第五章非金属结构材料耐蚀性
非金属材料耐腐蚀性能表
工业纯
+ +
乙酸
CH3COOH
118
50%水溶液
+ + +
+ + +
+ + +
10%水溶液
+ + 0
+ + + +
+ + +
+ + + + + + + +
氨
NH3
-33
气体，工业纯
+ + +
+ + + +
+ + +
10%水溶液
+ + 0
+ + +
+ + +
+ + + + + + + + + + + + + 0
常用非金属材料耐化学腐蚀性表
介质 分子式 沸点 浓度 温度 20 40 60 80 100 120 20 40 60 80 100 120 20 40 60 80 100 120 20 40 60 80 100 120 20 40 60 80 100 120 20 40 60 80 100 120 20 40 60 80 100 120 20 40 UPVC 0 CPVC 0 管件 PE + + 0 PP + + 0 -
NBR CR EPDM FPM
丁腈橡胶 氯丁橡胶 三元乙丙 氟橡胶
90℃ 80℃ 90℃ 150℃
过程装备腐蚀与防护课件-第五章
5. 2 耐腐蚀的高分子材料
2、硬聚氯乙烯设备结构设计特点 根据PVC材料的特性和具体使用条件确定许用应力 和安全系数
以长期拉伸强度作为计算许用应力的依据
焊缝系数0.85~0.95， 一般取0.6
采用单面或双面加强焊提高焊缝强度、保护焊缝；
焊缝尽可能错开（多块板材）
越不易水解
耐酸性介质水解的能力： 醚键 > 酰胺键或酰亚胺键 > 酯键 > 硅氧键 耐碱性介质水解的能力： 酰胺键或酰亚胺键 > 酯键
5. 1 高分子材料的腐蚀特性和影响因素
3、应力腐蚀开裂 在某些条件下，高分子材料在应力和腐 蚀性质共同作用下，发生类似金属应力腐蚀 破裂的现象，出现裂纹，并不断发展直至脆 断。
5. 2 耐腐蚀的高分子材料
2、硬聚氯乙烯设备结构设计特点 顶盖和筒体结构应采取措施加强刚性，防止变形
5. 2 耐腐蚀的高分子材料
2、硬聚氯乙烯设备结构设计特点 避免焊缝本体和焊缝边线的母材断面的剧烈变化
5. 2 耐腐蚀的高分子材料
2、硬聚氯乙烯设备结构设计特点 考虑到材料的膨胀系数，金属加强构件与塑料设备 之间允许相对自由位移；长管道，加膨胀结
部分结晶的塑料，晶区有应力集中，在晶区与非 晶区的交界处产生裂纹的倾向性就大
应力集中部位，环境应力开裂的可能性大
分子量小、分布窄的高聚物比大分子量的易发生 开裂 在具有中等溶胀能力的醇类、蓖麻油等活性介质 中，材料易发生环境应力开裂
5. 1 高分子材料的腐蚀特性和影响因素
4、老化（耐侯性） 影响高分子材料老化的因素：
第五章 非金属结构材料的耐蚀特性
5.1 高分子材料的腐蚀性和影响因素 5.2 耐腐蚀高分子材料 5.3 耐腐蚀无机非金属材料 5.4 碳-石墨
过程装备腐蚀与防护课件-绪论
船舶在海洋环境中的腐蚀
绪论
3、能源电力
水电：水轮机组的腐蚀，叶片空蚀； 火电：锅炉和管道的腐蚀； 核电站：高温、辐照、液态金属等腐蚀； 煤矿安全； 油气开采、运输。
绪论
4、化工工业
5、机械电子
6、民生
7、环境污染
绪论
腐蚀造成的经济损失（美国）： 占国民生产总值的1.8%~4.2%
绪论
腐蚀造成的经济损失（中国）：
2002年 柯伟院士
绪论
腐蚀防护的意义：
绪论
腐蚀防护的意义：
绪论
腐蚀防护的意义：
腐蚀科学的发展：
绪论
绪论
腐蚀科学的发展：
绪论
腐蚀科学的发展：
腐蚀的定义：
绪论
绪论
绪论
腐 蚀
金属腐蚀
机 理 破坏 特征
非金属腐蚀
腐蚀 环境
化 学 腐 蚀
电 化 学 腐 蚀
全 面 腐 蚀
局 部 腐 蚀
大 气 腐 蚀
土 壤 腐 蚀
电 解 质 溶 液 腐 蚀
熔 融 盐 中 的 腐 蚀
高 温 Байду номын сангаас 体 腐 蚀
应 力 腐 蚀
疲 劳 腐 蚀
磨 损 腐 蚀
小 孔 腐 蚀
晶 间 腐 蚀
缝 隙 腐 蚀
电 偶 腐 蚀
其 它
绪论
1.
