金属腐蚀与防护 第6章 金属的钝化
腐蚀与防护-第六章 金属的钝化讲解
钝化的意义
• 钝化现象具有重要的实际意义。可利用 钝化现象提高金属或合金的耐蚀性。
• 向铁中加入Cr、Ni、Al等金属元素，研 制成不锈钢、耐热钢等。
• 另外，在有些情况下又希望避免钝化现 象的出现。如电镀时阳极的钝化常带来 有害的后果，它使电极活性降低，从而 降低了电镀效率等。
（3）交点在稳定钝化区
金属钝化性能更强，或去极化剂氧化性能更 强。在钝化电位Ep，满足 ic Ep i p ，两条 极化曲线的交点落在稳定钝化区。在自然腐蚀状 态，金属已能钝化，故称为自钝化体系。
（4）交点在过钝化区
当去极化剂是特别强的氧化剂时，在自然腐
蚀状态金属发生过钝化。
钝化膜的性质
• 多数钝化膜是由金属氧化物组成的。 • 在一定条件下，铬酸盐、磷酸盐、硅酸
• 如Fe在的0.5mol/L的H2SO4溶液中，外加电流引起的钝化。 ★阳极钝化和化学钝化的本质是一样的。
钝化的特征
（1）腐蚀速度大幅度下降。 （2）电位强烈正移。 （3）钝化膜的稳定性。 （4）钝化只是金属表面性质的改变。
钝化体系的极化曲线
活性溶解区 过渡钝化区
过钝化区
稳定钝化区
临界钝化电位
C
Ep
A
lgi维
E
钝 化 区 电 位 范 围
B
lgi
lgi致
关于Flade电位
(1)定义
在金属由钝态转变为活态的电位衰减曲线上， “平台”对应的电位称为Flade电位，记为Ef。Flade 电位表征金属由钝态转变为活态的活化电位。
Ef愈低，表示金属钝态愈稳定。 (2) Ef与溶液pH值的关系
腐蚀与防护复习题(2)
《金属腐蚀与防护》复习题2022.6第一章绪论.什么是金属的腐蚀？局部腐蚀主要有哪些类型？1.金属腐蚀速度的三种主要表达方式？为什么可以用阳极溶解电流来评价金属腐蚀的速度?2.化学腐蚀和电化学腐蚀的共性与差异？其次章电化学腐蚀热力学.平衡电极电位是如何定义的？在什么条件下才可能建立体系的平衡电极电位？铁放在酸性溶液中能够建立起平衡电极电位吗？平衡电极电位对金属的腐蚀的倾向和腐蚀的速度有什么影响？1.什么是非平衡电极电位？它通常是如何获得的？2.标准电极电位的定义？标准电极电位是如何获得的？3.对参比电极的最基本要求是什么？4.电化学腐蚀发生的根本条件是什么？合金中杂质或其次相的存在对金属腐蚀倾向和腐蚀速度有何影响？5.金属发生腐蚀时，外表至少会有几个电极反响？金属在无氧的自身离子中性溶液中会始终发生溶解腐蚀吗？为什么？金属在有氧的自身离子中性溶液中会始终发生溶解腐蚀吗？6. 一根装运弱酸性化学溶液的碳钢管，由于匀称腐蚀，一年要更换一次。
为了改善管子的耐腐蚀性能，提高使用寿命，对管子内外表实施了化学镀Ni-P非晶镀层的处理，可是管子在投入使用不到2个月却发生了穿孔泄漏。
请从电化学腐蚀的角度分析其可能成因。
第三章电化学腐蚀动力学.什么是电极的极化现象？极化发生的本质缘由是什么？极化对金属腐蚀的速度有什么影响？1.试解释金属的自腐蚀电位和自腐蚀电流的含义？自腐蚀电位是平衡电极电位吗？他们与金属的腐蚀速度有什么关系？金属铁板放置在3%NaCl水溶液中，稳定一段时间后，通过试验测得的开路电位是平衡电位吗？2.阳极极化有儿种类型？成因是什么？3.由图3.11,分析溶液中硫化物及金属中其次相的存在对金属腐蚀速度的影响。
4.塔菲尔方程的基本表达式〃=成立图3.11钢在非氧化酸中的腐蚀极化图5 .电化学极化（活化极化）和浓差极化的形成缘由是什么？第四章析氢腐蚀与吸氧腐蚀•依据n 产曲+6log 九,分析影响析氢过电 位的因素。
2019高考化学第6章(化学反应与能量)第3节电与防护考点(3)金属的腐蚀与防护讲与练(含解析)
第六章化学反应与能量李仕才第三节电解池金属的电化学腐蚀与防护考点三金属的腐蚀与防护1．金属的腐蚀(1)概念：金属的腐蚀是指金属或合金跟周围接触到的化学物质发生化学反应而腐蚀损耗的过程。
(2)本质：金属失去电子而被损耗，M－ne－===M n＋(M表示金属)，发生氧化反应。
(3)类型①化学腐蚀与电化学腐蚀②析氢腐蚀与吸氧腐蚀以钢铁的腐蚀为例进行分析：铁锈的形成：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O(铁锈)＋(3－x)H2O。
2.金属的保护判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)1．干燥环境下金属不被腐蚀。
( ×)2．Al、Fe、Cu在潮湿的空气中腐蚀均生成氧化物。
( ×)3．钢铁发生电化学腐蚀的负极反应式为Fe－3e－===Fe3＋。
( ×)4．镀铜铁制品镀层受损后，铁制品比镀铜前更容易生锈。
( √)5．在潮湿空气中，钢铁表面形成水膜，金属发生的一定是吸氧腐蚀。
( ×)6．外加电流的阴极保护法是将被保护金属接在直流电源的正极。
( ×)7．在船体外嵌入锌块，可以减缓船体的腐蚀，属于牺牲阴极的保护法。
( ×)1．金属的腐蚀主要分为化学腐蚀和电化学腐蚀，其中以电化学腐蚀为主。
