2024版《金属的腐蚀》PPT课件[1]

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表面分析技术
原理
利用表面分析技术（如X射线光电子能谱、扫描电子显微镜 等）观察金属表面的形貌、成分和结构变化，以评估腐蚀程 度和类型。
缺点
需要专业的表面分析设备和操作技能，分析过程相对复杂。
优点
可以直观地观察金属表面的腐蚀形貌和产物，对局部腐蚀敏 感。
应用范围
适用于研究金属表面腐蚀行为和机理，以及腐蚀产物的分析。
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THANKS
感谢观看
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其他实验方法
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气体分析法
通过测量金属在腐蚀过程中释放的气体成分和含量来评估腐蚀速率和类
型。
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电阻法
通过测量金属在腐蚀过程中的电阻变化来评估腐蚀速率。
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声发射法
利用金属在腐蚀过程中产生的声发射信号来评估腐蚀速率和类型。
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07 金属腐蚀的案例 分析与讨论
阳极氧化
通过电化学方法使金属表面形成氧化膜，提高耐蚀性和装饰性。
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缓蚀剂应用
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无机缓蚀剂 如硅酸盐、钨酸盐等，通过与金属表面形成保护膜来抑制 腐蚀。
有机缓蚀剂 如胺类、羧酸类等，通过吸附在金属表面改变其电化学行 为来减缓腐蚀。
复合缓蚀剂 将无机和有机缓蚀剂复配使用，发挥协同作用，提高缓蚀 效果。
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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。
腐蚀分类
根据腐蚀机理和形态，可分为化学 腐蚀、电化学腐蚀、局部腐蚀和全 面腐蚀等。
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金属腐蚀的危害
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经济损失
金属腐蚀导致设备损坏、 生产效率下降，造成巨大 的经济损失。
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安全事故
腐蚀可能引发设备泄漏、 断裂等安全事故，威胁人 员生命安全。
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表面状态因素
表面粗糙度
表面粗糙度越大，金属 越容易受到腐蚀。
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表面污染
表面污染如油污、氧化 物等会影响金属的耐腐 蚀性。
表面涂层
表面涂层如油漆、镀层 等可以保护金属免受腐 蚀。
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05 金属腐蚀的防护 措施
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合理选材与设计
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选用耐蚀材料
根据环境条件和工程要求，选择耐蚀性好的金属或非金属材料。
异种金属接触时，因电位差引 起的局部加速腐蚀。
危害
难以预测和控制，可能导致突 发性事故和安全隐患。
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应力腐蚀
应力腐蚀开裂
金属在拉应力和特定腐蚀介质共 同作用下产生的脆性断裂。
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氢致开裂
金属吸收氢后导致的脆化和开裂现 象。
危害
造成金属构件的突然断裂，引发严 重事故。
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02 金属腐蚀的基本 原理
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电化学腐蚀原理
电极反应
金属在电解质溶液中形成原电池， 较活泼的金属作为阳极发生氧化 反应，较不活泼的金属或能导电 的非金属作为阴极发生还原反应。
电子流动
阳极失去的电子通过金属导体流 向阴极，形成电流。
离子传导
电解质溶液中的离子在阴阳极之 间迁移，维持电荷平衡。
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腐蚀现象描述
海洋工程装备（如船舶、海上平台等）出现锈蚀、开裂等 问题。
原因分析
海洋环境具有高盐度、高湿度、高温差等特点，对金属材 料造成严重腐蚀。
防护措施
采用耐海水腐蚀的合金材料（如铝合金、钛合金等），对 装备进行阴极保护、涂层保护等综合防护措施。同时，加 强装备的定期维护和保养，确保其长期稳定运行。
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全面腐蚀
均匀腐蚀
金属表面均匀减薄，腐蚀 速率相对稳定。
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普遍腐蚀
金属在大气、水等环境中 广泛发生的腐蚀现象。
危害
降低金属结构强度，缩短 使用寿命，造成经济损失。
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局部腐蚀
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点蚀
金属表面局部区域出现的深孔 状腐蚀。
缝隙腐蚀
金属缝隙内发生的加速腐蚀现 象。
电偶腐蚀
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电化学测试技术
原理
优点
利用电化学方法测量金属在腐蚀过程中的电 化学参数，如电位、电流等，从而评估腐蚀 速率和腐蚀类型。
可以实时监测金属的腐蚀过程，对局部腐蚀 敏感。
缺点
应用范围
需要专业的电化学设备和操作技能，受环境 因素影响较大。
适用于研究金属在不同环境中的腐蚀行为和 机理。
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环境污染
腐蚀产生的金属离子和废 液可能对土壤和水源造成 污染。
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腐蚀科学研究的重要性
揭示腐蚀机理