腐蚀的危害性
材料腐蚀给国民经济带来巨大损失
腐蚀事故危及人身安全
腐蚀造成资源和能源浪费
腐蚀引起环境污染
目录
绪论
第一章 金属电化学腐蚀基本原理
第二章 影响腐蚀的 结构因素 第三章 金属在某些环境中的腐蚀 第四章 金属结构材料的耐蚀性 第五章 非金属结构材料的耐蚀特性
金属及非金属材料防腐性能
说明：材料耐腐蚀性能含钼不锈钢： (316L)对于硝酸，室温下＜5% 硫酸，沸(00Cr17Ni14Mo2)腾的磷酸，蚁酸，碱溶液，在一定压力下的亚硫酸，海水，醋酸等介质，有较强的耐腐蚀性，可广泛用于石油化工，尿素，维尼纶等工业．海水，盐水，弱酸，弱碱；哈氏合金B: 对沸点以下一切浓度的盐酸有良好的耐（HB）腐蚀性，也耐硫酸，磷酸，氢氟酸，有机酸等非氧化性酸，碱，非氧化盐液的腐蚀；哈氏合金C：能耐环境的氧化性酸，如硝酸，混酸或铬（HC）酸与硫酸的混合物的腐蚀，也耐氧化性的盐类，如Fe+++，Cu++ak或含其他氧化剂的腐蚀．如高于常温的次氩酸盐溶液，海水的腐蚀；钛（Ti）：能耐海水，各种氯化物和次氯化盐，氧化性酸（包括发烟，硝酸），有机酸，碱等的腐蚀．不耐较纯的还原性酸（如硫酸，盐酸）的腐蚀，但如果酸中含有氟化剂时，则腐蚀大为降低；钽(Ta)：具有优良的耐腐蚀性，和玻璃很相似．除了氢氟酸，发烟硫酸，碱外，几乎能耐一切化学介质腐蚀．根据被测介质的种类与温度，来选定衬里的材质。
衬里材料主要性能适用范围氯丁橡胶耐磨性好，有极好的弹性，<80℃、一般水、污水,Neoprene高扯断力，耐一般低浓度酸、泥浆、矿浆。
碱盐介质的腐蚀。
聚氨酯橡胶有极好的耐磨性能，耐酸碱 <60℃、中性强磨损的Polyurethane 性能略差。
矿浆、煤浆、泥浆。
聚四氟乙烯它是化学性能最稳定的一种 <180℃、浓酸、碱,PTFE 材料，能耐沸腾的盐酸、硫等强腐蚀性介质，酸、硝酸和王水，浓碱和各卫生类介质、高温种有机溶剂，不耐三氟化氯二氟化氧。
F46 化学稳定性、电绝缘性、润滑性、〈180℃盐酸、硫,不粘性和不燃性与PTFE相仿，酸、王水和强氧化,F46材料强度、耐老化性、耐温性剂等，卫生类介质。
能和低温柔韧性优于PTFE。
与金属粘接性能好，耐磨性好于PTFE，具有交好的抗撕裂性能。
附录1.金属材料的耐腐蚀性能表1-1 常用合金纯金属的耐腐蚀性能注：为了改善纯金属的机械性能，在冶炼过程中，根据需要加入微量的其它金属。
第五章腐蚀的控制方法
第五章腐蚀的控制⽅法第五章腐蚀的控制⽅法在不同情况下引起⾦属腐蚀的原因是不尽相同的，因此根据不同情况采⽤的防腐技术也是多种多样的。
在⽣产实践中⽤的最多的防腐技术⼤致可分为如下⼏类：1、合理选材，根据不同介质和使⽤件选⽤合适的⾦属材料和⾮⾦属材料；2、阴极保护：利⽤⾦属电化学腐蚀原理，将被保护⾦属设备进⾏外加阴极化以降低或防⽌⾦属腐蚀；3、阳极保护，对于钝化溶液和易钝化⾦属组成的腐蚀体系，可以采⽤外加阳极电流的⽅法使被保护⾦属设备进⾏阳极钝化以降低⾦属腐蚀；4、介质处理，包括去除介质中促进腐蚀的有害成分（例如锅炉给⽔的除氧）调节介质的PH 值及改变介质的湿度等；5、添加缓蚀剂。
往体系中添加少量能阻⽌或减缓⾦属腐蚀的物质以保护⾦属；6、⾦属表⾯覆盖层。
在⾦属表⾯喷、射、渗、镀、涂上⼀层耐蚀性好的⾦属或⾮⾦属物质以及将⾦属进⾏氧化处理。
使被保护⾦属表⾯与介质机械隔离⽽降低⾦属腐蚀；7.合理的防腐蚀设计及改进⽣产⼯艺流程以减轻或防⽌⾦属的腐蚀。
每⼀种防腐蚀措施都有其应有范围和条件。
使⽤时要注意。
对⼀种情况有效的措施，在另⼀种情况下就可能是⽆效的；有时甚⾄是有害的。
例如：阳极保护只适⽤于⾦属在介质中易于阳极钝化的体系，如果不能造成钝态，则阳极极化不仅不能减缓腐蚀，反⽽会加速⾦属的阳极溶解。
另外，在某些情况下，采取单⼀的防腐蚀措施其效果并不明显，但如果采⽤两种或多种防腐蚀措施进⾏联合保护，就⽐单⼀种⽅法效果好得多。
对于⼀个具体的腐蚀体系究竟采⽤哪种措施的防腐蚀，应根据腐蚀原因，环境条件各种措施的防腐蚀效果，施⼯难易以及经济效益综合考虑。