2．钢铁发生电化学腐蚀时，负极铁失去电子生成Fe2＋，而不是生成Fe3＋。
3．铜暴露在潮湿空气中发生的是化学腐蚀，而不是电化学腐蚀，生成铜绿的化学成分是Cu2(OH)2CO3。
一、金属的腐蚀与防护1．下列与金属腐蚀有关的说法，正确的是( )A ．图1中，铁钉易被腐蚀B ．图2中，滴加少量K 3[Fe(CN)6]溶液，没有蓝色沉淀出现C ．图3中，燃气灶的中心部位容易生锈，主要是由于高温下铁发生化学腐蚀D ．图4中，用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀，镁块相当于原电池的正极 解析：A 项，图1中，铁钉处于干燥环境，不易被腐蚀；B 项，负极反应为Fe －2e －===Fe 2＋，Fe 2＋与[Fe(CN)6]3－反应生成Fe 3[Fe(CN)6]2蓝色沉淀；D 项，为牺牲阳极的阴极保护法，镁块相当于原电池的负极。
钝化技术在金属腐蚀预防中的应用研究
钝化技术在金属腐蚀预防中的应用研究随着科技进步和工业化程度的提高，金属制品的应用越来越普遍。
然而，金属制品在使用过程中经常会受到各种各样的腐蚀影响，这不仅会导致产品寿命的降低，还会直接影响金属产品的使用效果和美观度。
为了有效地提高金属制品的使用寿命和使用效果，科学家们从事了大量的研究和实践，其中，钝化技术已经被证明是金属腐蚀预防的一种有效方法。
一、钝化技术的本质与原理钝化技术，简单来说，就是指通过多种方式使金属表面形成一层微薄的、致密且不易在常温下发生化学反应的物质膜。
这种物质膜能有效地隔离金属和外界的接触，阻断氧、水分子等进入金属内部，从而达到预防金属腐蚀的目的。
而钝化技术的原理，主要有两种：1.金属表面的电化学反应钝化。
即在金属表面故意形成一层氧化铬膜、氧化铝膜等，从而减缓金属表面与外界的接触，降低金属表面的反应活性，使金属表面不易被腐蚀。
2.金属表面的物理反应钝化。
即在金属表面产生微小的、致密的晶界、氧化膜等，从而增加金属表面的抗腐蚀性，减缓金属的腐蚀过程。
二、钝化技术在金属腐蚀预防中的应用钝化技术广泛应用于各种金属制品的腐蚀和腐蚀防护中，例如：1.钢铁钝化。
钢铁在使用过程中容易被氧化腐蚀，而钝化技术能够有效地减缓钢铁表面的氧化反应，从而提高钢铁材料的腐蚀防护性能。
2.不锈钢钝化。
不锈钢钝化是利用不锈钢表面专用钝化剂氟化铬的反应，形成一层致密、透明、润滑的氧化膜，这种膜能够有效地阻隔氧分子，减少不锈钢材料的腐蚀情况。
3. 铜钝化。
铜材的使用寿命往往会受到表面氧化腐蚀的影响，而钝化技术能够减缓氧化反应，提高铜的防腐性能。
4. 铝钝化。
铝具有较高的电化学活性，容易发生腐蚀反应。
钝化技术可以为铝制品形成一层密闭而稳定的氧化物膜，使其具备了良好的抗氧化性能和耐腐蚀性能。
三、钝化技术的局限性和发展趋势虽然钝化技术已经是目前金属腐蚀防护领域中的一种主流技术，但其仍具有一定的局限性。
例如，目前钝化技术的很多钝化剂在生产、使用、处理过程中均会对环境造成一定的损害。
油气储运设施腐蚀与防护复习资料
（1） 金属化学成分不均匀（含有杂质）
阳极：发生氧化和腐蚀的电极，本体金属；
阴极： 杂质
（2） 金属组织结构不均匀
阳极：晶界 ；
阴极： 晶粒
（3） 金属物理状态不均匀
阳极：变形和应力的部位 阴极：未（小）变形区
（4） 金属表面膜的不完整
（5） 周围介质的不均匀
5、 宏电池
定义：用肉眼能明显看到的由不同电极所组成的腐蚀原电池称为宏电池
金属腐蚀与防护
第一章 金属腐蚀的定义和分类
一、 金属腐蚀的意义
1、 金属腐蚀 定义：是指金属与周围环境（介质）发生化学反应、电化学反应或物理溶解作用而 导致金属损坏。 注：金属及其合金的腐蚀主要是化学和电化学作用引起的破坏，有时伴随有机械、 物理或生物作用。
2、 金属腐蚀发生的原因 从热力学的观点看，是因为金属处于不稳定状态，它有与周围介质发生作用转变成 金属离子的倾向。
化学腐蚀与电化学腐蚀的区别和联系：
化学腐蚀
电化学腐蚀
条件
金属与氧化剂接触
金属跟电解质溶液接触
区别
现象
无电流产生
有电流产生
本质
金属被氧化的过程
较活泼金属被氧化的过程
联系
两种腐蚀可同时发生，但电化学腐蚀比化学腐蚀要普遍得多
（3） 物理腐蚀
定义：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。
四、 金属腐蚀速度表示方法
阴极反应： 总反应： 随着电位的上升，氧的平衡分压增加，Fe(OH)2 将进一步氧成 Fe(OH)3 ： 阳极反应： 阴极反应： 总反应： Fe(OH)3 的酸性强于 Fe(OH)2，故发生中和反应，生成盐和水：
4、 微电池 定义：由金属表面上许多微小的电极组成的腐蚀原电池称为微电池。 微电池形成原因：
金属腐蚀与防护课后习题及实验答案
3、大阴极小阳极会加速腐蚀速率4、腐蚀极化图说明其应用。
腐蚀极化图是一种电位—电流图，它是把表征腐蚀电池特征的阴、阳极极化曲线画在同一张图上构成的。
