第2章 金属腐蚀的典型分类及工业案例
材料腐蚀与防护 第二章
例如，氧或氢离子到达阴极的速度不足反应速度的需 要，造成电子积聚，引起极化。
消除阴极极化的作用，叫做阴极去极化。与阳极去极化 一样，阴极去极化同样可以加速腐蚀过程。
去极化
凡是在电极上吸收电子的还原反应都能起到去极化的作用 最常见最重要的阴极去极化过程有二： 1.氢离子放电逸出H 2
当金属电极上只有惟一的一种电极反应，并且该反应处
于动态平衡时，金属的溶解速度等于金属离子的沉积速度电 极获得了一个不变的电位值，通常称该电位值为平衡电极电 位----可逆。
平衡电极电位可用能斯特公式计算：
2.非平衡电极电位
Zn浸泡在硫酸锌和Zn浸泡在稀硫酸中是否具有相同的电 极反应？
Zn Zn2 2e
2)不同的金属与同一电解质溶液相接触。
3)浓差电池。
同一种金属浸入同一种电解质溶液中，若局部的浓 度(或温度)不同，即可形成腐蚀电池。
2 微电池：
由于金属表面的电化学不均匀性，在金属表面上出现 许多微小的电极由此而构成的电池称为微电池。
肉眼难以辨别电极的极性
产生原因：
•化学成份不均匀性
将一块工业纯锌浸入稀硫酸溶液中，由于工业纯锌 中合有少量的杂质(如铁)，因为杂质Fe(以FeZn7的形式 存在)的电位较纯锌为高，此时锌为阳极，杂质为阴极， 于是构成腐蚀电池，锌被腐蚀。此时构成的腐蚀电池位 于局部微小的区域内，故称之谓微电池。
(2)浓差极化 金属溶解时，在阳极过程中产生的金属离子首先进入阳极
表面附近的溶液中，如果进入溶液中的金属离子向外扩散得很 慢，结果就会使得阳极附近的金属离子浓度逐渐增加，阻碍金 属继续溶解(腐蚀)，必然使阳极电位往正的方向移动，产生阳 极极化。从能斯特方程式
第二章 金属电化学腐蚀原理
第二章 金属电化学腐蚀原理
§2.2 电化学腐蚀原理
2.2.3 腐蚀电池的类型
1. 宏观腐蚀电池 (2)浓差电池 同一种金属浸入同一种电解质溶液中，若局部的浓度不同，即可形成腐蚀 电池。如船舷及海洋工程结构的水线区域，在水线上面钢铁表面的水膜中 含氧量较高；在水线下面氧的溶解量较少，加上扩散慢，钢铁表面处含氧 量较水线上要低得多。含氧量高的区域，由于氧的还原作用而成为阴极， 溶氧量低的区域成为阳极而遭到腐蚀。由于溶液电阻的影响，通常严重腐 蚀的部位离开水线不远，故称水线腐蚀。
第二章 金属电化学腐蚀原理
§2.1 腐蚀的基本概念
2.1.2 金属腐蚀的分类
2. 按腐蚀的形式分类：
2）局部腐蚀（localized corrosion） （2）有应力条件下的腐蚀形态：
b. 腐蚀疲劳（corrosion fatigue）:金属在交变循环应力和腐蚀介质共同作用下 发生的破坏。 特点：最易发生在能产生孔蚀的环境中，蚀孔引起应力集中；对环境没有选择性， 氧含量、温度、pH值、溶液成分均可影响腐蚀疲劳 实例：海水中高铬钢的疲劳强度只有正常性能的30%--40%。 c. 氢损伤（hydrogen damage）：由于氢的存在或氢与材料相互作用，导致材 料易于开裂或脆断，并在应力作用下发生破坏的现象。 氢损伤的三种形式：氢鼓泡、氢脆、氢蚀。
第二章 金属电化学腐蚀原理
§2.2 电化学腐蚀原理
金属与环境介质发生电化学作用而引起的破坏过程称 为电化学腐蚀。主要是金属在电解质溶液、天然水、海
水、土壤、熔盐及潮湿的大气中引起的腐蚀。它的特点
是在腐蚀过程中，金属上有腐蚀电流产生，而且腐蚀反应 的阳极过程和阴极过程是分区进行的。 金属的电化学腐蚀基本上是原电池作用的结果。
《生活中的金属腐蚀》课件
防锈剂的使用
涂抹防锈剂，可在金属表面 形成一层抗腐蚀的保护膜。
金属保护涂层
使用各种金属材料制成包层， 阻止金属与外界接触，加速 腐蚀。如：电镀、沉积、热 浸等。
金属合金材料的使 用
靠着特殊的合金配方，拔高 了材料的抗腐蚀能力，是各 个领域广泛使用的一种金属。
金属腐蚀的对策
1 建议更换金属
替换材料，避免金属腐 蚀。如：用纯铜而不是 铁制品、不锈钢代替一 般钢铁、合金材料代替 一般金属材料。
生活中的金属腐蚀
金属腐蚀是一个普遍存在的问题，本课件将介绍金属腐蚀的分类、案例、防 止方法和对策。
什么是金属腐蚀
金属腐蚀是指金属与外部环境发生化学或电化学反应，导致性质、形状和功能的变化。
1
氧化还原反应
金属是通过与氧化剂发生还原反应而获得电子，失去金属状态，变为无定形物质。
