2012-2013金属材料的腐蚀与防护

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1、内蒙古师范大学2012-2013学年论文论文题目:金属材料的腐蚀与防护院系化学与环境科学学院专业化学教育授课语种蒙古语学生姓名雅茹学号20112102717指导教师姓名白音孟和2013年10月1日目录摘要1关键词11金属材料的腐蚀机理11.1金属腐蚀的分类11.2金属腐蚀的发生12金属防护的方法22.1改善金属的环境22.2.1金属的磷化处理22.2.2金属的氧化处理22.2.3非金属涂层22.2.4金属保护层32.3电化学保护法32.4缓蚀剂法43金属腐蚀的危害44结束语5参考文献5Abtract6Keywords6全文共7页53

2、89字金属材料的腐蚀与防护化学与环境科学学院化学教育2011蒙班雅茹20112102717指导老师白音孟和教授摘要本文论述了腐蚀的产生机理，从而探讨了防腐蚀的办法。详细综述了形成保护层、电化学保护法、缓蚀剂法等几种常见腐蚀防护方法的原理以及在金属腐蚀与防腐中的应用和研究进展。介绍了金属腐蚀的危害和分类，对金属腐蚀防护的方法和重要性进行了详细的阐述。关键词金属材料;腐蚀;防护危害金属腐蚀问题有很多解决方法，随着科技进步，越来越多的金属防护方法面世，这些方法各有千秋，也有不足。钢铁生锈、铜器泛绿、银具变黑等都是材料(通常是指金属)及其结

3、构物，制件与其所处环境介质之间的化学反应或电化学反应所引起的破坏或变质。这类破坏或变质被称之为材料的腐蚀。腐蚀科学则是一门涉及化学、物理、冶金学、表面科学、力学、机械学和生物学等多学科的应用科学。金属的腐蚀严重破坏了国民经济和国防建设，研究金属的腐蚀这门科学对于提高国民经济和加强国防建设都有重要的意义。1金属材料的腐蚀机理1.1金属腐蚀的分类按照金属的腐蚀机理可以将金属腐蚀分为化学腐蚀与电化学腐蚀两大类。化学腐蚀就是金属与接触到的物质直接发生氧化还原反应而被氧化损耗的过程；电化学腐蚀就是铁和氧形成两个电极，组成腐蚀原电池，因为铁的电

4、极电位总比氧的电极电位低，所以铁是阳极。遭到的腐蚀不管是化学腐蚀还是电化学腐蚀，金属腐蚀的实质都是金属原子被氧化转化成金属阳离子的过程[1]。1.2金属腐蚀的发生自然界中只有极少数金属（例如金、铂等）能以游离状态存在，而大多数金属都需要从它们的矿石中用不同的能量冶炼出来。因此，从热力学观点来看，金属的腐蚀是很自然的事。金属受周围介质的化学及电化学作用而被破坏，这种现象叫做金属的腐蚀。由于腐蚀导致的金属破坏都从表面开始，而破坏的程度，一般来说也是表面最大。在液态和固态电解质中腐蚀过程是电化学过程。因此，腐蚀能否进行取决于金属能否离子化

5、，而金属离子化的趋势可以用电极电位（E）表示。金属在电解质中的腐蚀是一种电化学变化[2]，它的进行依照法拉第定律及欧姆定律,△W=（Ec－Ea）te/(96500AR)式中，e为常数，如粗略地认为R不变时，则腐蚀速率（△W/t）与（Ec－Ea）成正比，而与A成反比。（Ec－Ea）6因极化关系有所变化，因此腐蚀率也会随时间变化；阳极面积（A）较小时，腐蚀率将会随着提高。金属腐蚀时，阳极释放电子的阳极过程和阴极获得电子的阴极过程是在同一金属表面进行的。一般腐蚀电极由四个必须的部分组成：1．必须有一个阳极2．必须有一个阴极3．必须有一个连

6、接阳极和阴极的导电通路。(通常这可能是管道自身)4．阳极和阴极必须浸入导电的电解质中。(通常是潮湿的土壤)2金属防护的方法2.1改善金属的环境在金属表面覆盖各种保护层，把被保护金属与腐蚀性介质隔开，是防止金属腐蚀的有效方法[3]。改善环境对减少和防止腐蚀有重要意义。例如，减少腐蚀介质的浓度，除去介质中的氧，控制环境温度、湿度等都可以减少和防止金属腐蚀。也可以采用在腐蚀介质中添加能降低腐蚀速率的物质(称缓蚀剂)来减少和防止金属腐蚀。2.2.1金属的磷化处理钢铁制品去油、除锈后，放入特定组成的磷酸盐溶液中浸泡，即可在金属表面形成一层不溶

7、于水的磷酸盐薄膜，这种过程叫做磷化处理。磷化膜呈暗灰色至黑灰色，厚度一般为5-20μm，在大气中有较好的耐腐蚀性。膜是微孔结构，对油漆等的吸附能力强，如用作油漆底层，耐腐蚀性可进一步提高。2.2.2金属的氧化处理将钢铁制品加到NaOH和NaNO2的混合溶液中，加热处理[4]，其表面即可形成一层厚度约为0.5-1.5μm的蓝色氧化膜(主要成分为Fe3O4)，以达到钢铁防腐蚀的目的，此过程称为发蓝处理，简称发蓝。这种氧化膜具有较大的弹性和润滑性，不影响零件的精度，故精密仪器和光学仪器的部件，弹簧钢、薄钢片、细钢丝等常用发蓝处理。2.2.

8、3非金属涂层用非金属物质如油漆、塑料、搪瓷、矿物性油脂等涂覆在金属表面上形成保护层，称为非金属涂层，也可达到防腐蚀的目的。例如，船身、车厢、水桶等常涂油漆，汽车外壳常喷漆，枪炮、机器常涂矿物性油脂等。用塑料(如聚乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