第⼀节合理选⽤耐腐蚀材料⼀、设备的⼯作条件(介质，温度和压⼒)对材料的要求设备的⼯作介质的情况是选材时⾸先要分析考虑的。
例如⼯作介质是硝酸，其为氧化性酸，应选⽤在氧化性介质中易形成氧化膜的材料，如不锈钢，铝，钛等⾦属材料，稀硝酸⽤不锈钢，浓硝酸⽤纯铝；如果⼯作介质是盐酸，其为还原性酸，应选⽤⾮⾦属材料。
材料腐蚀学讲稿4非金属材料的腐蚀
风化作用的类型
按风化营力的不同，风化作用可分为三 大类型。
①物理风化作用：由于温度作用或机械 作用引起岩石发生崩解、破坏，但又不 改变其化学成分的风化过程称为物理风 化。
A．热力风化 B．冻融风化
热力引起岩石的片状风化
花岗岩的热力风化
冻融风化作用示意图
冻融风化
②化学风化 A．水化作用 B．氧化作用 C．水解作用 D．溶解作用
会产生裂纹和破坏，进而导致耐蚀性降低。
3、混凝土的腐蚀破坏与水泥的选用
（1）溶解侵蚀 可溶性离子导致，例如氢氧化钙的“返白霜”现象； （2）化学反应腐蚀 SiO2＋2KOH→K2SiO3+H2O SiO2+2NaOH →Na2SiO3+H2O Ca2++SO42- →CaSO4 Ca2++CO32- →CaCO3 Mg2++Ca(OH)2 →Mg(OH)2+Ca2+ 2NH4++Ca(OH)2 →2NH4OH+Ca2+
第五章、非金属材料的腐蚀破坏
目录
一、无机非金属材料的腐蚀破坏与选用 二、有机高分子材料的腐蚀破坏与选用
一、无机非金属材料的腐蚀破坏与选用
无机非金属材料的分类： （1）无机硅酸盐材料：水泥、玻璃、陶瓷 （2）大分子结构的无机材料：碳、硅、锗
（共价键形成） 无机非金属材料的特性：质地脆而硬、强度
3Ca·Al2O3·3CaSO4·31H2O＋Ca(OH)2 3是C石a·膏Al的2O两3·倍3CaSO4·31H2O（水化硫酸铝钙）体积
②二氧化碳腐蚀
CO2+Ca(OH)2 →CaCO3+H2O Ca(OH)2向表面扩散导致破坏 ③氯离子的腐蚀
不锈钢的耐腐蚀性
氧气气
2-3 纳米厚 (0,002-0,003 µm) 透明 黏着 自修复
外涂层 涂层 底层涂料
多层涂层
通常是
低碳钢
20-200 µm厚 可能脱落 不能自修复
不锈钢的耐腐蚀性
对保护层的破坏
不锈钢
钝化膜
低碳钢
多层涂层
自修复r
腐蚀产物
不锈钢的耐腐蚀性
3. 不锈钢腐蚀的类型
不锈钢的耐腐蚀性
13
不锈钢的腐蚀类型
a) 均匀腐蚀 b) 点蚀 c) 缝隙腐蚀 d) 电偶腐蚀 e) 晶体间腐蚀 f) 应力腐蚀开裂
请查阅参考资料1
不锈钢的耐腐蚀性
a) 什么是均匀腐蚀？
钝化膜遭到恶劣环境破坏后，整个表面会遭到均 匀腐蚀，金属损失的速度通过“µm/年”来表示。 这是典型的无保护碳钢。 在建筑用不锈钢中不会出现这种情况，因为腐蚀 条件不会那么激进（通常需要在酸性液体中浸泡）
(一般用点蚀电位Epit 作为点蚀标准)
1. 温度
温度增加，耐点蚀能力会急剧下降。
不锈钢的耐腐蚀性
影响点蚀的主要因素1 （一般用点蚀电位Epit 作为点蚀标准)
2. 氯化物浓度 随着氯化物含量的增加，耐点蚀性能下降。（氯离子浓度的 对数）
不锈钢的耐腐蚀性
影响点蚀的主要因素5 （一般用点蚀电位Epit
不锈钢的耐腐蚀性
铬含量对耐大气腐蚀的影响（均匀腐蚀）
腐蚀率
mmpy 0.200 0.175 0.150 0.125 0.100 0.075 0.050 0.025 不锈钢 > 10.5 Cr % 普通碳钢
0
2
4
6
8 %铬
高中化学人教版 必修第2册第五章 第三节无机非金属材料
第三节无机非金属材料原创不容易，为有更多动力，请【关注、关注、关注】，谢谢！东宫白庶子,南寺远禅师。
——白居易《远师》上大附中何小龙[核心素养发展目标] 1.了解硅酸盐及其结构特点，了解传统硅酸盐产品(陶瓷、玻璃、水泥)的工业生产(原料、设备等)。
2.了解硅和二氧化硅的性质，认识碳化硅、氮化硅、纳米材料等新型无机非金属材料。
3.知道硅及其化合物在材料家族中的应用，增强关注社会的意识和责任感。