2
过程与条件
金属腐蚀的过程需要水、氧气、酸碱、高温等条件，腐蚀速率与温度、潮湿程度 和金属性质有关。
金属腐蚀的分类
化学腐蚀
食品、化学药品、农药、 污水等许多化学物质都是 金属腐蚀的媒介。在化学 腐蚀中，无需电流参与。
电化学腐蚀
金属失去电子而变得不稳 定，发生氧化过程，就是 电化学腐蚀的过程，比如 电解质溶液和金属的接触。
生物腐蚀
生物腐蚀主要是由于微生 物、动植物等生物体分泌 物对金属产生化学反应。
生活中的金属腐蚀案例
铁制物品的锈蚀
红棕色的铁锈，使铁制品结构 松散、强度降低或甚至破损。
使内部的铜材 腐败，外表面上有斑斓的色彩， 但会渐渐酿成裂纹和坑痕。
表面涂覆的一层薄膜，在长期 使用中，会因为受到外在条件 的影响，变得无法再继续保护 金属内部结构。
具体腐蚀事例
材料选择不当造成的腐蚀破坏事例
事例1-1 某化工厂顺酐装置的刮板蒸发器筒体用 0Cr18Ni12Mo2Ti不锈钢制造，壁厚8 mm。该刮板蒸发器的功能 是将前面降膜蒸发器底部出来的含马来酸约85％的溶液进行第三 步浓缩，使马来酸浓缩脱水生成马来酸酐。 刮板蒸发器筒体外的夹套内通入温度140－170oC、压力约2 MPa的蒸汽，以控制蒸发器内的反应温度在80－120oC。进入筒体 的马来酸溶液温度为50－55℃，经搅拌蒸发脱水成为马来酸酐。 刮板蒸发器投产不到半年就出现进料管穿孔泄漏和筒体减薄穿 孔。
事例1—7 某厂输送35％硫酸的泵，原来的材质为20号 合金。在20号合金泵损坏后，改用哈氏合金B。这是因为人 们都知道哈氏合金B对中等浓度硫酸的耐蚀性很好。但哈氏合 金B泵只用两周就发生腐蚀破坏。 腐蚀原因是管路中有一个喷嘴。 评述 腐蚀图中的硫酸是指“纯硫酸”，即硫酸中不含 其他杂质。如果硫酸中含有氧化性物质，如溶解氧、硝酸等， 哈氏合金B的腐蚀率将大大增加。 这是因为哈氏合金B的主要成分是镍(68％)、钼(28％)， 另有少量铁(5％)、钒(1％)，不含对氧化性介质耐蚀性好的合 金元素铬，所以哈氏合金B只是在非氧化性酸中表现出优良的 耐蚀性，比如在不含溶解氧的纯盐酸中，在整个浓度和温度 范围内哈氏合金B都是耐蚀的。
事例1—2 某厂卤水蒸发器一效加热室列管使用钛合金制
造，一效加热室管间通入温度为127－147oC的蒸汽，使管内
卤水加热到115－135oC。管内卤水含氯化钠280 g/L左右， 评述 钛在大气、海水和天然水中都具有优异的耐蚀性，
pH 5.5—6.5。投入运行仅10个月，就有几十根钛管破裂穿孔。 这是因为钛的钝化能力很强。钛可以用于常温下的稀盐酸(5
但是，钛在无水的氧化性介质中则是危险的，因为
第二章--电子产品的防腐蚀设计
第二章电子产品的防腐蚀设计2．1 概述2．1．1 腐蚀效应1．腐蚀的概念材料受环境介质的化学作用而发生性能下降、状态改变、甚至损坏变质的现象。
2．腐蚀的分类根据被腐蚀材料的种类，可分为金属腐蚀和非金属腐蚀两大类。
金属腐蚀：金属与周围环境介质之间发生化学或电化学作用而引起的破坏或变质现象。
按照腐蚀的机理分类，可分为化学腐蚀、电化学腐蚀和物理腐蚀。
化学腐蚀主要为金属在无水的液体和气体以及在干燥的气体中的腐蚀。
物理腐蚀是指金属由于单纯的物理溶解作用而引起的破坏，金属与熔融液态金属接触引起的金属溶解或开裂就属于物理腐蚀。
电化学腐蚀是金属与电解液发生作用所产生的腐蚀。
其特征是腐蚀过程中有电流产生，在金属表面上有隔离的阳极区和阴极区，被腐蚀的是阳极区。
电化学腐蚀的现象与原电池作用相似。
电化学腐蚀是最普遍、最常见的金属腐蚀，在造成电子设备故障的常见的原因中，金属的电化学腐蚀是最常受到指责的因素。
大多数电子设备的制造、运输、储存和使用都是在地面或接近地面的地方进行，因此金属材料在潮湿大气中的腐蚀破坏是电子设备防腐蚀设计重点考虑的问题。
非金属材料在化学介质或化学介质与其他因素（如应力、光、热等）共同作用下，因变质而丧失使用性能称为非金属材料腐蚀。
电子设备使用的非金属材料，以有机高分子材料为最广泛，如塑料、涂料、薄膜、绝缘材料等。
高分子材料腐蚀的主要形式有老化、化学裂解、溶胀和溶解、应力开裂等。
由于生物活动而引起材料变质破坏的现象通常称为生物腐蚀，其中由于霉菌和其他微生物引起的腐蚀也称为霉腐或霉变。
2．1．2 腐蚀性环境因素凡是能够作为腐蚀介质引起材料腐蚀的环境因素，都可称之为腐蚀性环境因素，主要有以下几种：1．水分。
