材料腐蚀与防护-自然环境中的腐蚀(上海交大材料)

合集下载

《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-全面腐蚀与局部腐蚀

材料优化
优化材料的化学成分和加工方法以减轻局部腐蚀的风险。
全面腐蚀概述
全面腐蚀是指材料表面均匀腐蚀的现象。它通常是由环境中的化学物质与材料相互作用引起的，如酸、碱、盐等。
全面腐蚀的原因和影响
1 化学反应
一些化学物质与材料发生反应，导致材料的腐蚀。
2 湿度和温度变化
高湿度和温度变化可促进腐蚀反应的进行。
3 损失功能
全面腐蚀可能导致材料的失效和功能损失。
1 微观结构
材料的微观结构不均匀，导致在某些区域上腐蚀更严重。
2 电化学反应
局部腐蚀通常与电化学反应有关，导致局部区域发生腐蚀。
3 损失可靠性
局部腐蚀可能导致材料可靠性的下降和部件失效。
局部腐蚀的防护措施
1Leabharlann 缓蚀剂使用缓蚀剂来减缓局部腐蚀的发展。
2
阳极保护
通过施加电流保护材料，抑制局部腐蚀的发生。
3
材料腐蚀与防护-全面腐蚀与局部腐蚀
材料腐蚀是指材料在特定环境条件下与其周围环境相互作用而发生的破坏性变化。本讲座将介绍全面腐蚀和局部腐蚀的概念、原因、影响以及相应的防护措施。
腐蚀简介
腐蚀是原材料和制品在特定环境中与其周围环境相互作用导致的材料破坏。它可以导致功能损失、增加维护成本和安全风险。
全面腐蚀的防护措施
材料选择
选择能够抵抗腐蚀的材料，如不锈钢和特殊合金。
表面涂层
使用具有防腐蚀性的涂层来保护材料表面。
缓蚀剂
使用缓蚀剂来减少腐蚀的发生。
局部腐蚀概述
局部腐蚀是指材料表面的一小部分遭受腐蚀，而其他部分保持无损的现象。它通常由局部环境条件导致，如局部化学物质浓度差异。
局部腐蚀的原因和影响

金属腐蚀与防护自然环境中的腐蚀概论

▪ 多孔性：在土壤的颗粒间形成大量毛细管微孔或孔隙，孔隙中充满了空气和水；
▪ 不均匀性：土粒、气孔、水分、结构紧密程度差异，不同性质的土壤交替更换等；
▪ 相对固定性：土壤的固体部分不动，气相和液相有限运动。
土壤腐蚀的电极过程
阳极过程 1.在潮湿土壤中的阳极过程类似于在溶液中阳极过程腐蚀； 2.在干燥且透气性良好的土壤中，阳极过程接近于大气腐蚀的阳极过程。
大气中腐蚀性杂质及其典型浓度
大气腐蚀的分类
金属表面液膜的厚度对大气腐蚀的速度有非常大的影响
根据金属表面潮湿度－电解液膜层的存在状态，把大气腐蚀分为三类： 1.干大气腐蚀
2.潮大气腐蚀
3.湿大气腐蚀
干大气腐蚀
定义：在空气非常干燥的条件下，金属表面
不存在液膜层的腐蚀。
特点：吸附的水膜厚度10nm，无连续的电解
▪ 温度 :
环境温度越高，越容易结露,大气腐蚀速度较大。
▪ 大气成分 :
大气中的污染物:
硫化物－SO2、SO3、H2S 氮化物－NO、NO2、NH3 碳化物－CO、CO2 固体污染物－盐颗粒、沙粒和灰尘等
▪ 大气成分中SO2的影响 :
1、SO2吸附在金属表面
Fe SO2 O2 FeSO4
-FeOOH 和钢基体间存在非晶产物层，产物层转变为 -FeOOH。
工业大气环境中耐候钢锈层稳定化过程示意图
大气腐蚀的影响因素
▪ 相对湿度 : 在一定温度下大气中实际水蒸汽压力与
饱和水蒸汽压力之比。 ▪ 临界湿度:
腐蚀速度开始急剧增加的湿度. 钢铁、Cu、Ni、Zn等金属的临界湿度约为 50－70％之间。
阳极反应发生在金属／Fe3O4界面上：
Fe Fe2 2e

