第6章金属基复合材料的腐蚀ppt课件.ppt

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1、第6章金属基复合材料的腐蚀及防护处于不同环境的各种材料都会不可避免地发生腐蚀材料腐蚀－缩短材料使用寿命，造成巨大经济损失2.材料腐蚀－增加资源损耗，增加能源损耗，对环境造成严重危害3.材料腐蚀－造成对大气、土壤、江河、湖泊地严重污染4.材料腐蚀－中断生产，影响人们地正常生产及生活甚至危机人身安全提高材料耐蚀性，刻不容缓，义不容辞腐蚀的现象1.文物腐蚀中山陵内孙中山纪念馆前的孙中山铜像被腐蚀2.汽车腐蚀腐蚀的现象美国福特汽车将在北美召回52.5万福特稳达(Windstar)MPV腐蚀的现象3.制药业系统腐蚀注射水系统和纯蒸汽系

2、统采用奥氏体不锈钢600毫米水管被腐蚀地沟管线严重腐蚀供热管线焊接不上4.管线腐蚀腐蚀热力学金属与其它组元重新组合的趋势金属与环境发生电化学反应所导致的能量衰变腐蚀腐蚀的方向－能量降低的方向腐蚀的路线－阻力最小的路线Gibbs自由能腐蚀作用导致材料破坏、生成新相、体系自由能降低自由能作为金属材料是否发生腐蚀的判据电化学腐蚀倾向还可用电极电位或标准电极电位判断金属的腐蚀均为电化学腐蚀两种途径:所有反应粒子同时碰撞，当其能量超过反应的活化能位垒时，形成腐蚀产物分子腐蚀反应可分为两个半反应各自在金属表面最适合于其进行的地点同时进行

3、电化学路径进行腐蚀反应的阻力小反应在各自最适宜的地点进行，反应几率大；腐蚀反应在反应物体系的G最高，活化能位垒最低点进行，反应速度常数高；化学腐蚀路径－腐蚀产物阻碍反应物粒子进一步碰撞电极电位－金属与溶液的界面内电位差，主要决定于界面层中离子双电层的形成电极电位的主要来源－离子双电层的电位差金属/溶液界面上，对Zn离子存在两种矛盾金属晶格中自由电子对Zn离子的静电引力阻止表面Zn离子脱离晶格溶解到溶液中；促使界面附近溶液中的水化Zn离子脱水化，沉积到金属表面2.极性水分子对Zn离子的水化作用促使金属表面的Zn离子进入溶液；阻

4、止界面附近溶液中的水化Zn离子脱水化而沉淀的作用界面上会形成一定的剩余电荷分布，金属/溶液界面层这种相对稳定的剩余电荷分布－离子双电层平衡电极电位可逆性－正向反应和逆向反应的速度相等时，电极反应中物质的交换和电荷的交换才是平衡的可逆电极－平衡电极，净反应为零可逆电极电位－平衡电极电位腐蚀电池阳极－表面进行阳极反应的电极阴极－表面进行阴极反应的电极（1）腐蚀电池作用的结果是导致金属材料的破坏（2）腐蚀电池反应所释放出来的化学能都是以热能的形式耗散掉而不能利用（3）腐蚀电池中相应的电极反应都是以最大程度的不可逆过程方式进行的腐蚀

5、电池作用的动力来自腐蚀反应的化学亲和势腐蚀电池，必须包括阳极、阴极、电解质溶液和电路四个不可分割的组成部分，缺一不可，并由此构成腐蚀电池工作历程的三个基本过程。阳极：发生氧化反应的过程；阴极：发生还原反应的过程；电子流动：电流的流动在金属中依靠电子从阳极流向阴极，而在溶液中依靠离子的迁移，即阳离子从阳极区向阴极区移动，阴离子从阴极区向阳极区迁移，从而使电极系统构成通路。腐蚀电池腐蚀电池腐蚀电池氧化还原反应释放出来的化学能全部以热能形式放出工作特点只能导致材料破坏，而不能形成对外做有用功的短路原电池工作环节阳极过程阴极过程电子

6、流动金属离子转入溶液，等量电子留在基体电解质中的氧化物质吸收阳极来的电子金属中：电子从阳极流向阴极溶液中：依靠离子迁移腐蚀体系的电化学不均匀性所造成的阴阳极反应的空间分割是发生电化学腐蚀的原因阳极过程阴极过程1金属原子离开晶格转变为表面吸附原子2表面吸附原子越过双电层进行放电转变为水化阳离子3水化金属阳离子从双电层溶液侧向溶液深处迁移1析氢反应（氢离子还原反应）电极电势降低的金属在酸性介质中的腐蚀伴随此过程。2吸氧反应（氧的还原反应）3溶液中高价离子的还原4溶液中贵金属离子的还原腐蚀电池的电极过程腐蚀速度失重法深度法电流密度

7、法金属阳极每溶解1mol/L1价金属，通过的电量为1法拉第腐蚀电池的电流与金属阳极溶解速度的大小有严格的当量关系腐蚀动力学极化现象电流流过时电极电位偏离平衡电位的现象一.极化现象既然电流可用来表征腐蚀速度，一旦产生腐蚀电池，电流密度与电极电位会如何变化呢？1.阳极极化－电极电位偏离平衡电位向正的方向移动2.阴极极化－电极电位偏离平衡电位向负的方向移动电化学体系中，发生电极极化时，阴极的电极电位变得比平衡电位更负，阳极电极电位变得比平衡电位更正二.极化原因电子的流动－它起着在电极表面积累电荷，使电极电势偏离平衡状态的作用（极化

8、作用）电极的反应－它起着吸收电子运动所传递过来的电荷，使电极电势恢复平衡状态的作用（去极化作用）电极/溶液界面发生新的矛盾当有电流流过时电极性质的变化就取决于极化作用和去极化作用的对立统一二.极化原因阳极：电子流出电极速度大，正电荷积累阴极：电子流入电极速度大，负电荷积累偏离平衡电极电位电