2．氧和臭氧。
3．温度。
4．腐蚀性气体。
5．盐雾。
6．沙和灰尘。
7．太阳辐射。
8．微生物额动物。
2．1．3 防腐蚀设计的基本要求实践证明，采取恰当的防护措施，腐蚀是可以受到一定程度的控制，有些腐蚀事故是可以避免的。
腐蚀与防护第2章
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•
最常见的原电池是由中心碳棒（正电极），外围锌皮（负 电极）及两极间的电解质溶液（如NH4Cl）所组成的。当外 电路接通，灯泡即通电发光。
化学能
电能
正极——电位高——阴极 负极——电位低——阳极
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• 电化学腐蚀过程由以下三个环节构成：
1）阳极过程 阳极是指在腐蚀原电池中发生氧化反应的电极。腐蚀电 池工作时，阳极上金属材料溶解，以离子形式进入溶液， 把电子留在阳极上，用以下通式表示：
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非平衡电极电位：金属电极上可能同时存在两个或两 个以上不同物质参与的电化学反应，当动态平衡时， 电极上不可能出现物质交换和电荷交换均达到平衡的 情况，这种情况下的电极电位称为非平衡电极电位， 或不可逆电极电位。 稳定电极电位：在一个电极表面上同时进行两个不同 的氧化、还原过程，当平衡时仅仅是电荷平衡而无物 质平衡的电极电位称为稳定电极电位，也可称作开路 电位。
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温差电池：金属的电位与介质温度有关。浸入腐蚀介 质中金属各部分，常由于所处介质环境温度不同，形 成温差腐蚀电池。 • 如，碳钢制造的热交换器，由于高温部位碳钢电位 低，为阳极，使得高温部位比低温部位腐蚀严重。
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典型的微观腐蚀电池
微观腐蚀电池是由于金属表面的电化学不均匀性，使金属 材料表面存在微小的电位高低不等的区域造成的。微观电池 主要有以下几种： 1）化学成分不均匀引起的微电池 碳钢中的渗碳体 Fe3C ，工业纯锌中的铁杂质 FeZn7 ，铸铁 中的石墨等都是以阴极形式出现； 2）金属组织不同或结构不均匀性引起的微电池 双相合金或合金中析出第二相，多数第二相为阴极；晶粒 和晶界间电位有差异，一般晶界为阳极；
金属腐蚀案例
金属腐蚀案例金属腐蚀是指金属在特定环境条件下受到化学或电化学作用而逐渐损坏的过程。
金属腐蚀不仅会降低金属材料的强度和耐久性，还会导致设备的故障甚至事故。
以下将介绍一些金属腐蚀的案例，以便更好地了解金属腐蚀的危害和防范措施。
案例一，海洋环境下的金属腐蚀。
在海洋环境中，金属材料容易受到盐雾、潮湿等因素的影响，导致腐蚀加剧。
一艘货轮在长时间的海上运输后，船体上的金属结构出现了严重的腐蚀，甚至出现了漏水的情况。
这不仅影响了货轮的使用寿命，还可能危及船员的生命安全。
为了解决这一问题，船舶制造商采用了防腐涂层和防腐处理技术，有效延长了船体的使用寿命。
案例二，化工设备中的金属腐蚀。
在化工生产过程中，许多设备和管道都是由金属材料制成的。
然而，由于化工生产中存在腐蚀性介质和高温高压等因素，金属材料容易受到腐蚀的影响。
某化工企业的反应釜在使用一段时间后出现了严重的腐蚀，导致了设备的泄漏和停产。
为了解决这一问题，企业采用了耐腐蚀合金材料和防腐涂层等技术，有效提高了设备的耐腐蚀性能。
案例三，建筑结构中的金属腐蚀。
在建筑领域，金属材料广泛应用于桥梁、钢结构等建筑中。
然而，由于大气中的雨水、酸雨等因素，金属结构容易受到腐蚀的影响。
某城市的大型钢桥在使用多年后出现了严重的腐蚀，影响了桥梁的安全性能。
为了解决这一问题，城市管理部门采用了防腐涂层和定期检测维护等措施，有效延长了桥梁的使用寿命。
结语。
以上案例充分说明了金属腐蚀对设备、建筑等的危害，也表明了采取有效的防腐措施对延长金属材料的使用寿命具有重要意义。
因此，我们在生产和生活中应加强对金属腐蚀的认识，采取有效的防腐措施，保护好我们的设备和建筑结构，确保其安全可靠地运行。
《金属腐蚀》课件