材料腐蚀与防护

材料腐蚀与防护材料腐蚀是指材料与周围环境中的物质相互作用，导致材料发生物理性或化学性变化，失去原有功能和性能的过程。

腐蚀常见于金属材料，特别是铁、钢等容易受到氧气、水和酸碱等物质的侵蚀。

本文将介绍材料腐蚀的原因和常见的防护方法。

材料腐蚀的原因主要有以下几点：第一，氧气的作用。

氧气在空气中广泛存在，与金属材料接触会发生氧化反应，形成金属氧化物，导致材料表面腐蚀。

第二，水的作用。

水中溶解了许多化学物质，如氯离子、硫酸根离子等，它们会与金属发生反应，形成腐蚀物质。

此外，水的存在也会促进材料内部的电化学反应，加速腐蚀过程。

第三，化学物质的作用。

强酸、强碱及其他有害物质的存在都会对材料造成严重的腐蚀。

第四，电化学作用。

当金属表面存在局部缺陷或异质金属接触时，会形成电池，产生金属的电化学腐蚀。

为了防止材料腐蚀，可以采取以下方法：第一，选择抗腐蚀性能良好的材料。

如不锈钢、铝合金等具有良好的抗腐蚀性能，可以用于制造对抗腐蚀要求较高的产品。

第二，通过表面处理来增加材料的抗腐蚀能力。

如镀锌、喷涂等处理方法可以在材料表面形成一层保护膜，起到防腐蚀的作用。

第三，采用防护层。

比如在金属材料表面涂覆一层抗腐蚀的涂料，阻隔外界侵蚀材料的物质。

第四，进行电化学保护。

如防腐蚀涂层中引入金属粉末，形成阳极保护，避免材料发生电化学腐蚀。

第五，加强材料的维护与保养。

定期清洗、除锈、涂层修补等方法可以延长材料的使用寿命。

需要注意的是，不同材料腐蚀的原因和防护方法有所差异，应根据具体情况采取相应的防护措施。

此外，在使用过程中也需要注意环境条件和操作规范，避免因不当操作而引起的腐蚀问题。

总之，材料腐蚀是一个普遍存在的问题，对材料的使用寿命和性能产生不良影响。

通过选择合适的材料和采取科学有效的防护方法，可以延长材料的使用寿命，提高产品的质量和性能。

材料腐蚀与防护-钝化(上海交大材料)

材料腐蚀与防护-钝化(上海交大材料)
欢迎大家参加今天的报告，我们将讨论材料腐蚀的原因以及其防护方法之钝化。
什么是材料腐蚀的原因?
电化学腐蚀
金属和化学物质之间电化学反应引起的腐蚀。
氧化腐蚀
金属表面和大气中氧气的反应，形成氧化物。
磨损腐蚀
金属表面受到机械磨损和化学作用的双重影响。
什么是钝化的定义和目的?
定义
处理金属表面生成一种致密、均匀、稳定的氧化膜，从而提高其耐蚀性的方法。
目的
应用场景
防止金属在特定环境中的腐蚀。钝化膜通常兼具保护性和美观性。
广泛应用于汽车、电子、机械等领域，如防锈螺栓、线路板、锅炉、化工设备。
什么是钝化的原理和过程?
1
原理
钝化的过程是使钢铁及其他金属表面
过程
2
形成一层比原来的金属更稳定的氧化物。
优点防止腐蚀、提高耐用性绝缘性好、导电性能好
缺点成本较高、耐久性较差加工不便、膜厚不易控制
结论和总结
结论
钝化是材料防腐的一种重要手段，可有效防止材料在特定环境中的腐蚀和侵蚀
总结
通过本次报告，我们深入了解了钝化的定义、原理、过程和其应用领域，相信大家对材料腐蚀防护有更进一步的认识。
通常包括化学清洗 - 去垢 - 酸洗 - 碱洗
- 去水 - 静置 - 清洗 - 钝化。钝化可使
用酸性、碱性或酸性-碱性水溶处理后，金属表面产生一层
致密和均匀的钝化膜，可以防止氧化
和化学物质的侵蚀。
常见的钝化方法有哪些？
磷酸钝化
使用磷酸、氢氟酸等将金属表面化学处理，形成防蚀膜。
硝酸钝化
使用硝酸、硫酸与某些化合物将金属表面钝化，形成厚度为1～2μm的氧化铁层。

