最新1材料腐蚀与防护绪论ppt课件.ppt

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1、1材料腐蚀与防护绪论腐蚀现象是十分普通的。从热力学的观点出发，除了极少数贵金属(Au、Pt等)外，一般材料发生病蚀都是一个自发过程。人类使用的金属和非金属材料很少是由于单纯机械因素(如拉、压、冲击、疲劳、断裂和磨损等)或其他物理因素(如热能、光能等)引起破坏的。绝大多数金属和非金属材料的破坏都与其周围环境的腐蚀因素有关。材料的腐蚀问题已成为当今材料科学与工程领域不可忽略的课题。02研究材料腐蚀的重要性材料腐蚀问题遍及国民经济的各个领域。日常生活、交通运输、机械、化工、冶金，尖端科学技术、国防工业，使用材料的地方，不同程度存在着腐蚀问题

2、。材料腐蚀给国民经济带来巨大损失。金属材料，一些工业发达国家统计，每年由于腐蚀而造成的经济损失约占国民经济生产总值的2％～4％。美1975年腐损700亿美元，占年生产总值的4.2％，1982年高达1260亿美元；英1969年腐损13.65亿英镑，占生产总值的3.5％；日本1976年腐损92亿美元，占生产总值的1.8％；前苏1967年腐损67亿美元，占生产总值的2％；中国1995年腐损1500亿元，约生产总值的4%。日前，全世界每年腐损高达7000亿美元。解决腐蚀问题促进新技术发展不锈钢发明和应用，促进了硝酸和合成氨工业的发展。美国的阿

3、波罗登月飞船贮存N2O4的高压容器曾发生应力腐蚀破裂，经分析研究，加入质量数量为0.6％的NO之后才得以解决。美著名腐蚀学家方坦纳(Fontana)认为，如果找不到这个解决办法．登月计划会推迟若干年。材料腐蚀研究具有很大的现实意义和经济意义。0.3材料的腐蚀控制实践表明，若充分利用现有的防腐蚀技术，广泛开展防腐蚀教育，实施严格的科学管理，因腐蚀而造成的经济损失中有30％～40％是可以避免的。但目前仍有一半以上的腐蚀损失还没有行之有效的防蚀方法来避免，这就需要加强腐蚀基础理论与工程应用的研究。控制腐蚀方法1)根据环境，正确地选用金属材料

4、或非金属材料；2)对产品合理的结构设计和工艺设计，减少产品在加工、装配、贮存等环节中的腐蚀；3)用各种改善腐蚀环境的措施，如在封闭或循环体系使用缓蚀刑，以及脱气、除氧和脱盐等；4)用电化学保护方法，包括阴极保护和阳极保护技术；5)在基材上施加保护涂层，包括金属涂层和非金属涂层。1、金属与合金的高温氧化多数条件下，使用金属相对于其周围的气态都是热不稳定的。根据气体成分和反应条件不同，将反应生成氧化物、硫化物、碳化物和氮化物等，或者生成这些反应产物的混合物。室温或低温干燥的空气中，这种不稳定性对许多金属没有太多的影响。因反应速度很低。但是

5、随着温度的上升，反应速度急剧增加。在高温条件下，金属与环境介质中的气相或凝聚相物质发生化学反应而遭受破坏的过程称高温氧化，亦称高温腐蚀。高温下使用金属的抗蚀性问题变得尤为重要。金属高温腐蚀的普遍性1)化学工业中高温过程，如生产氨水和石油化工等领域产生的氧化。2)在金属生产和加工过程中，如在热处理中碳氮共渗和盐浴处理易于产生增碳、氯化损伤和熔融盐腐蚀。3)含有燃烧的各个过程，比如柴油发动机、燃气轮机、焚烧炉等所产生的复杂气氛高温氧化、高温高压水蒸气氧化及熔融碱盐腐蚀。4)核反应堆运行过程中，煤的气化和液化产生的高温硫化腐蚀。5)在航空领

6、域，如宇宙飞船返回大气层过程中的高温氧化和高温硫化腐蚀，以及航空发动机叶片受到的高温氧化和高温硫化腐蚀。高温腐蚀危害性及研究高温腐蚀意义使许多金属腐蚀生锈，造成大量金属的耗损；破坏金属表面优良使用性能，降低金属横截面承受负荷能力，使高温机械疲劳和热疲劳性能下降。研究金属和合金高温腐蚀规律，了解它们在不同环境介质中腐蚀行为，掌握腐蚀产物对金属性能破坏规律；能成功地进行耐蚀合金设计，有效合理地用于各类特定高温环境中，正确选择防护工艺和涂层材料来改善金属材料高温抗蚀性，减少金属损失，延长制品使用寿命，提高生产企业的经济效益。1.1金属高温氧

7、化的热力学基础广义金属的氧化应包括硫化、卤化、氯化、碳化，液态金属腐蚀，混合气体氧化，水蒸气加速氧化，热腐蚀等高温氧化现象；狭义看金属的高温氧化仅仅指金属(合金)与环境中的氧在高温条件下形成氧化物的过程。研究金属高温氧化时首先应讨论在给定条件下，金属与氧相互作用能否自发地进行．或者能发生氧化反应的条件是什么，这可通过热力学基本定律做出判断。1.1.1金属高温氧化的可能性金属氧化时的化学反应可以表示成：Me(s)+O2(g)MeO2(s)(1-1)根据VantHoff等温方程式:△G=-RTlnK+RTlnQ(1-2)αMeO2α’Me

8、O2△G=-RTln+RTln(1-3)αMePO2α’MeP’O2由于MeO2、Me是固态纯物质，活度均为1，(1-3)变成：△GT=-RTln(1/PO2)+RTln(1/P’O2)=4.575T(lgPO2–lgP