金属的腐蚀与防护
金属的腐蚀与防护完整版PPT课件
对实验数据进行处理和分析，提取金属内部或表面的缺陷信息，评 估金属的腐蚀程度和剩余寿命。
06 金属防护工程实践案例 分享
石油化工行业金属设备防护案例
案例一
某石化公司炼油厂塔器设备腐蚀防护。采用高分子复合涂层技术进 行防护，有效延长了设备使用寿命。
案例二
某油田输油管道腐蚀防护。采用阴极保护技术，结合涂层保护，降 低了管道的腐蚀速率。
阴极保护法
01
将被保护金属与外加直流电源的负极相连，使其成为阴极而防
止金属腐蚀的方法。
阳极保护法
02
将被保护金属与外加直流电源的正极相连，使其处于阳极电位
下成为钝态或致钝而防止金属腐蚀的方法。
牺牲阳极保护法
03
在被保护金属上连接电位更负的金属或合金作为阳极，使其在
腐蚀介质中优先溶解，从而保护被连接金属的方法。
金属的腐蚀与防护完 整版PPT课件
目录
CONTENTS
• 金属腐蚀概述 • 金属腐蚀类型及特点 • 金属防护方法及原理 • 不同环境下金属腐蚀与防护策略 • 金属腐蚀实验方法与检测技术 • 金属防护工程实践案例分享
01 金属腐蚀概述
腐蚀定义与分类
腐蚀定义
金属与周围环境发生化学或电化学 反应，导致金属性能劣化的现象。
案例三
某变电站高压开关柜金 属外壳腐蚀防护。采用 阴极保护技术，结合涂 层保护，降低了金属外 壳的腐蚀速率。
交通运输领域金属部件防护案例
案例一
某地铁列车车体腐蚀防护。采用 不锈钢车体材料，结合电化学保 护技术，提高了车体的耐蚀性。
案例二
某汽车制造厂车身钢板腐蚀防护。 采用镀锌钢板材料，结合涂层保 护技术，延长了车身的使用寿命。
金属的腐蚀与防护
金属的腐蚀与防护金属材料在日常生活和工业生产中扮演着重要的角色，然而，金属的腐蚀是一种常见的问题，会导致金属失去其原有的性能和功能。
为了延长金属材料的使用寿命，我们需要了解金属腐蚀的原因以及采取相应的防护措施。
一、金属腐蚀的原因金属腐蚀是指金属材料与周围环境中的化学物质（如氧气、水、酸、碱等）发生化学反应，导致金属表面发生破坏或氧化的过程。
金属腐蚀的原因主要有以下几个方面：1. 电化学反应：金属与电解质溶液中的阳离子和阴离子反应，形成电池，电流通过金属表面引起金属的腐蚀。
2. 氧化反应：金属与氧气发生氧化反应，产生金属氧化物，导致金属发生腐蚀。
3. 化学反应：金属与酸、碱等化学物质发生化学反应，导致金属腐蚀。
4. 湿度和温度：高湿度和高温环境中，金属材料更容易受到腐蚀的侵袭。
二、金属腐蚀的分类金属腐蚀可以分为几种不同的类型，常见的有以下几种：1. 高温腐蚀：金属在高温环境中与气体或化学物质反应，产生高温氧化、硫化等反应，导致金属材料的腐蚀。
2. 氧化腐蚀：金属与氧气反应，生成金属氧化物，使金属表面形成氧化层，导致金属材料的腐蚀。
3. 酸腐蚀：金属与酸反应，形成金属盐和气体，发生化学变化，导致金属材料腐蚀。
4. 碱性腐蚀：金属与碱反应，形成金属盐和水，导致金属发生腐蚀。
5. 电化学腐蚀：金属与电解质溶液中的阳离子和阴离子反应，形成电池，产生电流，引起金属的腐蚀。
三、金属腐蚀的防护措施为了防止金属腐蚀引起的损失，我们可以采取一些防护措施：1. 表面涂层：在金属表面涂覆一层耐腐蚀的涂层，如漆、蜡、聚合物等，以隔绝金属与环境的接触，起到防护作用。
2. 阳极保护：通过将金属制成阳极，并与可溶性阳极材料（如锌）联接，使其成为电池中的阴极，实现对金属的防护。
3. 隔离保护：通过将金属与环境隔离，如使用橡胶垫片、塑料包覆等方式，减少金属与腐蚀介质的接触，起到保护作用。
4. 防蚀剂使用：使用防蚀剂涂覆金属表面，形成一层保护膜，降低金属与腐蚀介质的接触，防止金属腐蚀。
金属的腐蚀与防护
金属的腐蚀与防护金属是一种常见的材料，具有坚固、耐用的特性，广泛应用于建筑、制造业等领域。
然而，金属在长期使用中容易发生腐蚀现象，导致材料的质量下降，使得其功能受到影响。
因此，研究金属的腐蚀原理以及采取相应的防护措施就显得尤为重要。
一、金属腐蚀的原因金属腐蚀是指金属在与外界介质接触时发生化学或电化学反应，从而导致金属表面形成氧化物或盐类物质。
金属腐蚀的原因主要包括以下几点：1. 电化学反应：金属与介质发生电化学反应是引起腐蚀的主要原因之一。
当金属处于电解质溶液中时，金属表面会发生阳极和阴极反应，形成电池，促使金属的氧化和溶解。
2. 化学反应：金属在一些特定的介质中，比如酸性或碱性环境中，会与介质中的物质发生化学反应，形成氧化物或盐类产物。
