课程名称：大气污染控制工程
大气污染控制工程
一、金属表面喷涂技术
1、电弧喷涂技术
用送丝装置将两根丝状金属喷涂材料均匀连续地分别送入电弧喷涂枪中的两个导电嘴内,导电嘴分别接电源的正、负极,并保证两根丝在未接触之前绝缘。当两丝材端部在入嘴后互相接触时,其间就形成短路而产生电弧，使丝材端部瞬间熔化,然后用压缩空气将熔化的金属雾化并呈微熔滴,以很高的速度喷射到工件表面,形成电弧喷涂层。
电弧喷涂技术的特点：
优异的涂层性能:应用电弧喷涂技术,可以在不提高工件温度、不使用贵重底材的情况下获得高结合强度。在电弧喷涂铝青铜时,呈现涂层的自结合性能,使结合强度进一步提高。有时铝青铜用作电弧喷涂的打底层,结合强度大于或等于20MPa,一般电弧喷涂涂层的结合强度是火焰喷涂层的2倍。
效率高:单位时间内喷涂金属的重量大,电弧喷涂的生产效率正比于电弧电流,如喷涂电流为30oA时,喷Zn:3ok吵;Al:10kg小;不锈钢:15kg小。比火焰喷涂提高2倍以上。
节能:能源利用率明显高于其它喷涂方法。
经济:除能源利用率高外,由于电能的价格又远远低于氧气和乙炔的价格,使用成本通常仅为火焰喷涂的1/10,设备投资一般为等离子喷涂设备的1/3以下。
获得装饰和特殊功能和涂层在木材上喷涂铜或或其它合金可以制成重量轻、成本低的大铜门等件;在石头、石膏等材料上也可以喷涂铜、锡、铝等金属,装饰效果优异。
2、金属材料腐蚀分类
（1）金属化学腐蚀
金属和非电解质直接化学作用腐蚀过程的化学腐蚀所造成的损害是一个纯粹的纯化学反应, 腐蚀性介质的氧化和还原, 直接与金属表面的原子相互作用, 形成腐蚀产物。
（2）金属电化学腐蚀
电化学腐蚀是金属与电解质溶液, 出现电化学作用造成的破坏。在反应过程
中, 同时在阳极失去电子的阴极电子和电子流动( 电流) , 其过程当然符合电化学动力学的基本规律。电化学腐蚀分为氢及吸氧腐蚀的电解质溶液的pH 值。
3、金属材料的防腐措施
（1）在金属表面覆盖保护层
金属的磷化处理: 钢铁产品的油、锈去除后, 释放到磷酸盐溶液中被浸泡, 磷化膜可以在金属表面层形成不溶于水的成分, 这个过程被称为磷酸盐处理。磷化膜呈暗灰色至黑灰色, 厚度为5～20m, 在大气中耐腐蚀性好。该膜是一种多孔结构, 具有较强的油漆吸附能力, 如作为漆面的底部, 其耐腐蚀的作用更加强大;
金属的氧化处理: 钢铁产品通过NaOH 和NAN02 的混合溶液采取热处理, 并在表面形成一层蓝色氧化膜( 主要成分Fe3O4) , 为了实现钢腐蚀的目的, 这一过程被称为发蓝。这种氧化膜具有更大的灵活性和润滑性, 不影响零件的精度。则精密仪器和光学仪器的零部件, 其弹簧钢、薄钢板、细铁丝等均用于发蓝进行处理;
非金属涂层: 塑料涂层的金属表面要优于喷漆效果。其塑料覆盖层致密光滑, 具有亮丽的色彩。一并具有腐蚀和装饰的双重职能。搪瓷含有二氧化硅, 是其含量较高的玻璃搪瓷, 极具优良的耐腐蚀性。
3、重防腐油漆涂装防腐技术
重防腐涂料具有外形美观、简单的涂层工艺, 已被广泛沿用至今。根据涂装工艺的进展, 涂料的重型防腐蚀是钢桥面防腐的重点, 在这当中, 无论是外国的名牌油漆, 或是国产品牌的涂料, 其防腐涂料的发展工艺和涂料品种都非常相似, 是由多层涂层系统组成的, 即底漆、中间漆和面漆。涂料品种都是环氧富锌底漆, 包括环氧云母氧化铁中间漆、环氧聚氨酯或环氧各色面漆和氯化橡胶面漆等组成。在屏蔽作用中, 涂料涂层把钢铁和腐蚀环境机械分离。在钝化缓蚀作用中, 在油漆涂料系统中, 第一车间底漆的油漆层粘连对钢钝具有钝化缓蚀功能, 杀菌作用非常微弱。在阴极保护作用中, 在防腐蚀底漆中, 如添加锌粉, 或富锌底漆, 为钢铁提供阴极保护。
4、热喷涂防腐技术
火焰喷涂: 火焰喷涂是可燃气体的燃烧作为热源来熔化金属丝或粉末, 并
雾化、吹喷在摹体表面的方式, 氧气和乙炔火焰的喷涂, 是欧洲和北美的钢铁桥梁早期热喷涂的防腐喷涂, 并取得了良好的防腐效果;
电弧喷涂: 电弧喷涂防腐原理是运用电弧喷涂设备, 对于两个带电的的金属丝采取加热、熔化、雾化、喷涂所形成的反腐蚀的涂层, 外加有机封闭涂层的长效防腐复合涂层。
5、离子注入技术
离子注入法是在20 世纪70 年代产生的表面改性技术, 和电镀、电离镀膜、化学气相沉积等一般的涂层技术非常不同, 具有很大差异。它是用高能量的高速轰击, 以改变表面性质的一种新技术, 在真空情况下, F 高能离子加速注入周体表面, 可以改变或操纵其表面结构, 可注入基材表面获得高度饱和固溶体、哑稳相、非晶态和平衡合金等不同组织结构, 进而极大提高了摹体表面的耐腐蚀性。离子植入金属( 或其他材料) , 以提高表面的化学特性( 称为离子注入表面化学) , 可提高金属表面抗氧化耐腐蚀。在离子注入技术出现时, 铝、镉合金表面改性已成为研究热点。近年来, 离子注入技术已开始被应用到镁合金材料中, 以提高其防腐性能。
6、热浸镀防腐技术
作为浸涂层的金属, 是锌、锡、铅和铝等熔点低的金属。热浸电镀金属层厚度在一些腐蚀环境下长期使用, 如镀锌、镀铝或其他特殊物质, 或如镀锡和镀铅合金产品, 作为特殊中介防腐蚀的防腐涂料。热浸镀技术, 包括热浸镀锡、热浸镀铅和热浸镀锌。热镀锡用作薄钢板和食品加工等的贮存容器; 热镀铬主要用于化学腐蚀和涂层电缆; 热镀铝主要用于钢铁部件抵御高温抗氧化等。此外, 伴随采用防腐蚀涂料和控制生产成本越来越高, 热浸镀正发展成为合金化镀层技术。
7、电化学防腐技术
根据电化学原理, 电化学保护法在金属设备上采取措施, 成为腐蚀电池的阴极, 以防止或减轻金属腐蚀。一是牺牲阳极保护法。该方法是用电极电势比被保护金属更低的金属或合金做阳极, 固定在被保护金属上, 形成腐蚀电极, 被保护金属作为阴极而得到保护。牺牲阳极的常用材料有铝、锌和舍金, 这种方法通常用于保护海水中各种金属设备、海船的船壳、防止巨型设备( 如贮油罐) 和石油管道的腐蚀。二是外加电流的方法。将被保护金属与另一附加电极作为电池
