王雅超原电池的腐蚀与金属防护.ppt

金属的腐蚀与金属防护姓名 王雅超学号 2010019067 目录 金属腐蚀的危害金属的腐蚀金属的防护总结 1 金属腐蚀的危害金属腐蚀的破坏不像地震 海啸 台风那样在短暂瞬间内造成巨大灾害 而是无时无刻不在静悄悄地吞噬金属 由此造成的年损失远远超过水灾 火灾 风灾和地震 平均值 等损失的总和 据报道 全世界每年因腐蚀而报废的金属材料约占当年金属生产量的1 10 我国每年因受腐蚀而不能回收利用的钢铁达1000多万吨 不仅如此 因腐蚀造成的间接损失诸如停工减产 物料流失 环境污染等比腐蚀本身的直接损失还要大很多 因此 研究金属材料的腐蚀规律并采取有效的防护措施 是极其重要的 铜器表面生成一层薄薄的铜绿 铜绿的主要成分是Cu2 OH 2CO3 铁锈的主要成分 Fe2O3 XH2O 金属的腐蚀 1 定义 指金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程 2 金属腐蚀后的特征 在外形 色泽以及机械性能等方面都发生一定的变化 3 金属腐蚀的本质 金属原子失电子的过程 4 金属腐蚀的类别 1 化学腐蚀定义 金属跟接触到的物质 如O2 Cl2 SO2等 直接发生化学反应而引起的腐蚀 如铁与氯气直接反应 钢管被原油中的含硫化合物腐蚀 特点 反应简单 金属与氧化剂之间的氧化还原反应 左边家用燃气灶的中心部位很容易生锈 而右边的食品罐头放在南极80多年了 却很少生锈 升温可加快金属腐蚀 2 电化学腐蚀定义 不纯的金属 或合金 跟电解质溶液接触时 会发生原电池反应 比较活泼的金属失去电子而被氧化 这种腐蚀叫做电化学腐蚀 如 金属在酸 碱 盐 土壤 海水等介质中的腐蚀 分类 a 析氢腐蚀在潮湿的空气里 钢铁的表面吸附了一层薄薄的水膜 水膜又溶解来自大气中的CO2 SO2 H2S 使水膜中含有一定量的H 条件 电解质溶液酸性环境负极 铁 电极反应式 Fe 2e Fe2 正极 碳 电极反应式 2H 2e H2 总反应式 Fe 2H Fe2 H2 条件 电解质溶液酸性较弱或呈中性负极 铁 电极反应式 2Fe 4e 2Fe2 正极 碳 电极反应式 2H2O O2 4e 4OH 总反应式 2Fe 2H2O O2 2Fe OH 2 b 吸氧腐蚀 海边的铁制品比较容易生锈 原电池反应可加快金属腐蚀 化学腐蚀与电化学腐蚀的比较 金属被腐蚀后的危害 1 外形 色泽 机械性能发生变化 2 影响机器 仪表设备精度和灵敏度 以至报废 3 桥梁 建筑物强度降低而坍塌 4 地下金属管道泄漏 5 轮船船体损坏 6 金属腐蚀还可能造成环境污染 现在 我们来讨论一下金属的防护 金属的腐蚀 金属腐蚀的防护思路 主要从金属的本质和介质两方面考虑 如 改变金属的内部组织结构 如 不锈钢在金属表面覆盖保护层等 如 覆盖油脂 油漆 搪瓷 塑料 电镀金属 氧化成致密的气化膜电化学保护法 在要保护的金属上连接比该金属更活泼的金属或合金 常用的腐蚀防护技术 电化学保护 1 阴极保护法是最常用的保护方法 又分为外加电流的阴极保护和牺牲阳极的阴极保护 其原理是向被保护金属补充大量的电子 以消除局部的阳极溶解 2 阳极保护法的原理是利用外加阳极极化电流使金属处于稳定的钝态 阳极保护法只适用于具有活化 钝化转变的金属在氧化性介质中的腐蚀防护 在含有吸附性卤素离子的介质环境中 阳极保护法是一种危险的保护方法 容易引起点蚀 研制易钝化的新合金材料 制备方法差别较大 但其宗旨是改变金属内部结构 提高材料本身的耐蚀性 例如 在铁基体中加入足量的铬 12 就成为不锈钢 其于氧化环境中 表面容易生成钝化膜 有很高的耐蚀性 缓蚀剂保护 在封闭的腐蚀环境中添加少量能够降低腐蚀速率的物质 缓蚀剂 以阻止或减缓金属腐蚀 其原理是改变易被腐蚀的金属表面状态或者起负催化剂的作用 使阳极 或阴极 反应的活化能垒增高 金属表面处理 于金属接触环境使用之前先经表面预处理 用以提高材料的耐腐蚀能力 例如 钢铁部件先用钝化剂或成膜剂 铬酸盐 磷酸盐等 处理后 其表面生成了稳定 致密的钝化膜 抗蚀性能因而显著增加 这在往后的使用环境中就不必另外再加入缓蚀剂防护 钢铁部件表面发蓝是一个广为应用的实例 金属表面覆盖层 包括非金属涂层和金属保护层 其目的是将金属基体与腐蚀介质隔离开 阻止去极化剂氧化金属的作用 达到防腐蚀效果 常见的非金属涂层有油漆 塑料 搪瓷 矿物性油脂等 制成不锈钢 或在金属表面镀一层比要保护的金属更活泼的金属 电化学保护法 牺牲阳极保护法 形成原电池反应时 让被保护金属做正极 不反应 起到保护作用 而活泼金属反应受到腐蚀 电化学保护法 外加电流的阴极保护法 将被保护的钢铁设备 如钢闸门 做阴极 用惰性电极做辅助阳极 在外加直流电作用下 电子被迫流向被保护的钢铁设备 使钢铁表面的腐蚀电流降至零或接近等于零 总结 腐蚀给国民经济和社会生活造成严重的危害 它使人们辛苦冶炼和加工制作的金属材料变为无用的 不能回收的散碎废物 深入研究金属腐蚀机理 推广应用腐蚀防护技术可以将腐蚀造成的损失挽回30 40 腐蚀并非