3. 物理因素：除了电化学和化学反应外，一些物理因素也可能加速金属的腐蚀，如磨损、冲击和高温等。
二、金属腐蚀的分类根据金属腐蚀的不同机制，可以将其分为化学腐蚀和电化学腐蚀两种类型。
1. 化学腐蚀：化学腐蚀是指金属与介质中的物质发生直接的化学反应。
常见的化学腐蚀有酸腐蚀、碱腐蚀和氧化腐蚀等。
例如，金属在酸性环境中会与氢离子发生反应产生氢气，造成金属的腐蚀。
2. 电化学腐蚀：电化学腐蚀是指金属与电解质溶液中物质发生电化学反应，形成阳极和阴极电池导致金属腐蚀的过程。
电化学腐蚀常见的类型有腐蚀、热蚀和应力腐蚀等。
三、金属腐蚀的防护方法为了延长金属的寿命和保护其功能，人们采取了多种防护措施来抵御金属腐蚀。
以下介绍几种常用的金属腐蚀防护方法：1. 金属涂层：金属涂层是在金属表面覆盖一层具有防腐蚀性能的物质，如油漆或涂层。
金属涂层可以形成物理屏障，阻止金属与外界介质的接触，从而防止腐蚀的发生。
2. 电镀：电镀是将金属浸入含有金属离子的溶液中，通过电解反应使金属表面形成一层均匀的金属膜。
电镀可以提供额外的保护层，有效防止金属腐蚀。
3. 阳极保护：阳极保护是利用附加阳极电流或阴极保护剂来构建金属电池，在阴极处形成保护电位，从而减缓金属的腐蚀速度。
金属的腐蚀与防护
金属的腐蚀与防护金属在我们的日常生活中无处不在，我们使用金属制成的物品，例如汽车、建筑物、家具等。
然而，金属经常会遭受腐蚀，这会导致它们的性能下降甚至失效。
为了保护金属，我们需要了解腐蚀的原因和预防方法。
1.什么是金属腐蚀？金属腐蚀是指金属在与环境中的化学物质接触时发生的氧化反应。
这种反应会导致金属表面的腐蚀物产生，使金属变得破损、变脆，并最终造成金属的失效。
2.腐蚀的原因金属腐蚀有多种原因，其中最常见的是氧气和水的存在。
当金属与氧气和水分子接触时，氧气将与金属发生氧化反应，形成金属氧化物，同时水分子中的离子也参与到化学反应中，加速金属的腐蚀过程。
除了氧气和水的影响，其他因素如酸、盐等也会对金属腐蚀起促进作用。
例如，当金属暴露在盐水中时，盐中的离子会加速金属的腐蚀速度，使金属更容易被腐蚀。
3.金属腐蚀的危害金属腐蚀不仅仅影响了金属的外观，还会对金属的性能和使用寿命造成不可逆的损害。
例如，腐蚀可能导致金属的力学性能下降，如强度、韧性和硬度的减弱。
腐蚀还会导致金属的电导率降低，对电气设备的性能产生不利影响。
金属腐蚀还可能引发环境问题。
一些金属腐蚀产物可能对生态系统和人体健康造成危害。
因此，金属腐蚀的防护显得尤为重要。
4.金属腐蚀的防护方法为了有效防止金属腐蚀，我们可以采取以下几种方法：4.1金属涂层金属涂层是一种常见的金属腐蚀防护方法。
涂层作为一层保护层覆盖在金属表面，可以阻断金属与环境中物质的接触，减缓金属腐蚀的进程。
常见的金属涂层包括涂漆、涂蜡和镀层等。
4.2阳极保护阳极保护是一种利用金属之间的电化学原理来防止金属腐蚀的方法。
通过在金属表面放置一个更容易被腐蚀的金属，将其作为阳极，并将被保护的金属作为阴极，以形成一个电池系统，从而减缓金属的腐蚀速度。
4.3合金化合金化是通过将金属与其他元素或化合物进行混合，形成具有更好腐蚀抵抗性的金属。
通过改变金属的成分，可以改善其腐蚀性能，延长金属的使用寿命。
金属的腐蚀与防护
金属的腐蚀与防护简介：金属是一种常见的材料，在各个领域中都有广泛应用。
然而，金属材料在使用过程中，容易受到腐蚀的影响，从而导致质量下降甚至失效。
本文将探讨金属腐蚀的原因、危害以及常见的防护措施。
一、腐蚀的原因金属腐蚀是指金属在特定环境下与所处介质发生反应，从而引起金属表面或内部的氧化、脱层、破损等现象。
主要原因如下：1. 化学反应：金属与介质中的氧气、水、酸等发生化学反应，形成金属氧化物或金属盐，从而破坏金属结构；2. 电化学反应：金属在电解质溶液中，作为阴阳极参与电化学反应，产生腐蚀电流，导致金属丧失；3. 生物腐蚀：微生物、海洋生物或土壤中的细菌、藻类等对金属表面进行化学作用，加速金属腐蚀；4. 物理因素：高温、高湿度、紫外线、机械刮擦等物理因素也会对金属产生腐蚀影响。
二、腐蚀的危害金属腐蚀带来的危害主要体现在以下几个方面：1. 结构破损：金属腐蚀导致金属结构受损，影响其使用寿命，甚至引发安全事故；2. 功能下降：腐蚀使金属表面变得不平整、粗糙，降低了其原有的功能，如电导性、导热性等；3. 资源浪费：腐蚀使金属材料减少，需要更多的资源进行修复和替换，增加了成本和能源消耗；4. 环境污染：金属腐蚀产生的废物、气体和废水会对环境造成污染，对植物和动物产生不良影响。
