绪论化工腐蚀与防护.ppt

化工腐蚀与防护,绪论,第一节腐蚀的定义,广义的腐蚀指材料与环境间发生的化学或电化学相互作用而导致材料功能受到损伤的现象。狭义的腐蚀是指金属与环境间的物理-化学相互作用，使金属性能发生变化，导致金属，环境及其构成系功能受到损伤的现象。,教材中关于腐蚀的定义是：,材料（通常是指金属）或材料的性质由于他所处的环境的反应而恶化变质。一、材料：金属、非金属。二、环境：介质、温度、流速、压力。三、反应：反应的种类及过程。金属材料主要是发生化学或电化学反应，非金属材料与环境发生溶胀、溶解、老化等反应。,腐蚀的危害首先在于腐蚀造成了巨大的经济损失.这种损失可分为直接损失和间接损失.直接损失包括材料的损耗、设备的失效、能源的消耗,以及为防止腐蚀所采取的涂层保护、电化学保护、选用耐蚀材料等的费用.由于腐蚀,使大量有用材料变为废料,估计全世界每年因腐蚀报废的钢铁设备约为其年产量的30%,造成地球上的有限资源日益枯竭.全世界每90s就有1t钢被腐蚀成铁锈,而炼制1t钢所需的能源可供一个家庭使用3个月。,第二节腐蚀与防护的重要性,第二节腐蚀与防护的重要性,腐蚀造成了对自然资源的极大浪费。因腐蚀而造成的间接损失往往比直接损失更大，甚至难以估计。这些损失包括因腐蚀引起的停工停产，产品质量下降，大量有用有毒物质的泄漏、爆炸，以及大规模的环境污染等。一些腐蚀破坏事故还造成了人员伤亡，直接威胁着人民群众的生命安全。,第三节腐蚀与防护学科的内容和任务,一、内容：是一门综合性很强的边缘学科。古老又年轻。二、任务：研究结构材料的腐蚀过程和腐蚀控制机理，采取适当措施延长结构材料的使用寿命，正确地选用材料及采取适当的防腐措施。,金属腐蚀研究的发展,早在公元前3世纪,中国已采用金汞齐鎏金术在金属表面镀金以增加美观并可防腐蚀。在秦始皇陵墓中发掘出来的箭镞有的迄今仍毫无锈蚀，在这些箭镞（zu）表面上有一层致密的黑色氧化层，其中含铬2左右,而青铜基体本身并不含铬。这一现象尚待研究。,所谓汞齐就是汞与一种或几种其他金属所形成的合金，那金汞齐顾名思义就是汞与金化合所形成的合金。起先金汞齐被用在铁器的镀金方面，后来经过多方面的研究，发现形成汞齐后的汞是无毒的，便开始用作补牙材料。所以说金汞齐用于填镶牙齿,这对身体是无害的。,鎏金:古代金属工艺装饰技法之一。近代称“火镀金”。这种技术在春秋战国时已经出现。汉代称“金涂”或“黄涂”。鎏金是将金和水银合成金汞齐，涂在铜器表面，然后加热使水银蒸发，金就附着在器面不脱。关于金汞齐的记载，最初见于东汉炼丹家魏伯阳的周易参同契。而关于鎏金技术的记载，最早见于梁代。本草纲目水银条引梁代陶弘景的话说：水银“能消化金银使成泥，人以镀物是也。”这个记载比鎏金器物的出现晚了约八个世纪。,18301840年间英国法拉第(.Faraday)确立了阳极溶解的金属量与所通过电量的关系，提出了关于铁的钝化膜生长和金属溶解过程的电化学本质的假设。后来又有人在锌溶解于硫酸的研究中，明确地提出了微电池理论。这些研究对电化学腐蚀理论的发展都极为重要。,越王勾践剑,这把青铜宝剑穿越了两千多年的历史长河，但剑身丝毫不见锈斑。它千年不锈的原因是什么呢？湖北省博物馆、省考古所研究员后德俊撰文认为，该剑出土时并不是绝对没有生锈，只是其锈蚀的程度十分轻微，人们难以看出。其次，出土至今还不足40年，该剑的表面已经不如出土时明亮，说明在目前这样好的保管条件下，锈蚀的进程也是难以绝对阻止的。越王勾践剑主要成分为铜，出土的墓室曾经长期被地下水浸泡，剑完全隔绝氧气是其不锈的主要原因。,第四节金属腐蚀过程的本质,金属在腐蚀过程中所发生的化学变化，从根本上来说就是金属单质被氧化形成化合物。矿石的本质金属化合物。金属的腐蚀过程金属回复到其自然状态矿石的过程。金属腐蚀的原因：金属自发地转化为低能量状态。金：自然界中一以单质存在，不易被腐蚀。,第五节腐蚀的类型,1、大气腐蚀2、水和蒸汽腐蚀3、土壤腐蚀4、化学介质（酸、碱、盐腐蚀）,1、化学腐蚀2、电化学腐蚀,按照腐蚀反应的机理分类,按照腐蚀的环境分类,1、全面腐蚀2、局部腐蚀应力腐蚀破裂点蚀（小孔腐蚀）晶间腐蚀电偶腐蚀缝隙腐蚀,按照腐蚀形态分类,化学腐蚀：指金属和非电解质发生化学作用而引起的破坏。反应特点是只有氧化还原反应，无电流产生。属干腐蚀，速率较慢。,电化学腐蚀：指金属和电解质溶液因发生电化学作用而产生的破坏，反应过程包括阳极反应和阴极反应两个过程，腐蚀过程中有电流流动（电子和离子的运动）,一、按照腐蚀反应的机理分类,电化学腐蚀,如果我们把铜和锌两块金属直接接触在一起并浸入电解质溶液中(如硫酸中)，将发生类同原电池的变化(图1)。此时，锌和铜可视为电池的两极，锌为阳极，所失的电子流到与锌相连接的铜（阴极）并在其表面上为溶液中的H+离子所接受,于是锌不断地变成Zn2+离子转入溶液中去而遭受腐蚀。这种原电池叫做腐蚀原电池或腐蚀电池。,同一块金属，不与其他金属相接触，单独置于电解质溶液中也会产生腐蚀电池。例如，工业锌中含有少量杂质（如杂质Fe以FeZn7的形式存在）,杂质的电位较锌的电位高。此时，锌为阳极，杂质为阴极，于是形成腐蚀电池（图2）。,结果锌遭受腐蚀，氢则成为气泡在杂质（阴极）表面上逸出。金属在电解质溶液中于其表面上形成的这种微小的原电池称为腐蚀微电池。引起这类微电池的原因是化学成分、金属组织结构、金属表面膜和金属物理状态的不均匀性等。,二、按照腐蚀环境分类,1、化学介质