一、传统无机非金属材料——硅酸盐材料1.硅酸盐及其结构(1)硅酸盐的概念硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称。
它们种类繁多、组成各异、结构复杂，在自然界中广泛存在。
(2)硅酸盐的结构在硅酸盐中，Si和O构成了硅氧四面体，其结构如图所示。
每个Si结合4个O，Si在中心，O在四面体的4个顶角；许多这样的四面体还可以通过顶角的O相互连接，每个O为两个四面体所共有，与2个Si相结合。
(3)硅酸盐的特性硅氧四面体结构的特殊性，决定了硅酸盐材料大多具有硬度高、熔点高、难溶于水、化学性质稳定、耐腐蚀等特点。
2.常见的硅酸盐材料(1)硅酸盐是由硅、氧和金属组成的合物( )(2)硅酸盐结构较为复杂，大多不溶于水，化学性质很稳定( )(3)硅氧四面体中，硅原子与氧原子都是以共价键结合( )(4)水泥与玻璃的共同原料是石灰石，水泥与陶瓷的共同原料是黏土( )(5)陶瓷、玻璃、水泥的生产都需要在高温下进行( )(6)玻璃和水泥生产中都发复杂的物理和化学变化( )答案(1)×(2)√(3)√(4)√(5)√(6)√1.传统的玻璃陶都是硅酸盐产品，根据你的观察和使用经验，将它们的主要物理性质和化学性填入下表。
答案2.硅酸钠(俗名泡花碱)是一种最简单的硅酸盐。
(1)硅酸钠易溶于水，其水溶液俗称水玻璃，具有黏力强、耐高温等特性，常用作黏合剂和防火剂。
3＋2H＋(2)硅酸钠溶液与盐酸反应生成硅酸(H2SiO)沉淀，其离子方程式是SiO2－===H2SiO3↓。
金属及非金属材料耐腐蚀性能分析
非氧化 性盐
氧化性 盐
中性盐 酸性盐 碱性盐
中性盐 酸性盐
表 4-1 无机盐溶液的腐蚀特性
种类
腐蚀阴极反
腐蚀特性
应
NaCl、KCl、Na2SO4、 K2SO4 、LiCl
NH4Cl、(NH4)2SO4、 MgCl2、MnCl2、FeCl2、
氧去极化
氢去极化＋ 氧去极化
腐蚀性随氧浓度 增大而增大
腐蚀性接近相同 pH 值的酸溶液
延长使用寿命最基本、最重要的环节。
纯金属耐腐蚀的原因可以归结于以下三个方面：一是由于自身的热力学稳定性而
耐蚀；二是由于钝化而耐蚀；三是由于形成有保护作用的腐蚀产物膜而耐蚀。工程材料
绝大多数是合金，合金的耐蚀性仍然决定于上述三方面的因素。加入适当的合金化元素，
可以进一步提高材料的热力学稳定性，或提高材料钝化能力及形成表面保护膜的能力，
Ee=Eo+RTlnαMn+／nf
(4-3)
Ee’=Eo’－ RTlnαO/nF
(4-4)
共轭反应式（4-1）和式（4-2）发生的热力学条件是去极化剂O的还原反应的平衡
电位E／e高于金属M的氧化反应的平衡电位Ee，二者差值越大，腐蚀反应的热力学倾向就
1
越大。金属在水溶液中发生腐蚀时，大多数情况下去极化剂是溶液中的氢离子或氧，阴
4.3 耐腐蚀材料的选用 4．3．1 腐蚀环境调查 腐蚀环境的主要特征参数包括介质组成、温度、流速、压力、固体颗粒种类与含量、
介质循环量、介质组成的变化、气液界面状况、蒸发与浓缩条件等，其中最重要参数是 介质组成和温度。
（1）介质组成 介质组成决定其氧化性或还原性、酸碱性，除了要搞清楚介质 的主要成分以外，还必须了解主要侵蚀性杂质的种类与含量。例如：微量的氯、氟离子 即可破坏钝化，重金属离子会加速腐蚀，氧和氧化剂的存在能促进可钝化金属发生钝化； 也可能加 速非钝化金属的腐蚀。在有机介质中，水含量和介质导电性对腐蚀也有重要影响。
非金属材料耐腐蚀性能大全
1.6-1.8 2.2-2.4
抗压强度 mpa
胶泥
不小于 砂浆
粘结强度 mpa
胶泥
砂浆
玻璃钢
不小于
粘结强度 mpa 不小
胶泥与耐 酸砖
于
名称 盐酸
浓度 18% 以内
0.2
80
80
收缩率 %
不大于
70
70
9
9
7 100
7 100
吸水率 % 不大于
3
2.5
使用温度 不大于
乙烯基树脂耐腐蚀性能简表 最高使用温度
PA=3 22%