通过研究腐蚀过程中的物理化学反应， 揭示金属腐蚀的本质和规律。
预测和控制腐蚀
推动新材料和新技术发展
通过研究不同金属材料和环境的腐蚀 行为，推动耐腐蚀新材料和防护新技 术的发展。
建立腐蚀预测模型，为金属材料的选 用、防护措施的制定提供科学依据。
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案例一：某桥梁钢构件的腐蚀问题
腐蚀现象描述
桥梁钢构件出现锈蚀、开裂、变形等现象。
原因分析
钢构件长期暴露在潮湿环境中，受到氧气、水分和氯离子的侵蚀，导致电化学腐蚀。
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防护措施
采用耐候钢、镀锌钢等耐腐蚀材料，对钢构件进行定期除锈、喷漆等维护措施。
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案例二：某化工厂管道的腐蚀与防护
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电化学保护方法
阴极保护
利用外加电流使金属电位负移，成为阴极而得到保护，如牺牲阳极 法和外加电流法。
阳极保护
将金属连接到外加电源的正极上，使其电位正移并处于钝化状态从 而防止腐蚀。此方法适用于易钝化的金属体系。
电化学再活化
对于已经发生腐蚀的金属，通过电化学方法使其恢复到活化状态，然 后采取适当的防护措施。
不同金属具有不同的耐腐蚀性，如不锈钢、铝合金等耐腐蚀性较 好。
金属的化学成分
合金元素的种类和含量会影响金属的耐腐蚀性，如添加铬、镍等 元素可提高钢的耐腐蚀性。
金属的组织结构
金属的晶粒大小、相组成等组织结构会影响其耐腐蚀性。
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环境因素
介质类型
金属在酸、碱、盐等不同介质中的腐蚀行为 不同。
温度
温度升高会加速金属的腐蚀过程。
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金属与环境介质的物理作用 金属与某些环境介质（如液态金属、熔盐等）发 生物理溶解或物理吸附，导致金属损失。
温度、压力等影响因素 高温、高压等条件可能促进物理腐蚀过程。
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无化学反应参与 与化学腐蚀不同，物理腐蚀过程中不发生化学反 应。
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03 金属腐蚀的类型 与特点
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介质浓度
介质浓度越高，金属的腐蚀速率通常越快。
气体成分
氧气、二氧化碳、硫化氢等气体对金属的腐 蚀有重要影响。
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应力因素
拉伸应力
拉伸应力会加速金属的腐蚀过程，特别是在应力集中区域。
压缩应力
压缩应力通常会减缓金属的腐蚀过程。
交变应力
交变应力会导致金属疲劳腐蚀，降低其耐腐蚀性。
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腐蚀疲劳
腐蚀疲劳裂纹
金属在交变应力和腐蚀介质共同作用下产生的裂 纹。
腐蚀疲劳断裂
金属在腐蚀疲劳裂纹扩展至临界尺寸时发生的断 裂。
危害
降低金属构件的疲劳强度，缩短使用寿命，增加 维修成本。
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04 影响金属腐蚀的 因素
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金属材料因素
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金属种类
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06 金属腐蚀的实验 研究方法
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失重法测腐蚀速率
原理
通过测量金属在腐蚀前后质量的 变化来评估腐蚀速率。
优点
简单易行，适用于各种金属和腐 蚀环境。 2024/1/28
缺点
只能得到平均腐蚀速率，无法反 映局部腐蚀情况。
应用范围
广泛用于实验室和工业现场的金 属腐蚀研究。
《金属的腐蚀》PPT课件
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contents
目录
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• 金属腐蚀概述 • 金属腐蚀的基本原理 • 金属腐蚀的类型与特点 • 影响金属腐蚀的因素 • 金属腐蚀的防护措施 • 金属腐蚀的实验研究方法 • 金属腐蚀的案例分析与讨论
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01 金属腐蚀概述
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腐蚀定义与分类
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化学腐蚀原理
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金属与氧化剂直接反应
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金属与酸、碱、盐等氧化剂发生化学反应，导致金属损失电子
被氧化。
腐蚀产物的形成
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金属氧化物、氢氧化物等腐蚀产物在金属表面形成，可能阻碍
进一步反应。
温度、浓度等影响因素
03
高温、高浓度等条件可能加速化学腐蚀过程。
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物理腐蚀原理
优化结构设计
避免应力集中、减少缝隙和死角，以降低腐蚀发生的可能性。
考虑材料相容性
不同金属间存在电位差，应避免直接接触引起电偶腐蚀。
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表面处理技术
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表面清洁
去除金属表面的油污、锈迹等杂质，为后续处理提供良好基础。
涂层保护
采用喷涂、电镀、化学转化等方法，在金属表面形成保护层，隔绝 腐蚀介质。
腐蚀现象描述
化工厂管道出现泄漏、穿孔等腐蚀问题。
原因分析
管道内输送的腐蚀性介质（如酸、碱、盐等）对管道 材料造成化学腐蚀，同时管道外壁受到环境因素的影 响。
防护措施
选用耐腐蚀材料（如不锈钢、玻璃钢等）制造 管道，对管道进行定期检测、维修和更换。
2024/1Байду номын сангаас28
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案例三：某海洋工程装备的防腐蚀措施