三、金属腐蚀的防护措施为了减少金属腐蚀的发生，需要采取一系列的防护措施。
以下是常见的几种防护方法：1. 表面涂层：通过涂覆金属表面的保护膜，阻隔介质对金属的侵蚀。
常见的涂层包括漆膜、涂层、电镀层等；2. 阳极保护：在金属表面附近放置一个具有更高活性的金属，作为阳极进行保护，使其更容易受到腐蚀。
常见的阳极保护材料包括锌合金、铝合金等；3. 防蚀合金：将金属与其他元素进行合金化处理，提高其抗腐蚀性能。
如不锈钢中的铬能形成致密的氧化膜，阻隔外界介质；4. 缓蚀剂：添加适量的缓蚀剂到金属表面，形成保护膜，减缓腐蚀速度。
常见的缓蚀剂有无机盐、有机酸等；5. 电化学防蚀：利用电化学原理，通过施加外电场或电流，实现金属防蚀。
金属的腐蚀与防护
化学腐蚀
在外界环境中的水蒸气、酸碱等物质影响下，金属表面发生氧化还原反应，形成氧化物或其他化合物。例如，当铁暴露于氧和水中时，会形成铁锈（Fe₂O₃·nH₂O），这是一种典型的化学腐蚀现象。
电化学腐蚀
在一定条件下，例如在电解质溶液中，不同电位造成的电流分布变化，会导致金属表面上出现阳极区和阴极区。在阳极区，金属发生氧化反应而溶解，释放出电子；在阴极区，则发生还原反应，这一过程是通过离子在溶液中传递形成闭合回路，从而加剧了金属的整体损失。
三、影响金属腐蚀因素
影响木材及其抗风雨能力的重要因素有很多，包括：
环境湿度
高湿度会加速空气中的氧气、水分与金属的接触，加快氧化反应。因此，在潮湿环境下，金属更易受到腐蚀。
温度
氧化反应通常随着温度升高而境下金属更容易发生严重腐蚀。
pH值
环境中的酸碱程度直接影响着局部区域的电极电位。不同pH值下的介质对不同类型的金属具有不同程度的侵害。例如，低pH值（酸性环境）往往对铁等铸铁材料具有较强的侵袭性。
电化学腐蚀
电化学腐蚀是由于电流在金属表面产生的不均匀分布而导致的。比如，当金属与不同电位的金属连接时，低电位部分会被加速腐蚀。
生物腐蚀
这种腐蚀是由微生物造成的，尤其是在水体中生活的微生物，会通过其代谢过程改变周围环境，从而促进了金属的腐蚀过程。生物膜或污垢层常常在这种情况下形成，进一步加速了腐蚀。
二、金属腐蚀机制
金属的腐蚀与防护
金属腐蚀是指金属在环境的作用下，发生化学或电化学反应，导致其物理和化学性能劣化的过程。腐蚀不仅削弱了金属材料的强度、韧性，还可能引发结构失效，造成巨大的经济损失和安全隐患。因此，了解金属腐蚀的原理和机制，以及实施有效的防护措施，对于延长金属构件的使用寿命，提高工程安全性具有重要意义。
金属的腐蚀与防护措施
金属的腐蚀与防护措施腐蚀是指金属在特定环境条件下遭受化学或电化学反应而逐渐被破坏的现象。
金属腐蚀不仅对工业生产、交通运输等方面造成了巨大的经济损失，还对环境和人体健康造成潜在威胁。
为了保护金属，减少腐蚀损害，采取一系列的防护措施就显得尤为重要。
一、了解金属腐蚀的原因金属腐蚀的原因可以归纳为氧化、蚀刻、应力腐蚀和微生物腐蚀等几种主要形式。
1. 氧化腐蚀：金属在氧气或者氧化剂作用下与氧发生化学反应，形成金属氧化物或者金属酸化物，从而导致金属腐蚀。
2. 蚀刻腐蚀：金属与腐蚀介质中的酸性或碱性溶液发生化学反应，降低金属的化学稳定性，引起金属表面溶解和损伤。
3. 应力腐蚀：金属在存在应力的情况下，与特定介质发生化学反应，导致金属局部腐蚀破坏。
4. 微生物腐蚀：微生物通过代谢产物对金属表面造成腐蚀。
二、常见的金属腐蚀防护措施1. 金属表面处理：通过涂覆、镀层或改变金属表面形貌，形成一层保护性的物理或化学屏障，降低金属与外界介质接触，从而延缓腐蚀的速度。
2. 使用防腐涂料：防腐涂料是最常见的金属腐蚀防护措施之一。
涂料可以形成一层隔离和保护性的屏障，阻止金属与腐蚀介质接触。
3. 电镀镀层：通过电解沉积的方式，在金属表面形成一层金属或合金镀层，提高金属的耐腐蚀性能。
4. 合金化处理：将一种或多种元素加入金属中，改变其组织和化学成分，提高金属的抗腐蚀性能。
5. 电化学保护：利用电化学原理，在金属表面施加一定的电流和电位，使金属处于保护状态，形成一层保护膜。
6. 薄膜技术：将一层保护性的薄膜涂覆在金属表面，提高金属的耐腐蚀性能。
7. 设计合理的结构：在设计金属构件时，应尽量考虑到腐蚀环境和力学应力的作用，合理选择材料，减少腐蚀损伤。