防腐蚀技术的创新与突破
新型防腐涂料：开发具有更高耐腐蚀性和更长使用寿命的 涂料
纳米技术：利用纳米材料提高防腐蚀性能
智能防腐技术：通过传感器和智能系统实时监测和保护金 属表面
绿色环保防腐技术：采用环保材料和工艺，减少对环境的 影响
复合材料：开发具有更高强度和耐腐蚀性的复合材料
生物防腐技术：利用生物技术提高金属表面的抗腐蚀能力
影响金属制品的安全性和 可靠性
造成环境污染和资源浪费
03
金属腐蚀的原理
电化学腐蚀
原理：金属与 电解质溶液发 生电化学反应， 导致金属被腐
蚀
过程：金属失 去电子，变成 离子进入溶液，
形成电流
影响因素：电 解质浓度、温 度、湿度、氧
气等
防护措施：使 用防腐涂料、 电镀、阴极保
护等
化学腐蚀
原理：金属与环境 中的化学物质发生 化学反应，导致金 属表面被破坏
合涂层等。
应用：广泛应 用于建筑、汽 车、船舶、航 空航天等领域。
注意事项：选 择合适的涂层 材料和工艺， 确保涂层的附 着力和耐腐蚀
性。
电化学保护
方法：阳极保护、阴极保护、 牺牲阳极保护等
原理：利用电化学反应，使 金属表面形成一层保护膜， 防止腐蚀
应用：广泛应用于船舶、桥 梁、石油化工等领域
优点：保护效果好，使用寿 命长，环保无污染
蚀
微生物腐蚀
微生物腐蚀原理： 微生物在金属表 面形成生物膜， 分泌酸性物质， 导致金属腐蚀
微生物种类：包 括细菌、真菌、 藻类等
影响因素：温度 、湿度、氧气、 营养物质等
防护措施：使用 防腐涂料、添加 杀菌剂、控制环 境条件等
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金属腐蚀的影响因素
金属腐蚀的案例分析与实践报告
金属腐蚀的案例分析与实践报告英文回答：Corrosion of metals is a common problem that can have significant consequences in various industries. In thiscase study and practical report, I will analyze and discuss different examples of metal corrosion, as well as provide insights into how it can be prevented and managed.One example of metal corrosion is the rusting of iron. When exposed to moisture and oxygen, iron undergoes a chemical reaction that forms iron oxide, commonly known as rust. This process weakens the metal and eventually leadsto its deterioration. For instance, I once had a bicyclethat was left outside in the rain for a long time. As a result, the metal parts, including the frame and handlebars, started to rust. The rust not only made the bicycle look unsightly but also affected its functionality. The handlebars became stiff and difficult to turn, making it unsafe to ride the bike.Another example of metal corrosion is the pitting of aluminum. Pitting corrosion occurs when small holes or pits form on the surface of the metal due to localized chemical reactions. This can happen in environments with highchloride