金属腐蚀与防护——海水腐蚀

8.04 6.41 5.35 4.50
7.72 6.18 5.17 4.43
• 海水是电中性，PH 值为7.2~8.6，且有大量氧存在， 故大多数金属在海水中为氧去极化腐蚀。
阳极过程 [ Mn+ ·ne ]→ Mn+ + ne 电流 流动
阴极过程 D + ne →[ D ·ne ]
阴极反应为 O2+4H++4e→2H2O 1、对于大多数金属（如铁、钢、铸铁、铬等）在海水中 O2+2H2O+4e→4OH腐蚀时，阳极过程阻滞很小，因而腐蚀速度相当大。
覆盖层保护——来自百度文库属覆盖层
覆层材料的电位比 基体金属的电位， 比如铁表面上用锌 做覆层。 覆盖层电位比金属 电位正，如铁表面 上覆盖镍、铬。
覆盖层保护——非金属覆盖层
化学腐 蚀
电化学 腐蚀
物理腐蚀
单纯的物理 溶解作用而 产生的破坏
• 海水腐蚀——指金属与海水发生 电化学反应而损耗和变质。
海水中主要盐类盐含量
成分 100g 海水中主要含量/g 占总盐量/%
NaCl MgCl2 MgSO4 CaSO2 K2SO4 CaCl2 MgBr2 合计
2.7123 0.3807 0.1658 0.1260 0.0863 0.0123 0.0076 3.5
表面膜不均一
浓差电池、温差电池）
很强的金属如镁及其合金腐蚀时才能发生氢的去极化作用。 结构，物理状态， 3、海水的电导很大，电阻性阻滞很小，所以，对于海水 的腐蚀来说，不只是微观电池的活性较大，宏观电池的活 性也较大。 4、腐蚀的最大破坏处是在结构上充气较大的区域。
在充气运动的海水中金属的电位
金属在海水中的电位不是一个常数，随氧含量、水速、温度和金属表面 条件冶金因素而改变。
阳 极 保 护
对金属通以致钝电流使其 表面生成一种钝化膜，电 位进入钝化区，再用维持 电流将其电位维持在这个 区域，保持其表面钝化膜 不消失，则金属的腐蚀速 度会大大降低。
钝化区
控住环境方法——加缓蚀剂
在腐蚀环境中以适当 浓度和形式（一般是 很少的量）添加某种 物质，能使金属的腐 蚀速度大大降低
材料科学与工程系
青岛栈桥海水腐蚀
泰 坦 尼 克 号
腐蚀
金属 材料
腐蚀过程，体系自 由能减少，是一个 自发过程
金属在一定的介质中经过反应恢复到它的化合物状态
腐蚀 介质
腐蚀 产物
海水
腐蚀的分类（机理）
金属表面与非 电解质直接发 生钝化作用而 引起的破坏， 无电流产生 金属表面与离子 导电的介质因发 生电化学作用而 产生的破坏，有 电流产生
防 护
合理选用耐腐蚀材料
阴极保护 阳极保护
介质处理
缓蚀剂 金属表面覆盖层
金属氧化和磷化处理
电化学保护——阴极保护
所需保护电 流有直流电 源提供 所需保护电 流由牺牲阳 极的溶解提 供
电化学保护——阳极保护
阳极保护：将处于腐蚀区的金属进行阳极极化，使其电 位向正移向钝化区，则金属可由腐蚀状态（活化状态） 进入钝化状态，是金属腐蚀大大减慢而得到保护。 阳极保护的实现必须具备两个条件： 1、腐蚀体系的阳极极化曲线上存在钝化区。 2、阳极极化时金属的电位要正移到钝化区内，否则金 属的腐蚀速度反而会增大。
77.8 10.9 4.7 3.6 2.5 0.3 0.2 100
海水中含氯量
海水中含氧量
温度℃
0 10 20 30
盐浓度%
0 1.0 2.0 3.0 3.5 4.0
10.30 8.02 6.57 5.57
9.65 7.56 6.22 5.27
9.00 7.09 5.88 4.95
8.36 6.63 5.52 4.65
极化就是指由于电极上通过电流而使电极电位 发生变化的现象。阳极通过电流电位向正的方 向变化叫阳极极化。阴极通过电流电位向负的 方向变化叫阴极变化。无论阳极极化或阴极极 化都能使腐蚀原电池的极间电位差减小，导致 腐蚀电流减小，阻碍腐蚀过程顺利进行。
阴极反应为 2、多数金属，阴极过程是氧的去极化作用，只有电负性 2H++2e→H2 异金属接触，浓差电 化学成分，组织 池（盐浓差电池、氧