温度 120 ℃ 常温 -10-120 ℃ -10-120 ℃ 常温 110 ℃
100 ℃
70 ℃
50 ℃
100 ℃
95 ℃
95 ℃
70 ℃ 常温
评定 耐 耐 耐 耐 耐 耐
耐
耐
耐
耐
耐
耐
耐 不耐
脂性能比较
酚醛环氧乙烯 基酯树脂 任意浓度 耐
≦75％，耐
≦40％，耐
≦30％，耐
耐 耐
硝酸
15% 25%
氢氧化纳
35% 25%
丙酮
10%
工作温度℃
20-50
65-80
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
65摄士度 100 摄士度 80摄士度 50摄士度 80摄士度 65摄士度 50摄士度 40摄士度 70摄士度 80摄士度
人教版高中化学必修第2册 第五章 化工生产中的重要非金属元素 第三节 无机非金属材料
变式训练已知:SiHCl3与过量H2在1 100 ℃反应制得高纯硅,且SiHCl3能与 水剧烈反应,在空气中易自燃。用SiHCl3与过量H2反应制备纯硅的装置如 图所示(热源及夹持装置均已略去):
请回答下列问题:
(1)装置B中的试剂是
,装置C中的烧瓶需要加热,其目的
是。
(2)反应一段时间后,装置D中观察到的现象是
4.氮化硅是一种高温结构陶瓷,它的硬度大、熔点高、化学性质稳定,工业
上曾普遍采用高纯硅与氮气在1 300 ℃时反应获得氮化硅。
(1)根据性质,推测氮化硅陶瓷的用途是
(填序号)。
①制汽轮机叶片 ②航空航天耐高温材料 ③制永久性模具 ④汽车发
动机
(2)画出N的原子结构示意图:
,写出氮化硅的
化学式:
。
(3)高纯硅与纯氮气反应制得氮化硅,请写出反应的化学方程
第五章 第ห้องสมุดไป่ตู้节 无机非金属材料
内
01 课前篇 素养初探
容
索
02 课堂篇 素养提升
引
素养目标
1.结合生产、生活中各种常见的无机非金属材料的应用,了解多种硅酸盐 材料、新型无机非金属材料的性能和用途,发展科学态度与社会责任的学 科核心素养。 2.掌握晶体硅的制备原理,发展变化观念的学科核心素养。
课前篇 素养初探
硅氧四面体的结构示意图 ②硅酸盐材料的性质:多数具有硬度高、难溶于水、耐高温、耐腐蚀等特 点。
(2)三种常见硅酸盐产品
硅酸盐产品 原料
主要设备或生产条件 应用
陶瓷
黏土(主要成分为 含水的铝硅酸盐)
高温烧结
用于生产建筑材料、绝缘 材料、日用器皿、卫生洁 具等
玻璃(主要成 分为Na2SiO3 CaSiO3 和
防腐蚀设计
★低合金钢
1、定义：加入到碳钢中的合金元素质量分数小 、定义：加入到碳钢中的合金元素质量分数小 于3%的一类钢 的一类钢 优点：钢材的强度、韧性、塑性得到明显改善， 优点：钢材的强度、韧性、塑性得到明显改善， 具有良好的综合性能， 具有良好的综合性能，加工 工艺性能良好，成本低， 工艺性能良好，成本低，我国利用富产元素 稀土元素） （硅、钛、铌、硼、稀土元素）发展了自己的 低合金钢
第五章 防腐蚀设计
耐蚀材料选择 选材的依据 耐蚀材料评价 主要金属材料简介 主要非金属材料简介
结构设计
腐蚀控制对结构设计的一般要求
防腐蚀结构设计的若干细则
应力影响和强度设计
应力对腐蚀的影响 消除残余应力影响的措施
设计是设备制造过程的第一个最重要环节。 设计是设备制造过程的第一个最重要环节。
所谓防腐蚀设计，包括耐蚀材料选择 主体 包括耐蚀材料选择(主体
《左景伊腐蚀数据手册》 左景伊腐蚀数据手册》 不锈钢） （铬18镍9不锈钢） 镍 不锈钢
温 介 质 浓度% 浓度% <30 40~60 70 80 90 100 图例 25 － － － － － － 优良 50 － － b b b x 80 － b b Ο Ο 度 ºc c 150 X Ο X X x 100 120 － b Ο Ο Ο
（三）在盐溶液中