腐蚀极化图的应用（1）极化图用于分析腐蚀速度的影响因素(a)腐蚀速度与腐蚀电池初始电位差的关系：腐蚀电池的初始电位差（EO,C- EO,A )，是腐蚀的原动力(b)极化性能对腐蚀速度的影响：若腐蚀电池的欧姆电阻很小，则极化性能对腐蚀电流有很大的影响(c)溶液中含氧且及络合剂对腐蚀速度的影响；（例铜在含氧酸及氰化物中腐蚀极化图）(d)其他影响腐蚀速度的因素，如阴、阳极面积比和溶液电阻等。
（2）腐蚀速度控制因素：阳极控制、阴极控制、混合控制和欧姆控制。
1化学腐蚀的概念、及特点答案：化学腐蚀：介质与金属直接发生化学反应而引起的变质或损坏现象称为金属的化学腐蚀。
是一种纯氧化-还原反应过程，即腐蚀介质中的氧化剂直接与金属表面上的原子相互作用而形成腐蚀产物。
在腐蚀过程中，电子的传递是在介质与金属之间直接进行的，没有腐蚀电流产生，反应速度受多项化学反应动力学控制。
归纳化学腐蚀的特点1.在不电离、不导电的介质环境下2.反应中没有电流产生，直接完成氧化还原反应3.腐蚀速度与程度与外界电位变化无关11、举例说明有哪些可能的阴极去极化剂?当有几种阴极去极化剂同时存在时，如何判断哪一种发生还原的可能性最大?自然界中最常见的阴极去极化反应是什么?答案：（1）氢离子还原反应或析氢反应（电极反应式）；（2）溶液中溶解氧的还原反应；（3）溶液中高价离子的还原反应；（4）溶液中贵金属离子的还原反应。
判断：（⊿G）T，P= nF⊿E（⊿G）T，P= nF（EC - EA）其中：EC 为氧化剂电位； EA为还原剂电位。
因此，⊿E越负，反应可能性越最大；有些情况下可利用氧化剂的平衡电极电位EC来粗略判断阴极去极化反应的可能性大小。
最常见的阴极去极化反应：析氢反应和吸氧反应12、何谓腐蚀极化图?说明其应用。
金属的腐蚀与防护
金属的腐蚀与防护篇一：金属的电化学腐蚀与防护知识点[知识分类和归纳]一、金属的电化学腐蚀1．金属的腐蚀(1)概念金属或合金与周围材料的反应造成的损失现象。
（2）精髓金属原子电子变成阳离子的过程．即金属发生了反应．(3)类型根据与金属的区别，它可以分为腐蚀和腐蚀2．化学腐蚀金属与干燥气体（如O2、Cl2、SO2等）或非电解质液体（如石油）直接接触造成的腐蚀3．电化学腐蚀(1)概念当不纯金属与电解液接触时，它会发生反应，活性较高的金属会失去电子并被氧化。
（2）分类以钢铁的腐蚀为例【问题探索】将纯铁放入稀H2SO4中是否会发生析氢腐蚀？提示：不是．析氢腐蚀是指不纯的金属(或合金)接触到酸性较强的电解质溶液所发生的原电池反应而引起的腐蚀，纯铁与稀h2so4发生的是化学腐蚀．二、金属保护1．改变金属内部组织结构如制成等．2.在金属表面加保护层如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀或表面钝化等方法．3．电化学保护（1）牺牲阳极阴极保护原理被保护的金属上连接一种更的金属，被保护的金属作原电池的极．(2)外加电流的阴极保护法――原理受保护的金属连接到电源的电极，并充当电解槽的电极【自我诊断训练】1.（2022福建高三质检）打开右图所示装置中的止水夹，一段时间后，可能观察到的现象为（）a．烧杯中有气泡产生b．试管内有黄绿色气体产生c．铁丝网的表面产生锈迹d．烧杯内溶液变红色2.在以下关于金属腐蚀的描述中，正确的描述是（）a．金属被腐蚀的本质是m＋nh2o===m(oh)n＋n/2h2↑b．马口铁(镀锡铁)镀层破损后，首先是镀层被氧化c．金属在一般情况下发生的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀d．常温下，置于空气中的金属主要发生化学腐蚀3.如图所示，铁块腐蚀速率的正确顺序为（）a．ⅰ＞ⅱ＞ⅲb．ⅰ＞ⅲ＞ⅱc．ⅱ＞ⅰ＞ⅲd．ⅱ＞ⅲ＞ⅰ4.以下关于钢制品防腐的陈述是正确的（）a．在铁门、铁窗表面涂上油漆b、由于采用了保护涂层或电镀等防腐措施，自行车的所有部件都不需要停放在防雨的地方。
《材料腐蚀与防护》习题与思考题
《材料腐蚀与防护》习题与思考题第一章绪论1．何谓腐蚀？为何提出几种不同的腐蚀定义？2．表示均匀腐蚀速度的方法有哪些？它们之间有何联系？3．镁在海水中的腐蚀速度为 1.45g/m2.d, 问每年腐蚀多厚？若铅以这个速度腐蚀，其ϖ深(mm/a)多大？4．已知铁在介质中的腐蚀电流密度为0.1mA/cm2，求其腐蚀速度ϖ失和ϖ深。
问铁在此介质中是否耐蚀？第二章电化学腐蚀热力学1．如何根据热力学数据判断金属腐蚀的倾向？如何使用电极电势判断金属腐蚀的倾向？2．何谓电势-pH图？举例说明它在腐蚀研究中的用途及其局限性。
3．何谓腐蚀电池？有哪些类型？举例说明可能引起的腐蚀种类。
4．金属化学腐蚀与电化学腐蚀的基本区别是什么？5．a)计算Zn在0.3mol/LZnSO4溶液中的电解电势（相对于SHE）。
b) 将你的答案换成相对于SCE的电势值。
6．当银浸在pH=9的充空气的KCN溶液中，CN-的活度为1.0和Ag(CN)2-的活度为0.001时，银是否会发生析氢腐蚀？7．Zn浸在CuCl2溶液中将发生什么反应？当Zn2+/Cu2+的活度比是多少时此反应将停止？第三章电化学腐蚀反应动力学1．从腐蚀电池出发，分析影响电化学腐蚀速度的主要因素。