concentrations, such as coastal areas. For example, I had a friend who owned a boat that he frequently used for fishing trips. Over time, the aluminum hull of the boat developed small pits due to exposure to saltwater. Thesepits weakened the structure of the boat and required costly repairs to prevent further damage.To prevent and manage metal corrosion, severalstrategies can be employed. One common approach is the useof protective coatings, such as paints or galvanization. These coatings act as a barrier between the metal and the corrosive environment, preventing direct contact and reducing the likelihood of corrosion. For instance, when constructing a bridge, the steel beams can be coated with a layer of paint to protect them from rust caused by exposure to rain and humidity.Another effective method to prevent metal corrosion is the use of sacrificial anodes. These are metals that are more reactive than the metal being protected and are connected to it. The sacrificial anodes corrode instead of the protected metal, sacrificing themselves to protect the main metal from corrosion. A common example is the use of zinc sacrificial anodes on the hulls of ships to prevent corrosion of the steel structure.In conclusion, metal corrosion is a significant problem that can have detrimental effects on various industries. By understanding different examples of corrosion and implementing preventive measures such as protective coatings and sacrificial anodes, we can effectively manage and mitigate the impact of corrosion. It is crucial to prioritize regular inspections and maintenance to identify and address corrosion issues promptly.中文回答：金属腐蚀是一个常见的问题，在各个行业中都可能产生重大后果。
金属腐蚀与防护案例
金属的电化腐蚀与防护------- 研究性学习案例一则一、问题的提出“金属的腐蚀与防护”始终是一个世界性的一场棘手的科技难题，据统计，发达国家每年由于金属腐蚀造成的直接损失约占全年国民生产总值的2%-4%，远远超过自然灾害的造成损失的总和。