三、金属腐蚀防护技术的应用金属腐蚀防护技术广泛应用于各个领域，如船舶、建筑、石油化工、电力等行业。
1. 船舶防腐技术：船舶在海洋环境中容易受到海水的腐蚀，因此船舶建造和维护中采用了多种防腐技术，如合金化处理、防腐涂料、防腐电镀等。
金属的腐蚀与防护
金属的腐蚀与防护在我们的日常生活中，金属是一种我们经常接触到的材料。
从我们的家居设备到车辆和基础设施，金属都得到了广泛的应用。
然而，金属在长时间使用的过程中，会面临一个普遍的问题，那就是腐蚀。
本文将探讨金属的腐蚀原因以及常见的防护方法。
一、腐蚀的原因腐蚀是金属与周围环境发生反应，导致金属表面质量的损失。
金属腐蚀的主要原因可以归结为以下几点：1. 化学反应：金属与空气中的氧气、水分以及其他化学物质发生反应，形成腐蚀产物。
例如，铁的腐蚀是由于氧气和水的存在形成的氧化铁。
2. 电化学反应：金属在电解质溶液中与氧化还原反应发生，形成电极体系。
其中，金属作为阳极发生氧化反应，被溶解为阳极离子。
3. 环境因素：金属腐蚀还与环境的酸碱度、湿度、温度等因素有关。
酸性环境、高湿度和高温都会加速金属的腐蚀过程。
二、常见的金属腐蚀防护方法为了保护金属免受腐蚀的损害，一系列的腐蚀防护方法被开发出来。
下面是一些常见的金属腐蚀防护方法：1. 表面涂层：在金属表面覆盖一层防腐涂料或涂层是常见的防护方法之一。
这可以阻止环境中对金属的直接接触，并减少氧气和水分的接触，从而降低腐蚀的速度。
2. 阴极保护：通过将一种更容易被腐蚀的金属（如锌）与需要保护的金属（如铁）连接在一起，形成一个阴阳极体系。
这样，腐蚀过程会移动到更容易被腐蚀的金属上，保护主要金属不受腐蚀。
3. 合金化处理：通过添加其他元素或合金成分来改变金属的结构，提高金属的抗腐蚀性能。
例如，不锈钢是通过在铁中添加铬和镍来制成的，以增加其抗腐蚀性能。
4. 电镀：将要保护的金属浸入带有活性金属离子的电解质溶液中，在金属表面形成保护性的金属沉积层。
这种方法可以提供一个屏障，阻止环境中的腐蚀物质接触到金属表面。
5. 降低环境因素：通过控制周围环境的酸碱度、湿度和温度等因素，可以减缓腐蚀速度。
例如，在暴露在潮湿环境中的金属表面添加干燥剂可以降低湿度，减少腐蚀的风险。
三、结语金属的腐蚀问题在我们的生活中是一个常见且重要的挑战。
第讲金属的腐蚀和防护
制出以铝合金、Pt-Fe合金网为电极材料的海水 电池。在这种电池中( A )
①铝合金是阳极 ②铝合金是负极
③海水是电解液 ④铝合金电极发生还原反应
A．②③Biblioteka B．②④C．①②D．①④
7. 对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命。 (1)以下为铝材表面处理的一种方法：
①碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜，碱洗时常 有 气 泡 冒 出 ， 原 因 是2_A__l+_2_O__H_-_+_2_H_2_O_=__=_=_2_A_l_O_2_+_3_H__2_↑ (用离子方程式表示)。为将碱洗槽液中铝以沉淀形式回 收，最好向槽液中加入下列试剂中的__b___。
淀的原因是__因__为__A_l_3+_和__H__C_O__3 _发__生__了__双__水__解__，___ _A__l3_+_+_3_H__C_O__3 =_=__=_A_l_(O__H_)_3_↓_+_C_O_2_↑___。
(2)镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而不用 石墨作阳极的原因是___阳__极__C_u_可__以__发__生__氧__化_ __反__应__生__成__C_u_2_+___。
+A3lOH22↑；使 生A成lO沉2 淀，
最好是通入CO2，加HNO3的话，沉淀容易溶解。
②阳极是Al发生氧化反应，要生成氧化膜还必须
有 H2O 参 加 ， 故 电 极 反 应 式 为 ： 2Al+3H2O-6e-
===Al2O3+6H+；加入NaHCO3溶液后产生气泡和白
色沉淀，是由于废电解液中含有Al3+，和
【解析】 液滴边缘O2多，在碳粒上发生正极 反应O2+2H2O+4e-===4OH-。液滴下的Fe发生负极 反应，Fe-2e-===Fe2+，为腐蚀区(a)。A错误，Cl-