1、中性盐溶液 、 水解后呈中性， 水解后呈中性，阴极过程主要为溶解氧所控制的吸氧 腐蚀，随浓度↑，腐蚀速度存在一个最高值， 腐蚀，随浓度 ，腐蚀速度存在一个最高值，此后逐 渐↓（原因：溶解氧浓度降低） （原因：溶解氧浓度降低） 2、酸性盐溶液 、 水解后呈酸性，引起铁碳合金强烈腐蚀， 水解后呈酸性，引起铁碳合金强烈腐蚀，因为阴极过 程有析氢、 程有析氢、吸氧反应 3、碱性盐溶液 、 水解后呈碱性， 水解后呈碱性，当PH＞10时，同稀碱液一样，腐蚀 ＞ 时 同稀碱液一样， 速度较小，能生成铁盐膜，具有保护性， 速度较小，能生成铁盐膜，具有保护性，腐蚀速度大 大↓且具有缓蚀性 且具有缓蚀性 4、氧化性盐溶液 、 腐蚀作用分为两类：一是强去极剂，加速腐蚀； 腐蚀作用分为两类：一是强去极剂，加速腐蚀；二是 良好的钝化剂
无机非金属材料的特点
无机非金属材料的特点
无机非金属材料一般指除原子内结构中包含金属元素外，其他成分中不含金属元素化合物所组成的材料。
它们具有非常独特的物理化学性质，在工业生产及其它领域中都有着重要的作用。
无机非金属材料的主要特点有：
（1）密度低：无机非金属材料的密度比金属低，一些特殊高性能的无机非金属材料甚至具有极低的密度，可以用于太空航行等应用领域；
（2）高热稳定性：无机非金属材料在高温下极具稳定性，可以保持一定的力学性能，而金属往往在高温环境下性能下降；
（3）耐腐蚀性强：无机非金属材料可以抵抗腐蚀和磨损，具有良好的耐腐蚀性；
（4）导热性低：相对金属而言，无机非金属材料的导热性较低，可用于制冷器材；
（5）电阻性大：无机非金属材料的电阻性大，从而可以用于电子元件的保护等；
（6）隔热性强：无机非金属材料具有良好的隔热性，可用于热能隔离；
（7）热屈曲抗性好：由于无机非金属材料具有很强的热屈服抗性，因此可以用于制造一些高温环境下的分子设备。
以上就是无机非金属材料的特点，它们在工业生产及其它领域都有着重要的作用。
耐腐蚀性的名词解释是什么
耐腐蚀性的名词解释是什么腐蚀是指物质在特定环境条件下发生氧化、还原或其他化学反应，导致其性能和结构的逐渐破坏的过程。
腐蚀现象在我们生活和工作中随处可见，它不仅对金属、非金属和复合材料等材料造成了巨大的经济损失，同时还对设备设施的安全性产生了威胁。
为了解决这一问题，科学家们普遍关注材料的耐腐蚀性能，并努力开发出具有卓越耐腐蚀性的材料。
耐腐蚀性是指材料在特定环境条件下抵抗腐蚀侵蚀的能力。
而耐腐蚀性的名词解释就是对这种能力的概念和定义。
在讨论耐腐蚀性之前，我们首先需要了解腐蚀的类型。
常见的腐蚀类型包括电化学腐蚀和化学腐蚀。
电化学腐蚀是指材料在电解质溶液中发生的化学反应，如金属的电极溶解和电化学反应。
而化学腐蚀则指材料在非电化学条件下，由于接触到特定的化学物质而发生化学反应。
这两种腐蚀类型的发生机制不同，对材料的损伤程度和速率也有所不同。
耐腐蚀性是一个非常重要的材料性能指标，特别是在如化工、石油、船舶、汽车等行业中。
与一些传统金属材料相比，具有良好耐腐蚀性能的材料能够大大延长设备和部件的使用寿命，减少维修和更换的频率，节约资源，提高生产效率。
另外，耐腐蚀性也是评估材料质量和可靠性的重要指标。
在耐腐蚀性方面，材料的选择至关重要。
常见的具有耐腐蚀性能的材料可以分为金属、非金属和复合材料三类。
金属材料中，具有较高耐腐蚀性的包括不锈钢、钛、铝、镍等。
不锈钢以其良好的耐腐蚀性、强度和可加工性而广泛应用于化工、石油和食品等领域。
钛是一种轻、强度高、耐腐蚀的金属，在海洋、航空航天等领域有重要应用。
铝在大气环境中能够形成一层致密的氧化膜，因此具有较好的耐腐蚀性。
非金属材料中，聚合物（塑料）和陶瓷类材料常被用作耐腐蚀性能较高的选择。
聚合物材料在一定范围内对酸碱等腐蚀介质有较好的耐受性，广泛应用于食品、医疗和化工等领域。
陶瓷材料由于其化学稳定性和硬度较高，适用于一些对腐蚀性较强的介质，如酸性或高温环境。
此外，复合材料是一种结合了金属、非金属或两者的优点的材料。
非金属材料中的腐蚀损伤分析
非金属材料中的腐蚀损伤分析一、引言非金属材料的应用在不断地扩大，但是与此同时也面临着腐蚀损伤的问题。