2．在活化极化控制下决定腐蚀速度的主要因素是什么？3．浓差极化控制下决定腐蚀速度的主要因素是什么？4．混合电位理论的基本假说是什么？它在哪方面补充、取代或发展了经典微电池腐蚀理论？5．何谓腐蚀极化图？举例说明其应用。
6．试用腐蚀极化图说明电化学腐蚀的几种控制因素以及控制程度的计算方法。
7．何谓腐蚀电势？试用混合电位理论说明氧化剂对腐蚀电位和腐蚀速度的影响。
8．铁电极在pH=4.0的电解液中以0.001A/cm2的电流密度阴极化到电势-0.916V（相对1mol/L甘汞电极）时的氢过电势是多少？9．Cu2+离子从0.2mol/LCuSO4溶液中沉积到Cu电极上的电势为-0.180V（相对1mol/L甘汞电极），计算该电极的极化值。
《金属腐蚀与防护》课程教案
院系：环境学院教研室：应用化学教师：陈颖敏《金属腐蚀与防护》课程教案注：表中（）选项请打“∨”第一章绪论(第1次课)1.教学目标及基本要求：掌握金属腐蚀的定义以及有关腐蚀的基本概念；掌握金属腐蚀速度的测定及其评定方法；了解金属腐蚀的分类、热力设备及其参数、热力设备腐蚀与防护概况。
本章共2学时2.教学内容的重点和难点：有关腐蚀定义的理解和金属腐蚀速度的测定及其评定方法。
3.课时单元（2学时）授课教案的具体内容：（详见本章讲稿）（！）腐蚀有关概念；（2）金属腐蚀速度的测定及其评定方法；（3）热力设备及其参数。
4.教学内容的深化和拓宽：现场热力设备腐蚀与防护概况、存在问题、研究方向。
5.教学方式：采用电子版教案，举例、图片、讨论。
6.作业：p12 1-7题为作业第二章金属腐蚀过程热力学(第2次课)1.教学目标及基本要求：掌握腐蚀电池的概念、腐蚀电池的电化学历程及次生过程；掌握电位-pH图及其应用；熟悉宏电池、微电池；了解电化学腐蚀倾向的判据。
本章共4学时2.教学内容的重点和难点及其处理和解析：重点：腐蚀电池的电化学历程及次生过程。
难点：电位-pH图原理及其应用3.课时单元（2学时）授课教学内容：（详见本章讲稿）腐蚀电池的概念、腐蚀电池的电化学历程及次生过程，宏电池、微电池；电化学腐蚀倾向判据4.教学方式（手段）：讲解为主，举例说明次生过程。
5.师生活动设计：讨论电化学腐蚀与化学腐蚀的区别。
6.电子教案7.作业：P31，1-6题第二章金属腐蚀过程热力学(第3次课)1.教学目标及基本要求：掌握腐蚀电池的概念、腐蚀电池的电化学历程及次生过程；掌握电位-pH图及其应用；熟悉宏电池、微电池；了解电化学腐蚀倾向的判据。
本章共4学时2.教学内容的重点和难点及其处理和解析：重点：腐蚀电池的电化学历程及次生过程。
难点：电位-pH图原理及其应用3.课时单元（2学时）授课教案的具体内容：（详见本章讲稿）电位-pH图的概念、电位-pH图的原理、构作，水的电位-pH图，金属-水体系的电位-pH图，使用电位-pH图判断金属腐蚀产物，减缓或控制腐蚀的途径。
金属的钝化
1.2钝化过程 Process of Passivation
硝酸清洗通常被指称为钝化，意味着在此过程中金属表面形成了一层保护性的惰性薄膜。实际上，酸处理主要是去除影响在不锈钢表面形成惰性氧化薄膜的污物，同时也有助于加快氧化过程。清洗要钝化的船舱以至水白(Water white)的程度。用约15%的硝酸溶液（10-20%）清洗整个船舱表面。切记将酸加入水中，而不是将水加入酸中，以将混合产生的热量减到最小。为了保证得到15%的溶液浓度，测出水流装满200升圆桶的时间，以计算淡水供应的流速。应用这一流速向船舱内注入所要求量的水。建议使用足量的溶液以使得钝化过程中泵吸不间断。用不锈钢质的泵将要求量的酸加入船舱内，并由适当的HOSE直接导入船舱里的水中。如果要钝化大量船舱，建议在第一个船舱内配制溶液然后逐个船舱传输。注意在传输过程中会产生溶液损失，因此溶液可能需要中途加注。钝化大量船舱时，应监控溶液的质量，通过测量溶液的pH值和观测溶液的颜色来控制溶液的浓度和污物。用盲板适配器，将规定数量的洗舱管和机器联接起来。（应用尽可能多的洗舱机）洗舱口应盖住以免溶液流出到低碳钢甲板上。不锈钢管鞍套可以很好地盖住这些开口。应不断让水流过甲板，以便稀释偶尔流到甲板上的酸。
2.2钝化步骤 Process of Passivation：将蒸汽喷射器装进船舱内，可装在梯子上，也可装在位于中央的洗舱口处。开始向船舱内加入蒸汽，加汽短时间之后，打开装在酸容器上的吸入球阀。调整球阀，使得硝酸缓慢地、均匀地和连续不断地加入到蒸汽中，持续一段至少为30分钟的时间。这一点很重要，否则，硝酸将不会形成雾状融入蒸汽中。如果硝酸的小滴太大，它们将直接掉到船舱底部而不产生效果。当有适量的硝酸注入船舱（4升/100立方米）时，停止注入蒸汽，并关闭船舱保持3-4小时。这段时间过后，以淡水清洗船舱约一小时。在停止冲洗过程之前应检查冲洗后的水其pH值是否达到可接受的水平（6-7）。对船舱进行目测，并测量隐蔽区域表面的pH值。如果手头有钝化仪，也一并使用。报告：向相应船队提交一份钝化处理的报告。如定期使用蒸汽法进行钝化处理，将会产生令人满意的效果。然而，如果船舱的状况已严重恶化，则强烈推荐使用循环方法进行处理。应当认识到，每艘船和每种情况都有所不同。所以，建议负责人根据自己所处的特殊情况评估这些步骤，并且依照自己的最佳判断进行处理。