这给我们一个重要的警示：金属腐蚀不可等闲视之，防止金属腐蚀任重道远！那么，金属腐蚀的原理是什么？我们怎样防护？同学们能为防护金属，保护国家资源做些什么呢？带着这样的问题，我们展开了这一课题的研究。
二、研究方案的设I十确定了研究课题后，开始进行研究方案的确定，通过对想要研究的问题的罗列、分类、取舍，逐步明确研究目的，确定研究方法，结合现有的研究条件，制定研究过程，确定预期的成果及表达形式。
1、研究目的(1)揭示金属腐蚀的严重性和危害性；(2)分析金属腐蚀的种类、分析金属发生腐蚀的原因、本质及腐蚀速度的比较；(3)根据金属发生腐蚀的原因，研究如何防护金属；(4)通过查阅资料、实验等手段，培养学生搜集资料的能力、分析总结的能力、实验能力，锻炼思维品质，培养创新能力。
2、研究方法文献法、实验法3、研究过程(1)准备阶段确定子课题：①金属腐蚀的总类②各类金属腐蚀的原理③各类腐蚀速率的简单比较④金属腐蚀的防护方法及原理(2)查阅与实验阶段：通过查阅资料、实验完成各个子课题(3)集中交流与讨论阶段4、总结研究成果以小论文、实验报告形式完成三、研究方案的具体实施过程1、实验过程负责子课题①的同学(①组)通过上网查阅书籍，了解金属的腐蚀分为化学腐蚀和电化腐蚀，并且资料显示，电化腐蚀的速度比化学腐蚀速度快。
负责子课题②的同学(②组)通过查资料了解到化学腐蚀的原理为金属(Fe)与化学物质的直接接触而发生的反应，而电化腐蚀的原理比较复杂，在不同环境下，腐蚀的原理有所不同，所以同学做了以下两个实验。
实验一:【操作】将经过酸洗除锈的铁钉（最好多几根），先用清水清洗一 下，再用饱和食盐水浸泡一下，放入如图1的具支试管中，几分钟后，观察 导管中水柱的变化。
《金属的腐蚀与防护》腐蚀类型与识别
《金属的腐蚀与防护》腐蚀类型与识别在我们的日常生活和工业生产中，金属材料无处不在。
从建筑结构中的钢铁到日常用品中的金属零件，金属的应用极为广泛。
然而，金属材料常常面临着一个严重的问题——腐蚀。
金属的腐蚀不仅会造成资源的浪费和经济的损失，还可能导致安全隐患。
因此，了解金属的腐蚀类型以及如何识别它们，对于采取有效的防护措施至关重要。
一、金属腐蚀的类型1、化学腐蚀化学腐蚀是指金属与周围介质直接发生化学反应而引起的腐蚀。
这种腐蚀通常在干燥的环境中发生，没有电流产生。
例如，铁在高温下与氧气反应生成氧化铁，即我们常见的铁锈。
化学腐蚀的速度相对较慢，但在某些特定条件下，如高温、高压、强氧化剂存在时，腐蚀速度会加快。
2、电化学腐蚀电化学腐蚀是金属腐蚀中最常见、也是最严重的一种类型。
它是指金属在电解质溶液中形成原电池，发生氧化还原反应而导致的腐蚀。
在电化学腐蚀中，存在着阳极和阴极两个区域。
阳极发生金属的氧化反应，失去电子成为金属离子进入溶液；阴极则发生还原反应，接受电子。
例如，钢铁在潮湿的空气中，表面吸附的水膜形成了电解质溶液，铁作为阳极失去电子被氧化为亚铁离子，氧气在阴极得到电子被还原为氢氧根离子，最终形成铁锈。
电化学腐蚀的速度通常比化学腐蚀快得多。
3、均匀腐蚀均匀腐蚀是指金属表面均匀地受到腐蚀，腐蚀的速度相对较为稳定。
这种腐蚀类型在金属暴露于腐蚀性介质中时较为常见。
例如，铁在稀硫酸中发生的腐蚀就是均匀腐蚀。
虽然整个金属表面都在受到腐蚀，但相对来说，其对金属结构的破坏较为均匀，容易预测和评估。
4、局部腐蚀局部腐蚀与均匀腐蚀不同，它是指金属表面的某些局部区域受到严重的腐蚀，而其他区域则腐蚀较轻或几乎不受腐蚀。
局部腐蚀的危害往往比均匀腐蚀更大，因为它难以预测和检测，可能在短时间内导致金属结构的失效。
常见的局部腐蚀类型包括点蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀和应力腐蚀开裂等。
（1）点蚀点蚀是一种在金属表面形成小孔状的局部腐蚀。
这些小孔通常很小，但深度较大，容易导致金属穿孔。
金属的常见腐蚀形态及其保护措施pptx
03
利用陶瓷材料的高温稳定性和耐腐蚀性，制备陶瓷涂
层，提高金属在高温、强腐蚀环境中的使用寿命。
电化学保护法
阴极保护
通过给金属构件施加外部电流，使其处 于阴极状态，从而防止电化学腐蚀的发 生。常用于埋地管道、储罐等设施的防 腐。
利用可再生生物资源制备生物基防护材料，替代传统石油基材料，实现
可持续发展。
THANKS
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金属腐蚀对环境和经济影响