腐蚀发生的原因和机制相对复杂，非金属材料中的腐蚀损伤分析需要综合考虑多种因素和技术手段。
本文将介绍非金属材料的腐蚀损伤分析方法和应用研究。
二、非金属材料的腐蚀机制非金属材料的腐蚀机制因材料不同而异，但主要包括化学腐蚀、微生物腐蚀和物理腐蚀等几种形式。
化学腐蚀是非金属材料在化学作用下发生的腐蚀，主要包括酸蚀、碱蚀、氧化蚀和高温热腐蚀等。
在腐蚀过程中，非金属材料与化学物质发生反应，产生一些化学物质，如水、二氧化碳、氧化物等，这些物质需要被及时去除，以避免对材料的继续腐蚀。
微生物腐蚀是由细菌、真菌和藻类等生物体引起的腐蚀。
这种腐蚀机制通常需要生物体引起表面微小变化，使得表面腐蚀和生物体的代谢能量相互影响。
此外，还可能通过释放酸性代谢物、产生电流和形成电化学微环境等作用产生腐蚀。
物理腐蚀是由于非金属材料长期受到非机械性的作用而引起的腐蚀。
这种腐蚀取决于材料和环境之间的互动作用，如材料弯曲、振动、摩擦和温度变化等。
三、非金属材料腐蚀损伤分析的常用方法3.1 原位监测原位监测是非金属材料腐蚀损伤分析的一种重要方法。
常见的原位监测技术包括电化学技术、密度波速度技术、超声波技术和光学技术等。
电化学技术是通过将电极插入非金属材料中，测量电流或电位的变化来监测腐蚀的情况。
这种技术可以得到非常准确的数据，但测量结果受到实验条件和实验设备的影响较大。
密度波速度技术是一种通过研究波速度变化来判断材料腐蚀的方法。
这种技术比电化学技术更为可靠，但需要特殊的仪器设备来实现。
超声波技术是通过测量材料内部波速度的变化来判断材料腐蚀的程度。
这种技术在特定情况下，如在高温高压下，可以提供较为精确的量值结果。
3.2 表面观察表面观察是非金属材料腐蚀损伤分析的一种常用手段。
主要包括光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和拉曼光谱分析等。
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3. 耐老化性能：氟塑料>硬聚氯乙烯、聚丙烯 酸酯类> 聚甲醛、尼龙>聚乙烯 >聚丙烯
第五章非金属结构材料耐蚀性
4. 防老化措施
（1）化学防老化
i) 结构上减少双键和叔碳原子，引入苯环或其它环 或引进梯形结构，提高热稳定性 ii) 减少引发剂残余量，避免微量的过渡金属存在， 缩聚物中残留单体应尽量少。
（2）物理防老化
加入抗氧剂、光屏蔽剂、紫外线吸收剂、热稳定 剂等助剂
第五章非金属结构材料耐蚀性
5.1.4 降 解
降解：聚合物在长期使用过程中，由于受到光、氧、
热、化学介质、机械、微生物等因素作用，分子链 发生断裂，聚合物被分裂成较小部分的化学反应。
(一) 物理降解
(1) 热降解 •解聚（主链断裂）：加成的“逆反应”，单体迅速生成，
第五章非金属结构材料耐蚀性
腐蚀破坏形式：
5.1. 1 渗透、溶胀与溶解
渗透：溶胀的一个重要诱因。 溶胀：溶剂小分子先渗透、扩散到大分子化合物之
间，进一步发生溶剂化作用，溶剂分子包围大分子， 削弱大分子间相互作用力，导致高分子材料体积胀大 和重量增加的现象。 溶胀所形成的体系叫凝胶。 ①有限溶胀：若溶胀进行到一定程度就不再继续进行 下去，则称之为有限溶胀； ②无限溶胀：溶胀不断地进行下去直至高分子材料完 全溶解成大分子溶液第五，章非这金属种结构溶材料胀耐蚀称性 为无限溶胀；
（2）组成（主要是官能团）； （3）构形与构象， （4）分子量大小与分布 （5）添加剂。
第五章非金属结构材料耐蚀性
二、高分子材料的腐蚀特征： 1.与金属腐蚀的区别： （1）金属是导体，大多数金属腐蚀为电化学 腐蚀，高分子材料一般不能导电，因此高 分子材料的腐蚀老化不是电化学腐蚀，不 能用电化学规律解释。 （2）金属材料的腐蚀多发生在界面上，一般 由外而内进行（晶间腐蚀与应力腐蚀例 外）；而高分子材料的老化大多为介质向 材料内部渗透扩散引起。
第五章非金属结构材料耐蚀性
氧化
▪ 高分子材料在氧的作用下发生的反应，有自 催化行为，属于自由基链式反应，反应分为 链引发、增长和终止等阶段；