腐蚀与防护
金属钝化：金属表面状态变化所引起的金属电化学行为使它具有贵金属的某些特征(低的腐蚀速率、正的电极电势)的过程。
若这种变化因金属与介质自然作用产生，称为化学钝化或自钝化；若该变化由金属通过电化学阳极极化引起，称为阳极钝化。
另有一类由于金属表面状态变化引起其腐蚀速率降低，但电极电势并不正移的钝化（如铅在硫酸中表面覆盖盐层引起腐蚀速率降低），称为机械钝化。
金属钝化后所处的状态称为钝态。
钝态金属所具有的性质称为钝性（或称惰性）。
铜合金腐蚀1概述铜合金腐蚀[1](Corrosion of Copper Allov)是铜合金在与大气和海洋环境相互作用的过程中，表面能生成钝态或半钝态的保护薄膜，使多种腐蚀受到抑制。
2分类铜合金在一般介质中以均匀腐蚀为主，在有氨存在的溶液中有较强的应力腐蚀敏感性，也存在电偶腐蚀、点蚀、磨损腐蚀等局部腐蚀形式。
黄铜脱锌、铝青铜脱铝，白铜脱镍等脱成分腐蚀是铜合金独有的腐蚀形式。
大气腐蚀金属材料的大气腐蚀主要取决于大气中的水汽和材料表面的水膜。
金属大气腐蚀速度开始急剧增加时的大气相对湿度称为临界湿度，铜合金与其他很多金属的临界湿度在50%～70%之间，大气中的污染对铜合金的腐蚀有明显的增强作用。
城市工业大气的C02，SO2，NO2等酸性污染物溶解于水膜中，发生水解，使水膜酸化和保护膜不稳定。
植物的腐烂和工厂排放的废气，使大气中存在氨和硫化氢气体，氨明显加速铜和铜合金的腐蚀特别是应力腐蚀。
海洋环境腐蚀铜合金在海洋环境的腐蚀除了海洋大气区之外，还有海水飞溅区、潮差区和全浸区等。
飞溅区腐蚀铜合金在海水飞溅区的腐蚀行为和在海洋大气区的十分接近。
对苛刻的海洋大气具有良好抗蚀性的任何一种铜合金，在飞溅区也会有良好的耐蚀性。
飞溅区提供了充分的氧气对钢的腐蚀起到加速作用，但可使铜及铜合金更容易保持钝态。
暴露于飞溅区铜合金的腐蚀速度通常不超过5μm/a。
全浸区腐蚀暴露于全浸区铜合金的腐蚀速度最快。
其耐蚀性受海水温度、流速、海洋生物附着、泥沙冲刷沉积和海水污染情况的影响较大。
金属材料电腐蚀防护技术钝化方法优化
金属材料电腐蚀防护技术钝化方法优化摘要：金属材料的电腐蚀是一种常见的现象，而采用钝化方法可以有效地减轻金属材料的腐蚀损伤。
本文将重点讨论金属材料电腐蚀防护技术中的钝化方法，并提出了一些钝化方法的优化方案，希望能够为金属材料的腐蚀防护提供有益的指导。
1. 引言金属材料的电腐蚀是由于金属表面与介质中的电位差而导致的金属组织的破坏。
钝化是一种化学方法，通过使金属表面生成一层致密的氧化物膜，达到保护金属材料的目的。
目前常用的钝化方法主要包括酸洗、溶液处理和电化学钝化等。
2. 酸洗酸洗是一种常见的金属表面处理方法，主要针对一些易于氧化的金属，如铁、钢等。
酸洗过程中，通过浸泡在酸性溶液中，可以去除金属表面的氧化物和控制金属表面的孔隙度，从而使其具有更好的耐腐蚀性能。
但是，酸洗过程中的酸性物质可能会对环境造成一定的污染，因此在使用酸洗方法时应合理控制酸性物质的用量，并加强废酸的处理与回收。
3. 溶液处理溶液处理是一种通过将金属材料浸泡在防腐剂中，提高金属表面的抗腐蚀性能的方法。
在溶液处理过程中，防腐剂中的活性物质能够与金属表面发生化学反应，形成一层保护膜，阻止氧和水的进一步侵蚀。
溶液处理方法具有操作简便、成本低廉的优点，适用于大面积金属材料的防腐蚀。
4. 电化学钝化电化学钝化是一种通过电流作用于金属材料，使其表面产生一层致密氧化物膜的方法。
电化学钝化主要通过阳极氧化和阳极氧化两个过程完成。
在阳极氧化过程中，金属材料作为阳极，经过一定的电解处理，生成氧化膜。
而在阴极氧化过程中，阴极可以有效地消耗气体，从而形成合适的电解液环境。
电化学钝化方法具有膜层致密、耐腐蚀性好等优点，但是也存在一定的能耗和工艺复杂度问题，需要综合考虑工艺和经济性。
5. 钝化方法的优化钝化方法在应用中存在一些问题需要解决。
为了优化钝化方法，可以考虑以下几个方面：5.1 材料的选择：根据金属材料的性质和使用环境，选择合理的钝化方法。
不同金属对于钝化方法的反应性和效果有所不同，因此需要根据具体情况选择最适合的钝化方法。
《材料腐蚀与防护》课程笔记
《材料腐蚀与防护》课程笔记第一章绪论1.1 材料腐蚀学科特点材料腐蚀学科是研究材料在环境作用下性能退化的一门科学，它具有以下特点：- 多学科交叉：腐蚀现象涉及化学反应、电化学过程、材料科学、物理学、生物学等多个领域，因此材料腐蚀学科是一门典型的交叉学科。
- 实践性强：腐蚀问题无处不在，从日常生活到工业生产，都存在着材料腐蚀的问题，这要求腐蚀学科的研究具有很强的实践性和应用性。
- 复杂性：腐蚀过程往往受多种因素的影响，如环境条件、材料性质、应力状态等，这些因素的相互作用使得腐蚀问题非常复杂。