1 2
环境污染
金属腐蚀产生的废渣、废水等对环境造成污染。
资源浪费
金属腐蚀导致设备、构件等失效，造成资源浪费 。
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经济损失
金属腐蚀给国民经济带来巨大损失，如设备维修 、更换费用等。
03
常见金属腐蚀形态及实例
均匀腐蚀
定义
金属表面均匀发生的腐蚀，导致金属逐渐变薄。
实例
钢管在潮湿环境中的腐蚀。
3D打印技术
应用3D打印技术制造复杂金属构件，实现轻量化、一体化和个性化设 计，降低生产成本。
智能涂层技术进展
自修复涂层
研发具有自修复功能的涂层材料，能够在金属表面损伤时自动修 复，延长金属构件的使用寿命。
智能感知涂层
开发能够实时监测金属构件状态和环境因素的智能感知涂层，为预 防性维护提供数据支持。
02
金属腐蚀基本概念及危害
金属腐蚀定义与分类
化学腐蚀
金属与周围介质发生化学反应而引起的腐蚀，如氧化、硫化等。
电化学腐蚀
金属与电解质溶液发生电化学作用而引起的腐蚀，如析氢腐蚀、吸氧腐蚀等。
金属腐蚀原因及影响因素
环境因素
金属材料腐蚀的分类
金属材料腐蚀的分类
金属材料的腐蚀可以按照不同的分类方式进行划分，以下是常见的几种分类方式：
1. 电化学腐蚀分类：
- 酸性腐蚀：金属在酸性环境中的腐蚀。
- 碱性腐蚀：金属在碱性环境中的腐蚀。
- 电池腐蚀：由于金属表面产生微观电池，导致腐蚀。
- 微生物腐蚀：由微生物代谢产生的酸、碱或化学物质导致
的腐蚀。
2. 物理腐蚀分类：
- 氧化腐蚀：金属与氧发生化学反应导致腐蚀。
- 湿气腐蚀：金属与湿气中的水蒸气等产生的化学物质发生
反应导致腐蚀。
- 焊接腐蚀：焊接过程中产生的热应力和化学物质导致的腐蚀。
3. 腐蚀形式分类：
- 均匀腐蚀：金属表面均匀腐蚀，使金属材料的厚度逐渐减少。
- 局部腐蚀：金属表面仅部分区域发生腐蚀，如点蚀、缝蚀、孔蚀等。
- 应力腐蚀：金属在受到应力作用的同时，发生化学物质的
腐蚀。
- 磨蚀腐蚀：金属材料在摩擦或冲刷作用下发生的腐蚀。
这些分类方式只是根据不同的角度对金属材料腐蚀进行的分类，实际上金属腐蚀是一个复杂的过程，往往同时存在多种腐蚀形式。
第二节 金属的腐蚀和防护 ppt课件
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2.保护层法:在金属表面覆盖保护层，使金属制
品与周围腐蚀介质隔离，从而防止腐蚀。 1).在钢铁制件表面涂上机油、 凡士林、油漆或覆盖搪瓷、塑料 等耐腐蚀的非金属材料。
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2).用电镀、热镀、喷镀等 方法，在钢铁表面镀上一 层不易被腐蚀的金属，如 锌、锡、铬、镍等。
这些金属常因氧化而形 成一层致密的氧化物薄 膜，从而阻止水和空气 等对钢铁的腐蚀。
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金属防护方法总结
1)、改变金属的内部结构
2)、在金属表面覆盖保护层
3)、电化学保护法
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课堂练习
1. 下列现象与电化学腐蚀无关的是 ( D ) A.黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿 B.生铁比纯铁更易生锈 C.铁质器件附有铜质配件,在接触处易生锈 D银质奖牌久置表面变暗 2.铁钉和碳棒用导线连接后,浸入到食盐溶液中,可能 发生的反应是 ( BD ) A.碳棒上放出Cl2 B.碳棒附近产生OHC.碳棒上放出H2 D.铁钉被氧化
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第二节 金属的腐蚀和防护
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知识总结
一、金属腐蚀
1、金属腐蚀：是指金属或合金跟接触的气体或液体发 生氧化还原反应而腐蚀损耗的过程。
失 e金属阳离子 2、金属腐蚀的本质： 金属原子 氧化反应 M – ne-→Mn+ 化学腐蚀 析氢腐蚀 3、金属腐蚀的类型 电化学腐蚀 （常见普遍） 吸氧腐蚀