自然环境中的材料腐蚀

例如：表面很光洁的钢铁零件、铜零件、长期暴露在大气环境下的桥梁、铁道、交通工具及开口装备等都会遭到大气腐蚀。钢在海岸的腐蚀要比在沙漠中的大400－500倍。离海岸越近，钢的腐蚀也越严重。一个10万kw的火力发电站，每昼夜由烟囱中排出的SO2就有 100t之多，空气中SO2对钢、铜、镍、锌、铝等金属腐蚀速度影响很大。特别是在高湿度情况下，SO2会大大加速金属的腐蚀。
4
大气腐蚀基本上属于电化学腐蚀范围。它是一种液膜下的电化学腐蚀，和浸在电解质溶液内的腐蚀有所不同。由于金属表面上存在着一层饱和了氧的电解液薄膜，使大气腐蚀优先以氧去极化过程进行腐蚀。另一方面在薄层电解液下很容易产生阳极钝化，固体腐蚀产物常以层状沉积在金属表面，因而带来一定的保护性。例如，钢中含有千分之几的铜，由于生成一层致密的、保护性较强的防锈膜，使钢的耐蚀性得到明显改善。这也为采用合金化的方法提高金属材料的耐蚀性指出了有效的途径。
15
（2）大气腐性速度与电极过程特征
腐蚀过程动力学（速度）问题是与电极（阴、阳极）的极化、传质过程及离子迁移等密切相关的。如果哪一过程中的阻力（受到阻滞的程度）最大，它就控制着整个腐蚀过程的进行，该过程的速度就决定着整个腐蚀速度。与电化学动力学规律一样，大气腐蚀速度也与大气条件下的电极过程有关。同样可由测得液膜下的极化曲线的极化度大小来判断。极化度越大，说明电极过程的阻滞作用越大，即该过程的速度越小，因此它就起着控制整个腐蚀过程的作用。
9
2、大气腐蚀过程和机理
（1）金属表面上水膜的形成
水汽膜是不可见的液膜，其厚度为2－40水分子层（直径 4×10-10m）。当水汽达到饱和时，在金属表面上会发生凝结现象，使金属表面形成一层更厚的水层，此层称为湿膜。湿膜是可见液膜，其厚度约为1μm－lmm。

2材料腐蚀与防护-热力学(上海交大材料)

金属表面上溶液中金属上
金属＋－－－－＋＋＋＋－－－－＋＋＋－－－－＋＋＋＋－－－－＋＋＋－－－－＋＋＋
电解质溶液
＋－
金属
－－
＋
电解质溶液
＋＋＋＋
＋
－
＋
－－
+ –
＋－
＋ – +
－
＋
－
溶液
电金属
紧密层
( ∆G)T.P < 0 腐蚀可发生, ∆G值越负反应可能性越大；腐蚀可发生, ( ∆G)T.P > 0 腐蚀不可能发生。腐蚀不可能发生。
例2： Ni在酸性溶液中 Ni + 2H+ → Ni2+ + H2 µ 0 0 －11530 0 ∆G = －11530 Cal ∆G = ∑νiµI 可判断：
Fe
Fe 2+
Fe 2+
Fe H2 H2 2H+ 2H+
4. 稳定电位
如果非平衡电位能达到一个稳定的数值，则称其为稳定电位。形成稳定电位的条件是金属到溶液和从溶液到金属的电荷迁移速度必须相等。稳定电位也叫腐蚀电位或自腐蚀电位，用 Ecorr表示。如果非平衡电位达不到一个稳定值，则称不稳定电位。
注意：注意：
热力学数据只能判断腐蚀发生的趋势、倾向，热力学数据只能判断腐蚀发生的趋势、倾向，不能知道其实际速度。不能知道其实际速度。对实际体系状态或钝化膜等复杂体系不能用标准状态的热力学数据。准状态的热力学数据。合金材料热力学数据不同。合金材料热力学数据不同。不是标准情况，不是标准情况，一般可用标准电极电位判定腐蚀倾向性，因浓度变化对电位影响不大）倾向性，（因浓度变化对电位影响不大）。

材料腐蚀与防护-各类耐蚀金属材料上海交大材料

防腐蚀的重要性
在工业领域，防止材料腐蚀是至关重要的。防腐蚀措施可以减少维修成本，提高设备的可用性，增强产品质量，并减少对环境的不良影响。
常见耐蚀金属材料
不锈钢
不锈钢是一种含有铬元素的合金，能够有效抵抗腐蚀。它在制造食品加工设备、医疗器械和化学工业设备等方面应用广泛。
镍基合金
镍基合金具有出色的抗腐蚀性和高温性能，常用于化工、能源和石油行业等。
3 能源行业
耐蚀金属材料在石油、天然气和核能等领域的设备中得到广泛应用。
防腐蚀技术和措施
1
涂层
将耐蚀性涂层施加在金属表面，形成保护层以防止腐蚀的发生。
2
电化学防腐蚀
通过对金属表面施加电流或电位来控制电化学反应，以减少腐蚀。
3
合金设计
通过调整合金元素的比例和配比，提高材料的耐腐蚀性能。
材料测试和评估
为确保材料的耐蚀性能和适用性，测试和评估是必不可少的。常用的测试方法包括盐雾测试、电化学测试和金相分析。
Hale Waihona Puke 材料腐蚀与环境保护的关系材料腐蚀对环境保护产生重大影响。使用耐蚀金属材料可以降低资源消耗和环境污染，达到可持续发展的目标。
铝合金
铝合金具有良好的耐腐蚀性，被广泛用于航空航天领域、汽车制造和建筑工程等。
钛合金
钛合金具有出色的耐腐蚀性、高强度和轻量化特性，被广泛应用于航空航天、医疗和海洋工程领域。
耐蚀金属材料在工业领域的应用
1 食品加工
耐蚀金属材料在食品加工设备中使用，确保食品安全和产品质量。
2 化学工业
耐蚀金属材料用于储罐、反应器和管道等，以抵御腐蚀性化学物质。
材料腐蚀与防护-各类耐蚀金属材料上海交大材料

