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《稀有金属材料的耐蚀性及其在化工领域的应用.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、!""#!!$"#%$!"#$%&*-!"#$%&’()*!"#$%&’()*朱玉斌!+++*+*李中奎+++周廉3!/上海大学材料学院#+上海*,,,4*+56*/西北有色金属研究院78陕西西安4!,,!09摘要(随着稀有金属工业的不断发展!其价格的不断降低!具有特殊耐蚀性能的新型合金的不断出现!稀有金属作为耐蚀结构材料应用越来越广泛#本文对钛%锆%镍%钽等稀有金属材料的耐蚀特性及耐蚀机理进行了全面的分析!并对其制品在化工领域的应用进行了综合评价#关键词(稀有金属)耐蚀性)应用的新合金的不断出现!稀有金属作为耐蚀结构材料!"""前言
2、具有更广阔的前景$稀有金属中$%"&’"(%"$)等材料既具有良好的现代化工的发展!使得单元装置日趋大型化"生力学性能和工艺性能!也具有优异的耐蚀性!是化工产连续化!以期达到最低的消耗和最高的经济效益#装置理想的候选材料$$%"&’"(%"$)"及其合金系列品因此!对化工装置用材提出了更高"更严格的要求$种繁多!但适用于化工行业的数量有限!因此!对其传统的材料已越来越不适应!解决设备的腐蚀问题耐蚀机理"特征和应用范围作进一步的探讨和评价自然更为迫切$是十分必要的$稀有金属具有许多独特的性能!在材料领域独树一帜!不仅是航空%航天"核能等
3、工业领域重要的*+""钛及钛合金耐蚀性及适用范围结构材料!而且是石油化工"制碱"电镀电解"冶金"制药以及火力发电"海水淡化"环境保护"医疗卫生钛及钛合金是一种具有优异机械性能和耐腐蚀等领域重要的耐蚀材料$目前!美国"日本等发达国性能的金属材料!比强度高!作为化工设备结构材料家!一般工业尤其是石化工业稀有金属用量不断增在*,世纪-,年代就开始应用$实际上钛是一种很长$在我国#稀有金属在化工领域!作为耐蚀结构材活泼的金属!平衡电位很低&.!/0*12’!但是其在许料发展也很快$可以预见!随着稀有金属生产工艺的多介质中却十分稳定!这是因为它
4、在这些介质中发日趋成熟"价格的不断降低以及具有特殊耐蚀性能生了钝化!形成了保护膜而具有极好的耐蚀性$钛的!"#$%!"#$%&’(%)"$%*(+&,,-!B致钝电位较负!在一些酸性氯化物溶液中钛的致钝氯化物#硫酸盐#氯酸盐#湿氯气#氯水的腐蚀"电流密度也较小!这表明稍具氧化能力的氧化剂就钛特别不耐纯还原性无机酸的腐蚀!如氟化物能使钛钝化!即钝化倾向强烈"在氧化性酸#中性盐溶液#沸腾的浓缩氯化铝溶液#盐酸#硫酸#磷酸#草以及某些稀酸溶液中阳极极化曲线通常无活化区!酸#三氯醋酸及不充气的甲酸"但当存在氧化性试剂证明在这些介质中钛也具有很
5、强的钝化倾向及钝态如硝酸#铬酸#空气#铁离子或铜离子时!钛被钝化!稳定性!即使表面被划伤!氧化膜被破坏!仍能迅速腐蚀能被阻止或延缓"通常!应避免钛在无水的情况自修复而维持稳定的钝态$钛的氧化膜具有较高的下存在于氯气或甲醇介质中!以及未受到抑制的还氧化电位!如在以硫酸为主的溶液中!通常在几伏以原条件!如果钛暴露在此环境中!空气中生成的钝化上才会出现新的电极过程!其钝化电位范围高达膜不够稳定!而且在遭到破坏时不可能再生自修复$!"#$!而不锈钢仅为"%!&#$!因此!钛的稳态电位范另外!钛还应避免的环境是含氟化物的溶液%如氟围宽!钝态稳定
6、性明显优于不锈钢$钛的氧化膜在氯化铵&#热浓苛性碱#有机酸%如草酸#浓柠檬酸#三化物溶液中也具有很高的稳定性!因此!不易为’()破氯醋酸及未加气的沸腾甲酸&以及强氧化剂%如无坏"水的液态和气态氯#液态和气态氧#无水红色发烟硝综上所述!钛的优良的耐腐蚀性能是由于其与酸#无水四氯化氮和液态溴&"钛及钛合金的主要适氧有较强的亲和力!并能在其表面生成稳定致密的用范围及工作环境见表("保护性氧化膜!该膜是由基体金属*环境界面处的钛一般免于局部腐蚀!如点蚀#应力腐蚀#晶间+,-!以及其下面的薄层+,!-.和+,-组成!从而阻止腐蚀#缝隙腐蚀等!且
7、焊接接头耐蚀性好!腐蚀疲劳腐蚀性介质向基体内部的进一步侵蚀"钛与中性和强度高"另外!通过阳极保护#表面处理及在介质中碱性的溶液#氧化性酸和含有氧化剂的非氧化性酸加入缓蚀剂等方法可改善其耐蚀性!进一步扩大应完全不起反应!因此!钛及其合金完全耐各种类型的用范围"表(<###常用的钛及钛合金适用范围及工作环境######钛及钛合金工作温度及介质HIJ>CK主要适用范围低强可塑钛合金+=((""/0!""1.""L&""泵#仪器#管道#换热器#受压设备管+=!件#小负载过滤器#凝汽器中强可塑钛合金+,*!=(*(%&>?!""23.""4B"
8、"ME""低温技术#换热器#泵#管道#管件#水<+,*&=(*!%&@A解设备#医疗器械#受压设备#塔器高强可塑钛合金+,*&=(<.""567&"8E""N("""压缩机#分离机#离心机#萃取器#高+,*B=(*7$压
