蚀。
小孔腐蚀又称坑蚀和点蚀,在金属表面上极个别的区域产生小而深的孔蚀现象。
一般情况下蚀孔的深度要比其直径大的多,严重时可将设备穿通。
C.缝隙腐蚀。
缝隙腐蚀是指在电解液中金属与金属或金属与非金属表面之间构成狭窄的逢隙,缝隙内离子的移动受到了阻滞,形成浓差电池,从而使金属局部破坏的现象。
D.晶间腐蚀。
晶间腐蚀是指金属在特定的腐蚀介质中,沿着材料的晶界出现的腐蚀,使晶粒之间丧失结合力的一种局部破坏现象。
E.选择性腐蚀。
选择性腐蚀是指多元合金在腐蚀介质中,较活泼的组分优先涪解,结果造成材料强度大大下降的现象.另外,应力腐蚀也属于局部腐蚀,是力学作用引起材料的局部破坏,即金属在特定的介质中和在静拉伸应力(包括外加载荷、热应力、冷加工、热加工、焊接等所引起的残余应力等)条件下,局部所出现的低于强度极限的脆性开裂现象。
1.6金属腐蚀速率的表示方法1.金属庸蚀逸率的重量指标金属腐蚀速率的重量指标就是把金属因腐蚀而发生的重量变化换算成相当于单位金属表面积与单位时间内的重量变化的数值。
式中,Vw为重量表示的腐蚀速率(g/(m2·h)), △W为腐蚀前后金属重量的改变(g),S为金属的表面积(m2);t为腐蚀的时间(h).2.金属腐蚀速率的深度指标金属腐蚀速率的深度指标就是把金属的厚度因腐蚀而减少的量以线量单位表示,并换算成相当于单位时间的数值,一般采用mm/a(毫米/年)来表示。
在衡量密度不同的各种金属的腐蚀程度时,此种指标极为方便。
式中,Vd 为深度表示的腐蚀速率(mm/a), Vw为重量表示的腐蚀速率(g/(m2·h)), ρ为金属的密度(g/cm3).3.金属腐蚀速率的电流指标金属腐蚀速率的电流指标是以金属电化学腐蚀过程的阳极电液密度的大小来衡量金属的电化学腐蚀速率的程度。
式中,icoor 为电流表示的腐蚀速率(A/m2),Vw为重量表示的腐蚀速率(g/(m2·h));F为法拉第常数(F=26.8(A·h/mol);n为得失电子数;M原子质量。
2020.03.03第二章电化学腐蚀热力学总结:第二章重点E-pH图及应用;作业:P40:10,12,13,17,18,192.5电位-pH图及其应用图中每一条线代表固相与溶液相之间的平衡。
由此便把Fe- H2O体系中的电位-pH图分成3个区域。
可以看出,当电位低于a线时,水被还原而分解出H2,电位高于b线时,水可被氧化而分解出O2来。
在a、b两线之间水不可能被分解出H2和O2,所以该区域代表了在lOOkPa下水的热力学稳定区。
由于这里重点是讨论金属的电化学腐蚀过程,除考虑金属的离子化反应之外,还往往同时涉及氢的析出和氧的还原反应,故这两条虚线出现在电位-pH图中,则具有特别重要的意义。
(1)腐蚀区。
在该区内稳定状态是可溶性的Fe2+、Fe3+. FeO42-等离子。
因此,对金属而言处于不稳定状态,可能发生腐蚀。
(2)稳定区。
在该区域内金属处于热力学稳定状态,金属不发生腐蚀。
(3)钝化区。
在该区由于具有保护性氧化膜处于热力学穢定状态,故金属腐蚀不明显。
有了电位-pH图,便可以从理论上预测金属的腐蚀倾向和选择控制腐蚀的途径。
对于Fe-H2O体系来说,可根据水溶液的pH和Fe在该水溶液中所具有的电极电位值,通过电位-pH图可明确地显示Fe的各种不同类型的腐蚀情况,并提出防腐措施的方向。
·在A点,因该区是Fe和H2的稳定区,所以不会发生腐蚀。
·在B点所处的区域是Fe2+离子和H2稳定区,因此,如果铁处于B点,将出现析氢的腐蚀阳极反应:Fe-2e-→Fe2+阴极反应,2H++2e-→H2电池反应:Fe+2H+→Fe2++H2·如果佚处于C点状态,因这个区对于Fe2+和水是稳定的,故铁仍将发生腐蚀。
但是由于该点的电位位于a线之上,将不会发生H+离子的还原,而是发生电位比C点更正的氧还原过程。
氧还原型的腐蚀反应为阳极反应:Fe-2e-→Fe2+阳极反应,2H++2e-+½O2→H2O电池反应:Fe+2H++½O2→Fe2++H2O如果想将铁从B点移出腐蚀区,从电位-pH图来看,可以采取3种措施:(1)把铁的电极电位降低至非腐蚀区,这就要对铁施行阴极保护。
(通过阴极极化降低铁的电极电位)(2)把铁的电极电位升高使它进入钝化区,这可使用阳极保护法。
(通过阳极极化升高铁的电极电位)(3)调整溶液的pH至9〜13之间也可使铁进入饨化区。
第三章电化学腐蚀动力学2020.03.10总结:第三章重点是理解析氢腐蚀和吸氧腐蚀的速率控制过程作业:P73页:15,16,17,183.2腐蚀速率及极化作用1.极化现象:当有电流通过原电池时, 阴极和阳极的电极电位均偏离了其平衡电位的现象。
由此可以给出电极极化的定义,即当电流通过电极时,电极电位偏离其平衡电位数值的现象叫电极的极化。