▪ 室温下很多高聚物的氧化反应很慢，但是在 辐射、光、热等作用下会大大加速，这是高 分子材料氧化降解的一个重要原因；
▪ 碳链高聚物的易氧化程度：聚二烯烃>聚丙 烯>低密度聚乙烯>高密度聚乙烯
链系C-C共价键不易水解，杂链高聚物中杂原子与碳原子形 成的极性键易发生水解；
▪ 高分子材料耐水、酸、碱的能力主要与其水解基团 在相应的酸、碱介质中的水解活化能有关，活化能 越高，耐水解性越好；
▪ 耐酸性介质水解能力：醚键>酰胺键、亚酰胺键>酯 键>硅氧键
▪ 耐碱性介质水解能第力五章：非金酰属结胺构材键料耐、蚀性亚酰胺键>酯键
5.1.3 老化
1. 老化：由于内外因素的综合作用，尤其受光、
热、声、湿度等的影响，高分子材料在加工、 储存和使用过程中的物理化学性能和机械性 能慢慢变坏，逐渐失去弹性，出现裂纹，变 硬、变脆或变软、发粘、变色等，从而使它 的物理机械性能越来越差的现象，直至最终 失去使用价值的现象，包括降解。
2. 主要影响因素：阳光（尤其约7％紫外
第五章 非金属结构材料的耐蚀性
第五章非金属结构材料耐蚀性
▪ 非金属材料分为无机非金属材料和有机材料 ▪ 无机非金属主要有陶瓷、搪瓷、玻璃、水泥、
石墨等； ▪ 有机材料主要是高分子材料，包括塑料、橡
胶（合成橡胶和天然橡胶）、涂料、纤维、 粘合剂等。 ▪ 非金属材料的优点：良好的耐蚀性，来源丰 富，价格低廉，多数经改性后能达到较好的 机械性能； ▪ 非金属材料的缺点：物理机械性能差异大， 耐热性、导热性差、加工技术不成熟。
溶解：溶胀持续进行，大分子充分溶剂化后进入溶剂，
形成均一溶液（无限溶胀），过程缓慢，例：煤油溶天 然橡胶
✓溶解过程一般为溶剂小分子先渗透、扩散到大分子 之间，削弱大分子间相互作用力，使体积膨胀（溶 胀），然后链段和分子整链的运动加速，分子链松动、 解缠结，再达到双向扩散均匀，完成溶解。
✓对溶解体系进行搅拌或适当加热有利于缩短溶解时间， 加速溶解。 ✓溶胀可以看成是溶解的第一阶段，先溶胀再溶解，溶 解是溶胀的继续，达到完全溶解也就是无限溶胀。 ✓溶解一定经过溶胀第，五章但非金是属结溶构材胀料耐并蚀性不一定必然溶解。
而剩余物分子量变化不大，如PMMA
•无规断裂：主链上随意位置发生断裂，分子量迅速下降，
但不生成单体，如PE、PP
•基团的脱除： PVC、聚丙稀腈 •不容易发生裂解: 环氧、酚醛热固性材料
第五章非金属结构材料耐蚀性
(2) 机械降解: 固体物的粉碎、橡胶的塑炼、熔融聚
合物的挤出、注塑等，在机械力作用下，聚合物分 子会被拉伸而断裂，导致降解
第五章非金属结构材料耐蚀性
第一节 高分子材料的特性和影响因素
一、有机高分子材料的一般特性 1. 基本概念：以C、H为主体且分子量大于
10000的化合物称为有机高分子，它是由 单体聚合而生成的合成聚合物。 如聚乙烯、聚氯乙烯等
第五章非金属结构材料耐蚀性
2. 影响高分子材料主要性能的内在因素：
（1）化学结构：线型聚合物在合适的介质中可溶 胀、溶解，加热软化；体型聚合物只能溶胀不 能溶解，加热不软化（到一定温度会分解）， 热固性。
极性相似原则
极性相近的溶剂和溶质易相互溶解，有相互选择性： 即极性大的溶质易溶于极性大的溶剂，极性小的溶质 易溶于极性小的溶剂，非极性聚合物溶于非极性溶剂
第五章非金属结构材料耐蚀性
5.1.2 化学腐蚀（氧化与水解） 渗入内部的介质与大分子发生化学反应——特 别是氧和水具有很大的渗透能力和反应活性从 而发生氧化、水解，使大分子链（主链）断 裂，特别是在高温（>150℃）或光的作用下。 P126
▪ 在烯烃 的大分子链上引入卤素可以提高抗氧 化能力，如聚氯乙烯
▪ 杂链大分子比碳第五链章非抗金ห้องสมุดไป่ตู้氧结构化材料耐能蚀性力强
水解
▪ 高分子材料在酸、碱、盐溶液中由于水的作 用发生的化学反应；
▪ 根据极性相似原则，极性较大的键易受水等 极性介质侵袭而发生水解反应，在酸、碱催 化作用下更易进行，如：加聚反应合成的高聚物中主