- 经济影响大：材料腐蚀会导致设备损坏、结构失效，从而造成巨大的经济损失和安全风险。
1.2 材料腐蚀学科的发展材料腐蚀学科的发展可以分为以下几个阶段：- 古代认知阶段：在古代，人们就已经意识到金属会随着时间的推移而腐蚀，但由于科学技术的限制，只能采取一些简单的防护措施，如涂油、包裹等。
- 近代科学阶段：19世纪末到20世纪初，随着化学和物理学的发展，科学家们开始系统地研究腐蚀现象，提出了电化学腐蚀理论。
- 现代技术阶段：20世纪中叶，随着电子技术、材料科学和电化学技术的进步，腐蚀学科得到了快速发展，出现了许多新的腐蚀防护技术和方法。
- 当代综合管理阶段：21世纪初，腐蚀学科进入了综合管理阶段，强调腐蚀控制的系统性和科学性，发展了腐蚀监测、风险评估和管理信息系统。
1.3 腐蚀的定义腐蚀是材料在环境介质的化学、电化学或物理作用下，其表面或内部发生变质，从而导致材料性能下降、结构破坏的过程。
这个过程通常伴随着能量的变化。
1.4 腐蚀的分类腐蚀可以根据不同的标准进行分类：- 按照腐蚀机理分类：化学腐蚀、电化学腐蚀、物理腐蚀。
- 按照腐蚀环境分类：大气腐蚀、水腐蚀、土壤腐蚀、高温腐蚀等。
- 按照腐蚀形态分类：均匀腐蚀、局部腐蚀（如点蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀等）、应力腐蚀开裂、腐蚀疲劳等。
1.5 腐蚀速度表示方法腐蚀速度是衡量材料腐蚀程度的重要参数，常用的表示方法有：- 质量损失法：通过测量材料在一定时间内的质量损失来计算腐蚀速度，单位通常是毫克/平方厘米·小时（mg/cm²·h）。
《材料腐蚀与防护》习题与思考题
《材料腐蚀与防护》习题与思考题第一章绪论1．何谓腐蚀？为何提出几种不同的腐蚀定义？2．表示均匀腐蚀速度的方法有哪些？它们之间有何联系？3．镁在海水中的腐蚀速度为 1.45g/m2.d, 问每年腐蚀多厚？若铅以这个速度腐蚀，其ϖ深(mm/a)多大？4．已知铁在介质中的腐蚀电流密度为0.1mA/cm2，求其腐蚀速度ϖ失和ϖ深。
问铁在此介质中是否耐蚀？第二章电化学腐蚀热力学1．如何根据热力学数据判断金属腐蚀的倾向？如何使用电极电势判断金属腐蚀的倾向？2．何谓电势-pH图？举例说明它在腐蚀研究中的用途及其局限性。
3．何谓腐蚀电池？有哪些类型？举例说明可能引起的腐蚀种类。
4．金属化学腐蚀与电化学腐蚀的基本区别是什么？5．a)计算Zn在0.3mol/LZnSO4溶液中的电解电势（相对于SHE）。
b) 将你的答案换成相对于SCE的电势值。
6．当银浸在pH=9的充空气的KCN溶液中，CN-的活度为1.0和Ag(CN)2-的活度为0.001时，银是否会发生析氢腐蚀？7．Zn浸在CuCl2溶液中将发生什么反应？当Zn2+/Cu2+的活度比是多少时此反应将停止？第三章电化学腐蚀反应动力学1．从腐蚀电池出发，分析影响电化学腐蚀速度的主要因素。
2．在活化极化控制下决定腐蚀速度的主要因素是什么？3．浓差极化控制下决定腐蚀速度的主要因素是什么？4．混合电位理论的基本假说是什么？它在哪方面补充、取代或发展了经典微电池腐蚀理论？5．何谓腐蚀极化图？举例说明其应用。
6．试用腐蚀极化图说明电化学腐蚀的几种控制因素以及控制程度的计算方法。
7．何谓腐蚀电势？试用混合电位理论说明氧化剂对腐蚀电位和腐蚀速度的影响。
8．铁电极在pH=4.0的电解液中以0.001A/cm2的电流密度阴极化到电势-0.916V（相对1mol/L甘汞电极）时的氢过电势是多少？9．Cu2+离子从0.2mol/LCuSO4溶液中沉积到Cu电极上的电势为-0.180V（相对1mol/L甘汞电极），计算该电极的极化值。
《材料腐蚀与防护》习题与思考题
《材料腐蚀与防护》习题与思考题第一章绪论1．何谓腐蚀？为何提出几种不同的腐蚀定义？2．表示均匀腐蚀速度的方法有哪些？它们之间有何联系？3．镁在海水中的腐蚀速度为 1.45g/m2.d, 问每年腐蚀多厚？若铅以这个速度腐蚀，其ϖ深(mm/a)多大？4．已知铁在介质中的腐蚀电流密度为0.1mA/cm2，求其腐蚀速度ϖ失和ϖ深。
问铁在此介质中是否耐蚀？第二章电化学腐蚀热力学1．如何根据热力学数据判断金属腐蚀的倾向？如何使用电极电势判断金属腐蚀的倾向？2．何谓电势-pH图？举例说明它在腐蚀研究中的用途及其局限性。
3．何谓腐蚀电池？有哪些类型？举例说明可能引起的腐蚀种类。
4．金属化学腐蚀与电化学腐蚀的基本区别是什么？5．a)计算Zn在0.3mol/LZnSO4溶液中的电解电势（相对于SHE）。
b) 将你的答案换成相对于SCE的电势值。
6．当银浸在pH=9的充空气的KCN溶液中，CN-的活度为1.0和Ag(CN)2-的活度为0.001时，银是否会发生析氢腐蚀？7．Zn浸在CuCl2溶液中将发生什么反应？当Zn2+/Cu2+的活度比是多少时此反应将停止？第三章电化学腐蚀反应动力学1．从腐蚀电池出发，分析影响电化学腐蚀速度的主要因素。