金属的腐蚀与防护
金属的腐蚀与防护
金属的腐蚀是指金属与其周围环境中的化学物质相互作用，导致金属表面发生氧化、腐蚀或损坏的过程。
金属的腐蚀主要由以下几种因素引起：
1. 氧气：金属与氧气相结合形成氧化物，如铁与氧气结合
形成铁锈。
2. 湿度：水分可以加速金属的腐蚀过程，称为湿氧腐蚀。
3. 酸碱物质：酸、碱等具有腐蚀性的物质可以对金属表面
造成损坏。
4. 盐水：海水等盐性溶液中的离子对金属具有强腐蚀性。
为了防止金属的腐蚀，常采用以下几种防护方法：
1. 金属涂层：在金属表面涂覆一层耐腐蚀的涂层，如漆、
涂料、金属镀层等。
涂层可以隔离金属与环境的接触，起
到防腐蚀的作用。
2. 阳极保护：在金属表面放置一个更容易被腐蚀的金属，
使其成为阴极，从而保护金属不受腐蚀。
例如，在铁制品
上涂层锌，形成镀锌钢。
3. 防蚀剂：使用含有防腐剂的溶液或涂料处理金属表面，
形成保护膜，起到阻止腐蚀的作用。
4. 优化设计：合理设计金属结构，减少金属表面积暴露在
腐蚀介质中，避免暴露在高湿度或腐蚀性环境中。
需要注意的是，不同金属在不同环境下的抗腐蚀性能各异，因此在选择防护方法时需考虑具体情况，并根据金属的特
性和所处环境进行合理的腐蚀防护措施。
金属的腐蚀与防护
金属的腐蚀与防护
金属的腐蚀是指金属与外界环境中的氧、水、酸、碱等物质发生化学反应，导致金属表面发生氧化、溶解或剥落的现象。
常见的金属腐蚀有铁锈、铝腐蚀等。
金属的腐蚀可以通过以下几种方式进行防护：
1. 防止氧气和水的接触：金属腐蚀主要是由于金属与氧气和水发生反应而引起的，因此可以通过涂层、涂漆等方法将金属与氧气和水隔离开来，防止接触。
2. 添加防腐剂：在金属表面涂覆一层含有防腐剂的涂层，可以形成一层保护膜，防止氧气和水的侵蚀，延缓金属的腐蚀速度。
3. 电化学防护：也称为阳极保护，可以通过在金属表面加上一层不容易被腐蚀的金属，将金属本身作为靶阴极，从而保护金属不被腐蚀。
4. 良好的维护保养：定期清洗金属表面的污垢、油脂等，及时修复和更换出现腐蚀的金属部件，可以延长金属的使用寿命。
5. 使用耐腐蚀的金属：对于一些要求较高的场合，可以选择使用具有较好耐腐蚀性能的金属，如不锈钢、铝合金等。
需要注意的是，不同的金属在不同环境条件下的腐蚀速度和防护方法也有所不同，具体应根据实际情况进行选择和应用。
金属的腐蚀与防护
金属的腐蚀与防护金属是一种常见而重要的材料，广泛应用于工业、建筑、制造等领域。
然而，金属在使用过程中常常面临腐蚀的问题，对其性能和使用寿命造成了严重影响。
因此，了解金属腐蚀的原因和防护方法显得尤为重要。
一、金属腐蚀的原因金属腐蚀是由于金属与环境中的氧气、水和其他化学物质发生反应而导致的。
以下是几个常见的金属腐蚀原因：1. 电化学腐蚀：电化学腐蚀是金属在电解质溶液中受到外加电位作用而发生的腐蚀。
金属表面存在着自然的氧化膜，当金属与电解质接触时，形成一个电池，产生氧化还原反应，导致金属腐蚀。
2. 化学腐蚀：化学腐蚀通常是由于金属与酸、碱等化学物质直接接触而引起的。
这些化学物质腐蚀金属表面，破坏其结构，使金属失去原有的性能。
3. 氧化腐蚀：金属与空气中的氧气发生反应而引起的腐蚀称为氧化腐蚀。
氧化腐蚀是一种常见的金属腐蚀形式，例如铁与氧气发生氧化反应产生铁锈。
二、金属腐蚀的防护方法为了延长金属的使用寿命，减少腐蚀带来的负面影响，人们采取了各种防护方法。
以下是几种常见的金属腐蚀防护方法：1. 金属涂层：涂层是一种常见的金属腐蚀防护方法。
通过在金属表面形成一层保护膜，阻隔金属与环境的接触，减少氧气、水分和化学物质对金属的腐蚀作用。
常用的涂层材料包括涂漆、镀层等。
2. 阳极保护：阳极保护是一种利用电化学原理来防护金属腐蚀的方法。
通过向金属表面提供一个较为容易腐蚀的阳极，使金属处于被保护的状态，避免与环境中的氧气发生氧化反应。
3. 金属合金：金属合金是由两种或多种金属混合而成的材料。
通过合金的方式可以提高金属的抗腐蚀性能，减少腐蚀的发生。
例如，不锈钢是一种使用广泛的金属合金，它具有较高的耐腐蚀性能。
4. 防护涂层：防护涂层可以在金属表面形成一层保护膜，以减少金属与环境的接触，降低腐蚀的发生。
常见的防护涂层材料有陶瓷涂层、有机涂层等。
三、金属腐蚀与环境因素金属腐蚀的发生与环境因素密切相关。
以下是几个常见的环境因素对金属腐蚀的影响：1. 温度：高温环境会加速金属腐蚀的速度。
金属的腐蚀与防护..
