第7章金属在自然环境中的腐蚀ppt课件.ppt

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1、第7章金属在自然环境中的腐蚀大气中的腐蚀海水中腐蚀土壤中腐蚀7.1大气腐蚀(atmosphericcorrosion)金属（合金）制品与所处的大气环境之间的化学作用或电化学作用引起的破坏，称为大气腐蚀。金属制品：铁路、桥梁、车辆、飞机、机械设备、武器装备及历史文物等。7.1大气腐蚀成分克/米３重量％成分毫克/米３重量%空气N2O2Ar水蒸汽二氧化碳11728792691580.510075231.260.700.04NeKrHeXeH21440.80.50.051230.70.40.04大气的近似组成（不包括杂质）温度10oC,压力100KN/m2根据Meetham.转引自＜Corro

2、sion＞上卷P2.4绝对湿度和相对湿度绝对湿度：1m3空气中所含水蒸气的质量（g)。相对湿度：溶液中的盐相对温度%溶液中的盐相对温度%硫酸铜CuSO4.5H2O硫酸钾K2SO4硫酸钠Na2SO4碳酸钠Na2CO3.10H2O硫酸亚铁FeSO4.7H2O硫酸锌ZnSO4.7H2O硫酸镐3CdSO4.8H2O氯化钾KCl硫酸铵(NH4)2SO4989893929290898681氯化铵NH4Cl氯化钠NaCl氯化亚铜CuCl2.2H2O氯化亚铁FeCl2氯化镍NiCl2碳酸钾K2CO3.2H2O氯化镁MgCl2.6H2O氯化钙CaCl2.6H2O氯化锌ZnCl2.XH2O80766856

3、5444343210与饱和盐溶液平衡的空气相对湿度(20oC)(根据ToMaWoB.O’Brient等)(1)RH=100%，形成肉眼可见的水膜。(2)RH<100%，金属表面上水膜肉眼不可见，◆毛细凝聚◆化学凝聚◆吸附凝聚(3)金属表面上形成的水膜并不是纯净的水金属表面上的水膜杂质典型浓度，微克/米３SO2工业区：冬天350.夏天100农村地区：冬天100.夏天40SO3大约为SO2含量的10％H2S工业区：1.5~90城市地带：0.5~1.7农村地区：0.15~0.45春季测量的数字NH3工业区：4.8农村地区：2.1氯化物(空气样品)内地工业区：冬天4.8夏天2.7沿海农村区：年

4、平均5.4氯化物(雨水样品)内地工业区：冬天7.9夏天5.3沿海农村区：冬天57夏天18毫克/升尘粒工业区：冬天250夏天100农村地区：冬天60夏天15根据Meetham.转引自Shreired.大气杂质的典型浓度我国地域辽阔，有7种气候带，自然环境类型多，对材料腐蚀性的差别很大。7.1.1大气腐蚀的分类及特点I－RH很小，=10～100ÅII－RH<100%,=100Å～1mIII－RH≈100%,=1m～1mmIV－RH=100%,>1mm腐蚀速度与表面水膜厚度的关系毛细管半径,Ao冷疑时相对湿度%毛细管半径,Ao冷疑时相对湿度%36094479

5、89080302115706050毛细管半径与水汽冷疑所需相对湿度的关系1.构件中的狭缝2.金属表面上的灰尘3.腐蚀产物中的细孔大气腐蚀条件下水汽毛细凝聚的可能中心大气腐蚀的三种类型(1)干大气腐蚀(2)潮大气腐蚀RH<100%，在金属表面上存在肉眼不可见的薄液膜，随水膜厚度增加，金属腐蚀迅速增大。(3)湿的大气腐蚀RH≈100%，金属表面上形成肉眼可见的水膜，随水膜厚度增加，V-逐渐减小。部分金属大气腐蚀速度（mm/a)大气腐蚀金　　属工业大气海洋大气农村大气铝铜铅锡镍锌锌(99.9%)碳钢(99.9%)低合金钢(4Cu,1.1Cr,0.16P)0.8131.190.4321.193

6、.255.134.909.651.020.711.320.4062.310.1021.601.75——0.02540.5840.4830.4570.1520.8641.07——大气腐蚀特点：（1）.表面粗糙毛细作用,化学颗粒,范德华力等使金属表面形成水膜—大气腐蚀基本条件。（2）.金属表面水膜厚和溶解氧对大气腐蚀关系密切。（3）.大气腐蚀与表面腐蚀产物(膜)的保护性关系密切，比较稳定的表面腐蚀产物(膜)。如Fe－－FeOOH，Cu－CuCO3·3Cu(OH)，Al－Al2O3·3H2O，Pb－PbCO3orPbO覆盖在金属表面，可阻止大气腐蚀的发展。7.1.2大气腐蚀机理毛细管凝聚

7、化学凝聚吸附凝聚O2CO2eH2OH2OH2O（1）金属表面上液膜的形成Fe7.1.2大气腐蚀机理OH-eFeFe2+e(2)电化学腐蚀过程（初期）阳极：FeFe2++2e阴极：O2+H2O+4e4OH—总反应：Fe+1/2O2+H2O→Fe(OH)2O27.1.2大气腐蚀机理(2)电化学腐蚀过程（初期）进一步氧化：2Fe(OH)2+½O2→Fe（OH)3脱水：Fe(OH)3→FeOOH+H2O7.1.2大气腐蚀机理阳极：Fe→Fe2++2