2．在活化极化控制下决定腐蚀速度的主要因素是什么？3．浓差极化控制下决定腐蚀速度的主要因素是什么？4．混合电位理论的基本假说是什么？它在哪方面补充、取代或发展了经典微电池腐蚀理论？5．何谓腐蚀极化图？举例说明其应用。
6．试用腐蚀极化图说明电化学腐蚀的几种控制因素以及控制程度的计算方法。
7．何谓腐蚀电势？试用混合电位理论说明氧化剂对腐蚀电位和腐蚀速度的影响。
8．铁电极在pH=4.0的电解液中以0.001A/cm2的电流密度阴极化到电势-0.916V（相对1mol/L甘汞电极）时的氢过电势是多少？9．Cu2+离子从0.2mol/LCuSO4溶液中沉积到Cu电极上的电势为-0.180V（相对1mol/L甘汞电极），计算该电极的极化值。
金属的钝化的定义
金属的钝化的定义《金属的钝化：金属的一种自我保护“魔法”》开场白嘿，朋友们！你有没有发现一个很有趣的现象呢？有些金属啊，就像拥有了一种特殊的魔法一样。
比如说，铁制品在一般情况下很容易生锈，可是在某些特殊的情况下，它就变得很“坚强”，不容易被腐蚀了。
这到底是怎么回事呢？其实呀，这就和咱们今天要聊的金属的钝化有关。
什么是金属的钝化？简单来说呢，金属的钝化就是金属表面发生了一种特殊的变化，让金属变得不容易被腐蚀或者化学反应的活性降低了。
就好比一个人穿上了一层特别的防护服，那些会伤害他的东西就不容易靠近了。
比如说铝，铝是一种很活泼的金属，按常理说它在空气中应该很容易被氧化腐蚀的，但是实际上呢，铝制品在空气中表面会形成一层致密的氧化铝薄膜，这层薄膜就像是给铝穿上了一层铠甲，保护着里面的铝不再继续被氧化，这就是铝发生了钝化现象。
很多人可能会错误地认为，金属不被腐蚀就是金属本身很稳定。
其实不是的，像铁本身是比较活泼的，容易生锈，但是经过钝化处理后就不容易生锈了，这并不是因为铁本身突然变得稳定了，而是因为表面发生了特殊的变化。
关键点解析3.1核心特征或要素第一个要素就是表面膜的形成。
这层膜就像我们前面说的铠甲一样，是金属钝化的关键。
比如说不锈钢，它在加工过程中，表面会形成一层很薄但是非常致密的氧化膜，这层膜的存在阻止了外界物质进一步和内部的金属发生反应。
就像房子有了一堵坚固的围墙，外面的坏东西就进不来了。
第二个要素是反应的选择性。
金属在钝化的时候并不是对所有的物质都不反应了，而是对某些特定的物质反应活性降低了。
例如，钝化后的铁在稀硝酸中反应就会变得很缓慢，但是在盐酸中如果破坏了钝化膜，反应又会变得很剧烈。
这就好比一个人对某些病菌有了抵抗力，但是对其他病菌可能还是没有抵抗力一样。
3.2容易混淆的概念容易和金属的防腐概念混淆。
金属的防腐是一个比较宽泛的概念，它包括很多种方法来防止金属被腐蚀，像涂油漆、镀锌等。
而金属的钝化只是金属防腐的一种特殊形式。
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精品课件
• 金属钝化的定义
在一定条件下，当金属的电位由于外加阳
精品课件
（3）交点在稳定钝化区 金属钝化性能更强，或去极化剂氧化性能 更强。在钝化电位Ep，满足 ic Ep i p ，
• 阳极钝化的阳极极化曲线
（1）AB段，称为活性溶解区
阳极反应式 如 Fe Fe2+ + 2e
（2）BC段，称为钝化过渡区
阳极反应式 如 8e
3Fe + 4H2O Fe3O4 + 8H+ +
（3）CD段，称为稳定钝化区，简称钝化区
阳极反应式如 2Fe + 3H2O Fe2O3 + 6H+ + 6e
０．２
电
流
０．１
密
度
０
(mA/cm2)
１．０
０．５
０ ０．１
０ ０．１ ０．０５
０ ０．０５
Fe
INH2SO4
Au 3NHCL
Zn 4NNaoh
Ni
INH2SO4
Cr
INH2SO4
几
种
金
属
的
阳
（ 根
极 钝
据 Ｆ
化
ｒ ｓ
曲
ｎ ｃ
线
ｋ
）
０
－０．１
０
１．精０品课件 ２．０
电位（Ｖ．ＳＨＥ）
• 钝化参数
第六章 金属的钝化
1. 钝化现象 • 研究钝化现象的意义 铁在浓硝酸中具有极低溶解速度的性质称为“钝 性”，相应地铁在稀硝酸中强烈溶解的性质叫做 “活性”，从活态向钝态的转变 叫做钝化。 *金属的钝化现象具有极大的重要性。提高金属 材料的钝化性能，促使金属材料在使用环境中钝 化，是腐蚀控制的最有效途径之一。
(3)温度
温度升高时钝化变得困难，降低温度有利于钝化
的发生。
精品课件
(4) 金属表面在空气中形成的氧化物膜对钝 化有利。 (5) 有许多因素能够破坏金属的钝态，使金 属活化。这些因素包括：活性离子(特别是 氯离子)和还原性气体(如氢)，非氧化性酸 (如盐酸)，碱溶液(能破坏两性金属如铝的 钝态)，阴极极化，机械磨损。
定 律)，即只有当铬的含量达到11.75%(重量)或原
子 分数1/8，铁铬合金的精钝品课化件 能力才能大大提高。
腐 蚀 速
10%HNO3 12
度
（ 毫
盐 10 酸 ，
克 厘
硫 酸
8
10%H2SO4
米
6
小
时
4
）
2
铁
铬
合
金
10%HCL 120
的
腐
100
蚀 速
度
80
与
铬
60
含
量
的
40
关
系
20
度
(25 ) / 2.