2、按需排流 由以上各个国家目前的排流指标标准不一，国内
很多排流现场的直流干扰源与土壤湿度和电阻率各不相同这些情况 出发，研究设计一款能按需排流的排流器是非常必要的。如：当以 英国标准排流时，将正向极化电位设置为20mV，当极化电位大于 20mV时，排流器接通管道与牺牲阳极，开始排流；当极化电位小于 20mV时，排流器断开管道与牺牲阳极，关闭排流，以此类推，当在 不同的直流干扰源与土壤湿度和电阻率下，选择设定需要的排流电 位值，即可实现不同地理环境下的按需排流。按需排流最大的优势 就是在不需要排流的的情况下不接通阳极，大大减缓了阳极的腐蚀 速率，增加了阳极的使用寿命。
三、物理腐蚀：
金属由于单纯的物理溶解作用而引 起的 破坏。
管道腐蚀
以上三种腐蚀在电气化铁路沿线的 石油管道中都存在，只不过是考量那一种 腐蚀的腐蚀速率最快，对管道具有保护要 求 。就目前世界各国的研究表明，在这些 地下管道和地下埋地金属中，最应该关注 的就是电化学腐蚀，因为只要有电化学腐 蚀的环境其腐蚀速率要远远大于其他两种 腐蚀速率。
当电位检测算法得到所采集到的准确数据后，我 们将采用快速傅里叶算法处理由电位检测算法送来的管地 电位信号，准确判定管地电位极化方向的趋势以及大小， 由于快速傅里叶算法一般用于通讯领域，因此要想作为管 地极性判定还得花重精力研发。
3、主/备回路控制算法
因为主回路和备用回不是同时工作，因此怎么 将主备回路的工作时序用代码表示出来，也将成为一个难 点。
现有排流设备
现有设备不做任何检测，都采用通过二极管直 接连接镁阳极，无论何时，都在排流，消耗镁阳极，原理 图如下：
考点21金属的腐蚀与防护
考点21金属的腐蚀与防护【核心考点梳理】一、金属的腐蚀1．金属腐蚀(1)概念：金属或合金与周围的气体或液体发生氧化还原反应而引起损耗的现象。
(2)由于与金属接触的气体或液体物质不同，发生腐蚀的情况也不同，一般金属腐蚀可分为两类：①化学腐蚀：金属与其表面接触的一些物质(如O2、Cl2、SO2等)直接反应而引起的腐蚀。
温度对化学腐蚀的影响很大。
①电化学腐蚀：当不纯的金属与电解质溶液接触时会发生原电池反应，比较活泼的金属发生氧化反应而被腐蚀。
2．钢铁的电化学腐蚀由于条件不同，钢铁腐蚀可分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀两种类型。
析氢腐蚀吸氧腐蚀示意图钢铁的析氢腐蚀示意图钢铁的吸氧腐蚀示意图水膜环境在酸性环境中水膜酸性很弱或呈中性负极反应Fe－2e－===Fe2＋2Fe－4e－===2Fe2＋正极反应2H＋＋2e－===H2↑O2＋4e－＋2H2O===4OH－总反应Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2、4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3联系吸氧腐蚀更普遍多危害更大。
(2)析氢腐蚀和吸氧腐蚀取决于金属表面电解质溶液的酸碱性，实际情况中以吸氧腐蚀为主。
(3)钢铁发生析氢腐蚀或吸氧腐蚀时，负极都是铁，失电子生成Fe2＋，而非Fe3＋。
【核心归纳】1．金属腐蚀快慢比较(1)在同一电解质溶液中：电解池原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀。
(2)同一种金属在相同浓度不同介质中腐蚀由快到慢的顺序为强电解质溶液>弱电解质溶液>非电解质溶液。
(3)有无保护措施的腐蚀快慢顺序：无保护措施的金属腐蚀>有一定保护措施的金属腐蚀>牺牲阳极的阴极保护法引起的金属腐蚀>有外加电流的阴极保护法引起的金属腐蚀。
(4)对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀速率越快。
二、金属的防护1．改变金属材料的组成在金属中添加其他金属或非金属可以制成性能优异的合金。
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3.用于连接铜板的铁螺丝容易生锈. 3.用于连接铜板的铁螺丝容易生锈. 用于连接铜板的铁螺丝容易生锈 由于铁与铜及空气中的水蒸气构成了原电池， 由于铁与铜及空气中的水蒸气构成了原电池，铁作 电池的负极，因此更容易腐蚀而生锈. 电池的负极，因此更容易腐蚀而生锈. 4.当化工厂派出的废气为酸性气体时, 4.当化工厂派出的废气为酸性气体时,工厂附近的 当化工厂派出的废气为酸性气体时 铁制品容易生锈. 铁制品容易生锈. 因为铁制品在酸性条件下比在中性条件下更易被腐 蚀.