使阳极的电极电位偏离其平衡电位数值而变得较正的极化作用叫阳极极化。
2.极化结果:阳极电位升高,阴极电位降低,从而使两极的电位差减小,使腐蚀电流减小从而降低了腐蚀速率。
3.极化的原因及其类型(1)阳极极化的原因电流通过腐蚀电池时,阳极的电极电位向正方向移动的现象称为阳极极化。
产生阳极极化的原因有如下3种情况。
A.活化极化:电子运动速率往往大于电极反应的速率,在金属阳极溶解过程中,由于电子从阳极流向阴极的速率大于金属离子放电离开晶格进入溶液的速率,因此阳极的正电荷将随着时间发生积累,使电极电位向正方向移动,发生阳极极化,该极化称为电化学极化。
B.浓差极化:阳极溶解得到的金属离子将会在阳极表面的液层和溶液本体间建立浓度梯度,使溶解下来的金属离子不断向溶液本体扩散。
如果扩散速率小于金属的溶解速率,阳极附近金属离子的浓度会升高,导致电极电位升高,发生阳极极化,该极化称为浓差极化。
C.电阻极化:该膜能阻碍金属离子由晶格转入溶液的过程,电流在膜中产生很大的电压降,从而也使阳极电位向正的方向移动形成阳极极化,该极化称为电阻极化。
3.3电化学极化动力学1.单电极平衡电极的极化及其过电位为了明确表示出由于极化使其电极电位偏离平衡电位的程度,把某一极化电流密度下的电极电位φ与其平衡电位φ。
的差的绝对值称为该电极反应的过电位,以η表示。
阳极极化时,电极反应为阳极反应,阳极过电位为阴极极化时,电极反应为阴极反应,阴极过电位为根据这样的规定,不管发生阳极极化还是阴极极化,电极反应的过电位都是正值。
过电位实质上是进行净电极反应时,在某一步骤上受到阻力所引起的电极极化而使电位偏离平衡电位的结果。
因此,过电位是极化电流密度的函数,只有给出极化电流密度的数值,与之对应的过电位才有意义。
3.5混合电位及腐蚀电位混合电位理论包括两项简单的假说:(1)任何电化学反应都能分成两个或多个局部氧化反应和局部还原反应。
(2)在电化学反应过程中不可能有净电荷积累。
在盐酸中铁电极表面的铁素体和石墨就构成了微观电池,电子自铁素体流出后进入石墨。
微电池有了电流后发生极化,铁电极发生阳极极化,氢电极发生阴极极化。
当阳极和阴极极化到交点处时,此时阳极反应释放出来的电子恰被阴极反应所消耗,两个电极表面的带电状况不随时间变化,它们的电极电位也处于不随时间变化的状态,即稳定状态。
此时的电位称为稳定电位,它是氢电极的非平衡稳定电位,也是铁电极的非平衡稳定电位,所以这一稳定电位又称为混合电位和自腐蚀电位。
显然自腐蚀电位(混合电位)位于两个电极的平衡电位之间。
在金属腐蚀学中,腐蚀电位是指在没有外加电流时,介质中的金属达到稳定状态后测得的电位,它是被自腐蚀电流所极化的阳极反应和阴极反应的混合电位。
腐蚀电位是一种非平衡那个电位。
1.金属与电解质溶液接触所发生的腐蚀过程不是一个单一电极的可逆电极过程,而是一个不可逆电极过程,即在一个孤立的金属电极上同时以等速进行着一个阳极反应和一个阴极反应。
这种电极称为二重电极,体系的腐蚀反应为两个电极反应的耦合。
互相耦合的反应称为共轭反应,相应的腐蚀体系有时就称为共轭体系。
2.共轭体系的稳定状态与单电极体系的平衡状态是完全不同的。
平衡状态是单一电极反应的物质交换与电荷交换都达到平衡因而没有物质积累和电荷积累的状态;而稳定状态则是两个(或两个以上)电极反应构成的共轭体系的没有电荷积累却有产物生成和积累的非平衡状态。
3.6 析氢腐蚀与吸氧腐蚀第五章金属的钝化2020.03.17总结:重点是钝化过程的电化学行为和影响钝化的因素:3,4,6,8作业:P1145.1钝化现象绝大多数金属通常在介质中都会自发地被腐蚀,可是金属表面在某些介质环境下会发生一种阳极反应受阻的现象金属的这种失去了原来的化学活性的现象被称为钝化,金属钝化后所获得的耐蚀性质称为钝性。
钝化大大降低了金属的腐蚀速率,增加了金属的耐蚀性。
1.化学钝化:金属与钝化剂的化学作用而产生的钝化现象称为化学钝化或自钝化。
当硝酸的浓度增加到质量分数为30%〜40% 时,铁的腐蚀速率达到最大值。
若继续增加硝酸的浓度,使之超过40%时,铁的溶解速率就突然下降,直到反应接近停止,这一异常现象就被称为钝化。
不仅是铁,其他一些金属如铬、镍、钻、钴、钼、铌、钛等,在适当条件下都会产生钝化。
除硝酸外,其他强氧化剂如K2Cr2O7、KMnO4、KClO4等都可使金属发生钝化,甚至非氧化性试剂也能使某些金属钝化,例如镁可在氢氟酸中钝化,铜和银可在盐酸中钝化。
汞和银在Cl的作用下也能发生钝化。
这一系列能使金属钝化的物质统称为钝化剂。
金属与钝化剂的化学作用而产生的钝化现象称为化学钝化或自钝化。
例如,铬、铝、钛等金属在空气中和很多种含氧的溶液中都易被氧所钝化,故称为自钝化金属。
金属变为钝态时,还会出现一个较为普遍的现象,即金属的电极电位朝正的方向移动。