0 4 8 12 16 精2品0课件34 28 32 36 40
Fe
Cr （%）（根据村上佐藤）
*含铬量12%(重量)以上的铁铬合金常称为
不锈钢。
(2)环境
能使金属钝化的介质称为钝化剂。多数钝化剂都
是氧化性物质，如氧化性酸(硝酸，浓硫酸，铬酸 )
，氧化性酸的盐(硝酸盐，亚硝酸盐，铬酸盐，重
铬酸盐等)，氧也是一种较强钝化剂。
化区内。
精品课件
• 钝化体系的真实阳极极化曲线
由于阴极极化曲线是单调变化的，由ia＝i+ ＋i－,可知真实阳极极化曲线和实测阳极
极化曲线应形状相似。真实阳极极化曲线可
以从实测阳极极化曲线推测作出来。
• 钝化体系的类型
腐蚀体系的稳定状态取决于真实阴极极化曲
线和真实阳极极化曲线的交点。由于两条极
化曲线的相对位置不同，体系可有四种类型 。
精品课件
passivation
10000
5000 active
passiv
e
0
10
20
30
40
50
60
HNO3， %
工业纯铁（Armco）的腐蚀速度与硝酸浓度的关系，温度25度
（根据To精m品a课w件ob）
• 钝化现象的实验规律
钝态的特征 （1）腐蚀速度大幅度下降。 （2）电位强烈正移。 （3）金属钝化以后，既使外界条件改变了
（4）DE段，称为过钝化区
阳极反应 4OH- O2 + 2H2O + 4e
精品课件
铁在10%硫酸中的阳极极化曲线
(根据R.Olivier)
电流密度i(mA/cm2)
(由a~d,电位增加速度减小)
800
600
400
E
B
200
A
-250 0 +250 (mv)
+500
C
D
+750 +精10品0课0件+1250 +1500 +1750 +2000 电位
精品课件
（1）交点位于活性溶解区
这种体系在自然腐蚀状态，金属发生活性溶解腐 蚀，只有阳极极化到钝化区内才能使金属钝化， 故称为阳极钝化体系，是阳极保护的适用对象。 （2）两条极化曲线有三个交点 两条极化曲线出现三个交点，分别在钝化区，钝 化过渡区和活性溶解区。在自然腐蚀状态，金属 可能发生活性溶解腐蚀，也可能钝化。实测阳极 极化曲线上将出现一段阴极极化电流区。这种体 系也是阳极保护的适宜对象。
极电流或局部阳极电流而移向正方向时，
原来活泼地溶解着的金属表面状态会发生
某种突变。这样，阳极溶解过程不再服从
塔菲尔方程式。发生了质变，而金属的溶
解速度则急速下降。这种表面状态的突变
过程叫做钝化。
**腐蚀速度大幅度下降和电位强烈正移是
金属钝化的两个必要标志，二者缺一不可
。
精品课件
2 钝化体系的极化曲线
，也可能在相当程度上保持钝态。 （4）钝化只是金属表面性质而非整体性质
的改变。
精品课件
• 影响钝化的因素
• (1) 金属材料 各种金属钝化的难易程度和钝态稳定性有很大不 同。钛、铬、钼、镍、铁属于易钝化金属，特别 是钛、铬、铝能在空气中和很多含氧介质中钝化 ，一般称为自钝化金属，其钝态稳定性也很高。 将钝化性能很强的金属(如铬)加入到钝化性能较 弱的金属(如铁)中，组成固溶体合金，加入量对 合金钝化性能的影响符合Tamman定律(又称n/8
(1)致钝电流密度，i致 i致表示腐蚀体系钝化的难易程度，i致愈小体系愈
容易钝化。 (2)致钝化电位，Ep 阳极极化时，必须使极化电位超过Ep才能使金属 钝化，Ep愈负，表明体系愈容易钝化。
(3)维钝电流密度，i维 i维对应于金属钝化后的腐蚀速度。所以i维愈小
，钝化膜的保护性能愈好。
精品课件
(4)钝化区电位范围 钝化区电位范围愈宽，表明金属钝态愈稳定。 • 阳极保护 用阳极钝化方法达到减小金属腐蚀的目的，这种 防护技术叫做阳极保护。 阳极保护的适用条件是: (1) 具有活态—钝态转变。 (2) 阳极极化时必须使金属的电位正移到稳定钝