海洋防腐蚀材料的应用进展

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1、海洋防腐蚀材料的应用进展报告人：谈立君金属腐蚀和海洋材料的基本知识超疏水表面理论基础超疏水技术在金属抗海水腐蚀领域的应用结论与展望金属腐蚀的定义腐蚀(corrosion)源于拉丁文“corrdere”，意即“损坏”、“腐烂”。金属材料与周围环境介质之间发生电化学或化学作用而导致材料的破坏或变质。广义的腐蚀包括了腐蚀与磨损、断裂等的协同作用，是一个交叉学科的领域。金属腐蚀的类型1.按腐蚀环境分类(ClassificationBaseonCorrosionEnvironment)大气腐蚀、土壤腐蚀、海水

2、腐蚀、等2.按腐蚀形态分类(ClassificationBaseonCorrosionConfiguration)全面腐蚀、局部腐蚀等3.按腐蚀机理分类(ClassificationBaseonCorrosionPrinciple)化学腐蚀、电化学腐蚀海洋材料的腐蚀材料在海洋环境中必然要经受各种恶劣条件的腐蚀和侵蚀作用，其中不仅包括海浪冲刷、海水溅射、海水腐蚀，还包括海洋中各种微生物附着腐蚀和海洋大型生物，如贝类、软体类的附着腐蚀作用;而且不同海域海水成分及生物种类也不同，不同深度海水中含氧量、光照

3、和海水流速等方面都存在差异。影响海洋材料腐蚀的因素温度溶解氧的影响盐度的影响pH的影响其它影响温度的影响海水的温度随时间、空间上的差异会在一个比较大的范围内变化。从动力学方面考虑，海水温度升高，会加速阴极和阳极过程的反应速度。另一方面，海水温度升高，海水中氧的溶解度降低，同时促进保护性钙质水垢生成，这又会减缓金属在海水中的腐蚀。因此，温度对腐蚀的影响是比较复杂的。溶解氧的影响氧在海水中的溶解度主要取决于海水的盐度和温度，随海水盐度增加或温度升高，氧的溶解度都降低。海水表层被氧饱和。在中层700m左右

4、深处，出现最低含氧量。氧是在金属电化学腐蚀过程中阴极反应的去极化剂。对碳钢、低合金钢等在海水中不发生钝化的金属，海水中含氧量增加，会加速阴极去极化过程，使金属腐蚀速度增加；对那些依靠表面钝化膜提高耐蚀性的金属，如铝和不锈钢等，含氧量增加有利于钝化膜的形成和修补，使钝化膜的稳定性提高，点蚀和缝隙腐蚀的倾向性减小。盐度的影响水中含盐量直接影响到水的电导率和含氧量，因此必然对腐蚀产生影响。随着水中含盐量增加，水的电导率增加而含氧量降低，所以在某一含盐量时将存在一个腐蚀速度的最大值。pH的影响海水的pH值主

5、要与海水中CO32-，HCO3-和游离CO2含量有关。海水的pH值主要影响钙质水垢沉积，从而影响到海水的腐蚀性。因为在海水pH值条件下，海水中的碳酸盐一般达到饱和，pH值即使变化不大也会影响到碳酸钙水垢的沉淀。pH值升高，容易形成钙沉积层，海水腐蚀性减弱。其它影响海水的流速以及波浪都会对腐蚀产生影响。海生物对腐蚀也有重要的影响。海生物的腐蚀会造成以下几种破坏：①海生物的附着并非完整均匀，附着层内外形成氧浓差电池；②由于生物的生命活动，局部改变了海水介质的成分，造成富氧或酸性环境等；③附着生物穿透或剥

6、落破坏金属表面的保护层和涂层。海水腐蚀的特点由于海水导电性好，腐蚀电池中的欧姆电阻很小，因此异金属接触能造成阳极性金属发生显著的电偶腐蚀破坏。海水中含有大量氯离子，容易造成金属钝态局部破坏。碳钢在海水中发生吸氧腐蚀，凡是使氧极限扩散电流密度增大的因素，如充气良好，流速增大，都会使碳钢腐蚀速度增大。海洋环境的腐蚀分为几个区域（海洋大气区、飞溅区、潮差区、全浸区。海泥区）。船舶和海洋设施的防腐蚀的一般方法（1）选择合适的材料低合金海水用钢与碳钢的比较腐蚀速度(mm/y)低合金钢碳钢海洋大气区0.04

7、0.050.20.5飞溅区0.10.150.30.5潮差区0.10.1全浸区0.150.20.20.25海泥区0.060.1环境（2）设计和施工在设计和施工中要避免造成电偶腐蚀和缝隙腐蚀。与高流速海水接触的设备(泵、推进器、海水冷却器等)要避免湍流腐蚀和空泡腐蚀（3）涂料保护（4）阴极保护阴极保护与涂料联合应用是最有效的防护方法。现在海洋船舶、军舶普遍采用这种防护方法。海洋材料的概述海洋材料，是指来源于海洋或应用于海洋的材料。该类材料具有特定的海洋特色，是目前海洋科技发展的物质基础

8、。目前，海洋材料按原料来源可分为以下两类。第一类是指原料为提取于海洋环境所制备的材料;（1）成功从海洋中提取战略金属，如镍、铜、钻、锰和铁等，具有巨大的经济开发潜力。（2）从海洋矿物中开发甲烷水合物（可燃冰），将其作为新能源的化石燃料。第二类是指原料来源于陆地，但是是针对海洋具体环境条件设计、制造的材料；制备的钛基纤维复合材料符合深海环境的必备条件，可承受3500米深度一下的水压，并可进行正常工作。根据海洋材料的创新性又可以将之分为：传统海洋材料和新型海洋材料两个领域