金属的电化学腐蚀与防腐

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1、金属的电化学腐蚀与防腐0809401071化学类戴琴摘要:金属的腐性是对能源的一种极为严重的浪费。本文从分析全属腐性的热力学及电化学原理入手,探讨了种种行之有效的防腐方法。关键词:全属腐性,热力学,电化学,防腐引言：随着社会生产力的发展，人民生活水平的提高，金属的使用在日常生活中应用的越来越普遍，由金属腐蚀所带来的损失也越来越严重，这样研究金属的腐蚀与防护便显得非常的重要，本论文主要综合讲述了金属的电化学腐蚀的基本原理和分类，以及讨论了有关现实生产生活中具体的防护措施，以更好的指导现实实践。一、金属腐

2、蚀的危害腐蚀遍及国民经济各部门，给国民经济带来巨大的经济损失。20世纪50年代前腐蚀的定义只局限于金属腐蚀。从50年代以后，许多权威的腐蚀学者或研究机构倾向于把腐蚀的定义扩大到所有的材料。但通常还是指金属的损坏。因为金属及其合金至今仍然是最重要的结构材料，所以金属腐蚀还是最引人注意的问题之一。腐蚀给合金材料造成的直接损失巨大。有人统计每年全世界腐蚀报废的金属约一亿吨,占年产量的20%～40%。而且随着工业化的进程,腐蚀问题日趋严重化，美国1949年腐蚀消耗(材料消耗和腐蚀)为50亿美元，1975年达7

3、00亿美元，到1985年高达1680亿美元，与1949年相比增加了80余倍。估计全世界每年因腐蚀报废的钢铁设备相当于年产量的30%。显然，金属构件的毁坏，其价值远比金属材料的价值大的多；发达国家每年因腐蚀造成的经济损失约占国民生产总值的2-4%；美国每年因腐蚀要多消耗3.4%的能源；我国每年因腐蚀造成的经济损失至少达二百亿。腐蚀的巨大危害不仅体现在经济损失上，它还会带来惨重的人员伤亡、环境污染、资源浪费、阻碍新技术的发展、促进自然资源的损耗。二、电化学腐蚀原理4金属的腐蚀原理有多种，其中电化学腐蚀是最

4、为广泛的一种。当金属被放置在水溶液中或潮湿的大气中，金属表面会形成一种微电池，也称腐蚀电池(其电极习惯上称阴、阳极，不叫正、负极)。阳极上发生氧化反应，使阳极发生溶解，阴极上发生还原反应，一般只起传递电子的作用。腐蚀电池的形成原因主要是由于金属表面吸附了空气中的水分，形成一层水膜，因而使空气中CO2，SO2，NO2等溶解在这层水膜中，形成电解质溶液，而浸泡在这层溶液中的金属又总是不纯的，如工业用的钢铁，实际上是合金，即除铁之外，还含有石墨、渗碳体(Fe3C)以及其它金属和杂质，它们大多数没有铁活泼。这

5、样形成的腐蚀电池的阳极为铁，而阴极为杂质，又由于铁与杂质紧密接触，使得腐蚀不断进行。电化学腐蚀分为两类：析氢腐蚀和吸氧腐蚀。1、析氢腐蚀(钢铁表面吸附水膜酸性较强时)　　负极(Fe)：(1)　　(2)　　正极(杂质)：(3)　　电池反应：(4)由于有氢气放出，所以称之为析氢腐蚀。2、吸氧腐蚀(钢铁表面吸附水膜酸性较弱时)　　负极(Fe)：　　正极：(5)　　总反应：(6)由于吸收氧气，所以也叫吸氧腐蚀。析氢腐蚀与吸氧腐蚀生成的Fe(OH)2被氧所氧化，生成Fe(OH)3脱水生成Fe2O3铁锈。4　　(

6、7)钢铁制品在大气中的腐蚀主要是吸氧腐蚀。析氢腐蚀主要发生在强酸性环境中，而吸氧腐蚀发生在弱酸性或中性环境中。三、金属的防护金属的防护就是防止金属原子失去电子.阻止金属与接触到的物质或水、氧气等物质发生化学腐蚀或电化学腐蚀的过程.金属的防护可用物理方法，也可用电化学方法，还可以通过改变金属的内部结构，提高金属的抗腐蚀能力。1、金属防护的最简单的方法就是在其表面覆盖保护层，使之无法接触空气中的水和氧气，从而达到保护的目的.生活中常见的覆盖保护层防止铁生锈的方法有：①在铁的表面喷涂一层防腐油漆；②油脂可以

7、用来保护机器中由金属制成的转动部分，油层防止空气和水与铁接触；③用塑料喷涂或包裹在金属表面；④在铁的表面覆盖一层搪瓷；⑤利用电镀原理，在金属表面镀上一层不易被腐蚀的其他金属。42、在金属表面镀上一层不易被腐蚀的其他金属的方法常见有两种：镀锡铁（马口铁）和镀锌铁（白口铁），当镀层破损后，镀层金属均会与铁形成原电池.此时，马口铁中铁作为负极，易被腐蚀；而白口铁中锌作负极，铁被保护，不易被腐蚀。3、电化学保护法中，主要是使被保护的金属在发生电化学反应时作为正极或阴极，不参与电极反应.这类方法一般分为：牺牲阳

8、极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法两种。①牺牲阳极的阴极保护法：这种方法就是在保护的钢铁设备上装上比铁更活泼的锌块.在形成原电池反应时，锌作负极，被腐蚀，铁作正极从而被保护；②外加电流的阴极保护法：把被保护的钢铁设备作为阴极，用惰性电极作辅助阳极，两者均存在于电解质溶液中，接上外接电源.通电后，电子被强制流向被保护的钢铁设备，使钢铁表面产生负电荷的积累，这样就可以抑制铁发生失电子的反应，从而被保护。4、提高金属的抗腐蚀能力，还可以通过改变金属的内部结构