电化学(金属腐蚀与防护)2

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1、电化学——金属的电化学腐蚀与防护电化学知识应用——金属制品的防护教学目标1、了解金属腐蚀的本质及分类，特别是电化学腐蚀的原理。2、学习掌握金属防护的方法，提高分析和解决生产生活中实际问题的能力。在现代社会中，金属材料的用量越来越大，品种也越来越多。可以毫不夸张地说，金属材料是现代物质文明的基础。不过，需要注意的是，金属材料一直在悄悄地经受着破坏——腐蚀。全世界每年因腐蚀而损失的金属材料的数量相当多。因此，金属的防腐蚀问题一直是世界科技领域研究的重要内容。金属腐蚀损失我国作为世界上钢铁产量最多的国家，每年被腐蚀的铁占到我国钢铁年产量的十分之一，因为金属腐蚀而造成的损失占到国内生产总值

2、的2%~4%。根据各国调查结果，一般说来，金属腐蚀所造成的经济损失大致为该国国民生产总值的4%左右。另据国外统计，金属腐蚀的年损失远远超过水灾、火灾、风灾和地震（平均值）损失的总和，在这里还不包括由于腐蚀导致的停工、减产和爆炸等造成的间接损失。金属腐蚀的主要害处，不仅在于金属本身的损失，更严重的是金属制品结构损坏所造成的损失比金属本身要大到无法估量。腐蚀不仅造成经济损失，也经常对安全构成威胁。国内外都曾发生过许多灾难性腐蚀事故，如飞机因某一零部件破裂而坠毁；桥梁因钢梁产生裂缝而塌陷；油管因穿孔或裂缝而漏油，引起着火爆炸；化工厂中储酸槽穿孔泄漏，造成重大环境污染；管道和设备跑、冒、滴

3、、漏，破坏生产环境，有毒气体如Cl2、H2S、HCN等的泄漏，更会危及工作人员和附近居民的生命安全。腐蚀的定义50年代，腐蚀的定义仅指金属的腐蚀：“在周围介质作用下，由于化学反应、电化学反应或物理溶解而产生的金属破坏。”50年代后，随着非金属材料的发展，腐蚀定义扩大到所有的材料:－“由于材料和它所处的环境发生反应使材料和材料的性质发生恶化的现象”－“腐蚀是由于物质与周围环境的作用而产生的破坏”非金属材料－老化腐蚀的定义定义：腐蚀是材料受环境介质的化学、电化学和物理作用产生的损坏或变质现象,包括化学、电化学与机械因素或生物因素的共同作用；根据反应类型划分腐蚀种类：化学腐蚀、电化学腐蚀

4、、物理溶解腐蚀.腐蚀的定义包括了化学、电化学、物理学的内容，腐蚀的发生往往与磨损、断裂等的同时进行；腐蚀学是交叉学科（边缘学科），涉及到金属学、电化学、物理化学、流体力学、固体力学等，是一门应用性很强的学科。腐蚀防护意义－减少损失和降低防腐成本、延长服役寿命通过普及腐蚀与防护知识，推广应用先进的防腐蚀技术，腐蚀造成的经济损失可减少30％～40％。腐蚀损失和防护费用与防腐蚀程度关系总费用最低：腐蚀损失和防腐成本的最少防腐蚀：成本支出腐蚀：导致设备损失，停工损失等腐蚀防护的基本途径（1）提高金属本身的耐蚀性：如不锈钢、镍基合金从材料的热力学稳定性和控制腐蚀动力学两个角度出发提高材料的抗

5、蚀性；（2）改变环境（介质处理）：降低环境的腐蚀性，如除去大气中的SO2，在水溶液中除O2，改变溶液的pH值，在环境中加入缓蚀剂等；（3）采用覆盖层：采用金属和非金属涂层、改变材料的表面结构，使材料表面具有耐蚀的特性；采用衬里、防锈油、防锈纸等，将材料与腐蚀介质隔开，腐蚀防护的基本途径（4）采用电化学保护（电保护）：对于金属的电化学腐蚀可通过阴极极化降低氧化反应速度，或通过实现阳极钝化来以达到防腐目的；（5）正确选材和合理设计：为了防止腐蚀发生，必须重视正确选材和合理设计，设计时做到材料匹配和结构合理、结构间连接应尽可能防止缝隙产生等；(6)腐蚀与防护的管理与教育:主观上重视。加强

6、对腐蚀与防护的管理，提高各类人员对腐蚀与防护的重视，需要建立相应的教育体制，广泛开展腐蚀与防护的教育工作，提高腐蚀与防护的自觉性。金属（电化学）腐蚀的分类1.自然环境腐蚀（1）大气腐蚀－最普通的腐蚀（2）土壤腐蚀－最复杂的腐蚀（3）水环境（淡水和海水）腐蚀－最苛刻的腐蚀（4）微生物腐蚀－无处不在2.工业环境腐蚀（1）在酸性溶液中的腐蚀；（2）在碱性溶液中的腐蚀；（3）在盐类溶液中的腐蚀；（4）在工业水中的腐蚀；（5）在熔盐中的腐蚀；（6）在液态金属中的腐蚀（物理溶解腐蚀）按照腐蚀环境划分金属（电化学）腐蚀的分类1.全面腐蚀（也称为均匀腐蚀）均匀的全面腐蚀不均匀的全面腐蚀2.局部腐蚀

7、电偶腐蚀点腐蚀（孔蚀、点蚀）缝隙腐蚀晶间腐蚀选择性腐蚀氢致开裂（也称氢脆）应力腐蚀断裂（也称为应力腐蚀）腐蚀疲劳磨损腐蚀。。。。。。按照腐蚀形态划分重量指标：金属因腐蚀而发生的重量变化，换算成相当于单位金属表面积于单位时间内重量变化的数值,常用单位：mg/cm2h深度指标：金属的厚度因腐蚀而减少的量，以长度单位表示，并换算成单位时间的数值，常用单位：mm/a电流指标：用腐蚀金属的阳极电流密度的大小，衡量金属腐蚀速度的快慢，常用单位：mA/cm2金属腐蚀速度的表示法看现