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交流与讨论
请大家根据铁生锈的原理， 思考应采取什么措施防止铁生锈？
金属的腐蚀与个案说明
金属的腐蚀与个案说明金属材料受周围介质的作用而损坏，称为金属腐蚀。
金属的锈蚀是最常见的腐蚀形态。
腐蚀时，在金属的界面上发生了化学或电化学多相反应，使金属转入氧化（离子）状态。
这会显著降低金属材料的强度、塑性、韧性等力学性能，破坏金属构件的几何形状，增加零件间的磨损，恶化电学和光学等物理性能，缩短设备的使用寿命，甚至造成火灾、爆炸等灾难性事故。
人类进入21世纪的今天，由于科学技术的进步，金属材料的应用也得到空前的拓宽，特别在继工业革命以后，并随近现代海洋、空间和原子能技术的出现，使金属腐蚀与防护的研究比以往任何时期都倍受重视[1]。
1 金属腐蚀简介金属与环境中的组分由于发生化学反映而导致表面破坏的现象称为金属腐蚀。
造成金属发生腐蚀的最根本原因是金属的热力学不稳定性造成的，即金属原子的自由能处于较高的状态，在一定条件下，金属单质就会向化合物进行转化，从而发生腐蚀。
导致金属和金属腐蚀破坏的主要原因就是化学或电化学作用，有时也包括机械、生物或物理作用。
单纯物理作用的破坏（如合金在液态金属中的物理溶解）仅是少数的例子。
单纯的机械破坏不属于腐蚀的范畴。
2 金属腐蚀的分类腐蚀的分类方法有很多，包括按腐蚀环境、腐蚀形态以及腐蚀现象或原因进行分类[2]。
按环境分：湿蚀：如：大气腐蚀、化学药品腐蚀以及水溶液腐蚀和土壤腐蚀等。
干蚀：如：高温氧化、氢腐蚀、液态金属腐蚀以及硫腐蚀等。
微生物腐蚀：如：真菌腐蚀、藻类腐蚀以及细菌腐蚀和硫化菌腐蚀等。
3 金属腐蚀的几种案例分析3.1大气腐蚀[3]3.1.1大气腐蚀的机理钢结构在常温下的大气腐蚀，主要是由于在常温大气环境中使用，受空气中的水分和其他污染物的化学、电化学的作用而引起的腐蚀，它是在金属表面极薄的一层水膜下进行的，这些水膜或是由于水分的直接沉降或是由于大气温度的突然变化而产生的凝露。
这些水膜又能溶人大气中的气体(如02，CO2、S02等)、盐类、尘土及其他污染物，再加上生产制造、运输及使用过程中人为污染因素，所有这些都会提高水膜的导电性而促进腐蚀过程的加速，当金属表面形成连续的电解液层时，便形成电化学腐蚀过程。
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4、思考题
思考一下
（1）钢材的氧化都是腐蚀么？ （2）腐蚀是否都是有害的？
谢谢！
台湾高雄燃气爆炸事故
储油罐泄露爆炸事故
“哥伦比亚”号航天飞机失事解体
罐车爆炸燃烧事故
1、基本概念
什么是腐蚀？
＞
腐蚀是材料在其周围环境的作用下发生的破坏和变质现象。
பைடு நூலகம்
决定因素： 材料
反应
环境中介质
涉及学科：金属学、物理化学、电化学、工程力学等学科
1、基本概念
除去金属，其他材料会不会腐蚀？
桥梁 木材
塑料 风蚀地貌
2、腐蚀类型
物理
化学
化学
化学腐蚀
电化学腐蚀
物理+化学
2、腐蚀类型
化学腐蚀和电化学腐蚀比较：
腐蚀类型 条件 现象 本质 特点 例子
化学腐蚀
电化学腐蚀
和氧化剂接触
和电解质接触
无电流产生
微弱电流产生
金属被氧化
较活泼金属被氧化
不普遍，特定条件
普遍
高温氧化、汽水腐蚀、 大气腐蚀、海洋腐
钢脱碳、氢脆等
蚀等
化学腐蚀和电化学腐蚀往往同时发生！
3、常见腐蚀类型
（1）高温氧化
实例
钢材在高温环境失去电子而被氧化过程
3、常见腐蚀类型
（2）汽水腐蚀
实例 锅炉过热器
铁和高温气态水反应，生成四氧化三铁和氢气过程
3、常见腐蚀类型
（3）钢脱碳
实例
钢种的碳在与氧、氢气等发生化学反应生产甲烷 和CO等过程。
3、常见腐蚀类型
（5）氢腐蚀
实例
金属内部溶入氢原子或内部的氢起还原作用而引起的 损伤甚至引起构件破坏。
第2章 金属腐蚀的典型分类及工业案例
内容大纲
2.1 化学腐蚀及工业案例 2.2 电化学腐蚀及其特征 2.3 腐蚀形态及分类 2.4 海水腐蚀及特征
重点： 1、腐蚀基本概念 2、常见化学腐蚀类型
参考教材：《现代工业腐蚀与防护》，李宇春主编，化学工业出版社
1、基本概念
生活中的腐蚀：
1、基本概念
腐蚀危害：