铁锈的主要成分： 铁锈的主要成分： Fe2O3·nH2O
铜器表面生成铜 主要成分： 绿,主要成分： 主要成分 Cu2(OH)2CO3
据报道： 据报道： 全世界每年因金属腐蚀造成的直接经济损失约达 全世界每年因金属腐蚀造成的直接经济损失约达 7000亿美元，是地震、水灾、台风等自然灾害造成损失 亿美元， 亿美元 是地震、水灾、 总和的6倍 这还不包括由于腐蚀导致的停工、 的总和的 倍。这还不包括由于腐蚀导致的停工、减产 和爆炸等造成的间接损失。金属腐蚀的主要害处， 和爆炸等造成的间接损失。金属腐蚀的主要害处，不仅 在于金属本身的损失，更严重的是金属制品结构损坏所 在于金属本身的损失， 造成的损失比金属本身要大到无法估量。 造成的损失比金属本身要大到无法估量。钢铁因腐蚀而 报废的数量约占钢铁当年产量的25%—30%。 报废的数量约占钢铁当年产量的 。 腐蚀不仅造成经济损失，也经常对安全构成威胁 安全构成威胁。 腐蚀不仅造成经济损失，也经常对安全构成威胁。 国内外都曾发生过许多灾难性腐蚀事故， 国内外都曾发生过许多灾难性腐蚀事故，如飞机因某一 零部件破裂而坠毁；桥梁因钢梁产生裂缝而塌陷； 零部件破裂而坠毁；桥梁因钢梁产生裂缝而塌陷；油管 因穿孔或裂缝而漏油，引起着火爆炸； 因穿孔或裂缝而漏油，引起着火爆炸；化工厂中储酸槽 穿孔泄漏，造成重大环境污染；管道和设备跑、 穿孔泄漏，造成重大环境污染；管道和设备跑、冒、滴、 破坏生产环境，有毒气体如Cl 漏，破坏生产环境，有毒气体如 2、H2S、HCN等的泄 、 等的泄 更会危及工作人员和附近居民的生命安全。 漏，更会危及工作人员和附近居民的生命安全。
钢铁工业素有“工业粮食”之称， 钢铁工业素有“工业粮食”之称， 它的发展一度被认为是国家经济发 展的晴雨表。 展的晴雨表。
世界上钢 铁年产量 最大是哪 个国家? 个国家
中国
据报道，我国钢铁的年产量 据报道， 达到了4． 亿吨 亿吨， 达到了 ．2亿吨，占全世 界年产量的1/3， 界年产量的 ，已经连续 十年居世界首位。 十年居世界首位。到2020 年实现工业化时年产量可能 达到6亿吨左右 亿吨左右。 达到 亿吨左右。
金属和其它物质直接接触发生 金属和其它物质直接接触发生 直接接触 原理 氧化还原反应而引起的腐蚀
金 属 的 腐 蚀 腐蚀
直接发生氧化还原反应 腐蚀过程 电 金属直接被腐蚀 生
较活泼金属被腐蚀
电化学腐蚀>化学腐蚀 电化学腐蚀 化学腐蚀 发生， 发生， 电化学腐蚀 ，
1、铁粉中加入炭粉有何作用？两装置中均能形成原 、铁粉中加入炭粉有何作用？ 电池吗？ 电池吗？ 2、两装置中的实验现象有何不同？产生的现象说明 、两装置中的实验现象有何不同？ 什么问题？ 什么问题？
选修4 选修4 化学反应原理 专题一 化学反应与能量变化
第三单元 金属的腐蚀与防护
2011年3月21日星期一
一、金属的腐蚀
金属腐蚀： 1. 金属腐蚀： 指金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化 指金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化 学反应而腐蚀损耗的过程 学反应而腐蚀损耗的过程 2. 金属腐蚀的本质： 金属腐蚀的本质： 失e金属原子 金属阳离子 氧化反应 3. 金属腐蚀的类型 化学腐蚀 电化学腐蚀
图一
铁与酸反应， 铁与酸反应，铁被腐 腐蚀速率较慢。 蚀。腐蚀速率较慢。 铁作负极被腐蚀,腐蚀速 铁作负极被腐蚀 腐蚀速 率较快。 率较快。
金属腐蚀 的实质
归纳小结 1
种类
金属的化学腐蚀与电化学腐蚀比较
金属原子失去电子被氧化而消耗的过程： 金属原子失去电子被氧化而消耗的过程： M-ne-=Mn+ 化学腐蚀 电化学腐蚀 不纯金属或合金发生原电池反 不纯金属或合金发生原电池反 应，使较活泼的金属失电子被 氧化而引起的腐蚀 发生原电池反应 电 生
主要是空气中O2与 主要是空气中 H2O共同作用的结果 共同作用的结果
思考:金属被腐蚀与什么物质有关？发生的主要原理是什 思考 金属被腐蚀与什么物质有关？ 金属被腐蚀与什么物质有关 么？怎样才能防止金属生锈？ 怎样才能防止金属生锈？ 防止作为原电池负极
防止金属腐蚀的措施
在金属制品表面覆盖保 护层或镀耐腐蚀金属 改变金属组成和结构 牺牲阳极（负极） 牺牲阳极（负极） 的阴极(正极 正极)保护法 的阴极 正极 保护法 外加电流的阴极 保护法
５、金属腐蚀快慢的判断
(一)对于不同的金属而言：与金属的活泼性有关，一般地，活泼性越强的 一 对于不同的金属而言：与金属的活泼性有关，一般地， 对于不同的金属而言 容易 被腐蚀 金属， 被腐蚀。 金属，越_________被腐蚀。 (二)对于同种金属而言： 二 对于同种金属而言 对于同种金属而言： (1) 与引起腐蚀的原因有关：一般说来，电解原理引起的腐蚀 ____原电池 > 原电池 与引起腐蚀的原因有关：一般说来， 原理引起的腐蚀_____化学腐蚀 ____有防腐措施的腐蚀 原理引起的腐蚀 > 化学腐蚀 > 有防腐措施的腐蚀 (2) 与介质条件有关：一般说来 与介质条件有关： 同种金属的腐蚀在强电解质中_____弱电解质中 ____非电解质中 同种金属的腐蚀在强电解质中 > 弱电解质中 > 非电解质中 (3)与构成微电池两极的材料有关： 与构成微电池两极的材料有关： 与构成微电池两极的材料有关 两极材料的活动性差别越大，较活泼金属被腐蚀的速度越 快 。 两极材料的活动性差别越大， (4)与环境温度有关，温度越高，金属腐蚀速度越 快 与环境温度有关，温度越高， 与环境温度有关 氧腐蚀更普遍。 氧腐蚀更普遍。 更普遍 。 注意：在钢铁的腐蚀过程中，其电化学腐蚀更严重，在电化学腐蚀中，吸 注意：在钢铁的腐蚀过程中， 电化学腐蚀更严重，在电化学腐蚀中， 更严重
哪些因素影响了金属腐蚀的快慢呢? 哪些因素影响了金属腐蚀的快慢呢
铁生锈除了必须有空气及水的参与外， 铁生锈除了必须有空气及水的参与外，还受其他 一些因素的影响.请解释下列有关铁生锈现象的原 一些因素的影响 请解释下列有关铁生锈现象的原 因. 1.相对于在内河行驶的轮船来说 海轮更容易被腐蚀. 相对于在内河行驶的轮船来说， 1.相对于在内河行驶的轮船来说，海轮更容易被腐蚀. 海轮更容易被腐蚀， 海轮更容易被腐蚀，是因为海水中含有较多的氯化 钠等盐类，导电能力比内河的水更强， 钠等盐类，导电能力比内河的水更强，而在电解质 溶液中，电化学腐蚀更易进行. 溶液中，电化学腐蚀更易进行 1910年遗留在南极的食品罐头盒 年遗留在南极的食品罐头盒， 2. 1910年遗留在南极的食品罐头盒，其表面至今很 少有铁锈出现. 少有铁锈出现. 由于南极的温度常年在0℃以下， 0℃以下 由于南极的温度常年在0℃以下，说明在较高温度 下，腐蚀更易进行. 腐蚀更易进行.
外加电源的阴极保护法： 外加电源的阴极保护法：
辅助阳极 不溶性） （不溶性）
[交流研讨] 交流研讨]
你知道自行车的金属部件采用了什么样的防护措施吗? 你知道自行车的金属部件采用了什么样的防护措施吗?
镀铬 烤蓝 烤漆
涂机油
涂凡士林
镀锌
金属腐蚀全部有害吗？ 金属腐蚀全部有害吗？
阅读课本P26［拓展视野］ ［拓展视野］ 阅读课本
Fe - 2e- = Fe2+ Fe2++2OH-= Fe(OH)2 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 2Fe(OH)3==Fe2O3·nH2O+(3-n)H2O 较高 较高 较低 较低
电池总反应 溶液中反应 铁锈的生成) (铁锈的生成) 出现的频率
【交流与讨论】： 交流与讨论】
继 续 探 究
实验： 进行P23[活动与探究 ，观 实验： 进行 活动与探究]， 活动与探究
察实验现象，回答有关问题： 察实验现象，回答有关问题：
归纳小结 2
实验编号 所用电解质 主要实验现象 原因分析 腐蚀类型 形成条件 电极反应 式 正极 负极
4、钢铁的电化学腐蚀
a NaCl 右侧导管内液面上升 有气体参与反应(O2) 有气体参与反应 发生吸氧腐蚀 发生吸氧腐蚀 水膜酸性很弱或呈中性 O2+2H2O+4e-=4OH2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2 b CH3COOH 右侧导管内液面下降 有气体生成(H 有气体生成 2) 发生析氢腐蚀 发生析氢腐蚀 水膜酸性较强 2H++2e-=H2↑ Fe+2H+=Fe2++H2 ↑
金属的化学腐蚀 金属跟接触到的物质直接接触发生氧化还原反 应而引起的腐蚀 金属的电化学腐蚀 不纯的金属(或合金 跟电解质溶液接触时 不纯的金属 或合金)跟电解质溶液接触时，会发 或合金 跟电解质溶液接触时， 生原电池反应， 生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化 的反应
联系旧知
（按下图进行实验）请比较下列现象的差异？ 按下图进行实验）请比较下列现象的差异？
及时 反馈
下列各情况，在其中 片腐蚀由 片腐蚀由快 下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢 的顺序是 (5) (2) (1) (3) (4)
下列装置中四块相同的Zn片 下列装置中四块相同的 片，放置一段时间后腐 蚀速率由慢 蚀速率由慢到快的顺序是 (4) (2) (1) (3)
二、金属的电化学防护
能防止金属腐蚀的原理
隔绝空气和水 通过改变结构而改变性质， 通过改变结构而改变性质， 如钢中加入镍、 如钢中加入镍、铬等耐蚀金 属形成不锈钢 与活动性更强的金属形成原 电池,被保护金属作正极 电池 被保护金属作正极 利用电解池原理，被保护 利用电解池原理， 金属作阴极