材料腐蚀与防护-7讲-自然环境中的腐蚀

能起到一定的保护作用
• 碳钢的锈层
– γ－FeOOH、α－FeOOH、Fe3O4 – 环境不同：结晶结构比例不同 – γ－FeOOH首先形成转变为α－FeOOH和Fe3O4，
转变受大气湿度、污染的影响
锈层的结构和保护性
• α－FeOOH对耐蚀性起着重要作用 • 一般大气，暴露时间延长，α－FeOOH含量增多
• 耐候钢 (耐大气腐蚀钢 Weathering Steel )
– 通过合金化在钢中加入一定量的Cu、P、Cr、Ni、Mo等合金元素形成的具有优异的耐大气腐蚀性能的低合金钢
• 锈层的稳定化过程
– 疏松外腐蚀产物层和基体之间能够形成一层致密、连续的含有Cu、Cr、P等合金元素的非晶产物层
– 最终转化成富集上述元素的α－FeOOH层
淡水腐蚀的影响因素
• pH影响：
• pH＝4-9：腐蚀速度与pH无关，钢表面有氢氧化物膜，氧要通过膜才能起去极化作用。
• 液膜来源
– 水分（雨雪）直接沉降； – 大气湿度或温度变化等原因引起的凝聚作用。
• 液膜特性
– 纯水膜：导电性差不足以强烈腐蚀 – 实际水膜：水溶性盐类、腐蚀性气体（CO2、O2、SO2）、
汗液等。
– 恶劣条件：低温、潮热、盐雾、风沙、昼夜温差大…
大气腐蚀条件
• 液膜的产生：结露
– 当金属表面处于比其温度高的空气中，空气中的水蒸汽将以液体凝结于金属表面上
• 改变局部大气环境
– 使用气相缓蚀剂和控制大气湿度
• 合理设计和环境保护
– 防止缝隙中存水，避免落灰 – 加强环保，减少大气污染
第五章自然环境中的腐蚀
5.1 大气腐蚀 5.2 淡水和海水腐蚀 5.3 土壤腐蚀 5.4 微生物腐蚀

防腐蚀讲义-f第四章金属在自然环境中腐蚀和防护

第四章金属在自然环境中的腐蚀与防护本章主要讨论金属在大气、海水、土壤这三种主要的自然环境中金属腐蚀的特征、规律、影响因素以及防护方法等有关内容。

第一节大气腐蚀一、大气腐蚀的概念及研究意义金属在常温大气中，由于空气中的水和氧等的化学和电化学作用而引起的腐蚀称为大气腐蚀。

大气腐蚀是一种常见的腐蚀现象，如钢铁在空气中的生锈即属于此类腐蚀。

在大气中使用的钢材量一般超过全世界钢产量的60%，厂房的钢梁、桥梁、钢轨、各种机械设备、车辆、电工产品、石油石化中的大部分生产设备以及武器装备等金属材料都是在大气环境下使用的。

据估计因大气腐蚀损失的金属约占总的腐蚀损失量的一半以上。

因此研究大气腐蚀的现象和规律，了解大气腐蚀的机理和影响因素，以及金属材料的耐大气腐蚀性能以及防止大气腐蚀的方法，都对节省能源、保护资源等具有重要的意义。

二、大气腐蚀分类㈠大气腐蚀的相关概念1．大气及其组成地球表面上自然状态的空气称为大气。

大气是组成复杂的混合物，其主要成分见表4-1。

表4-1 大气的基本组成（不包括杂质，10℃）2．绝对湿度和相对湿度参与金属大气腐蚀过程的主要组成是氧和水蒸汽。

二氧化碳虽参与锌和铁等某些金属的腐蚀过程，形成腐蚀产物的碳酸盐，但它的作用是次要的。

氧在大气腐蚀中主要是参与电化学腐蚀过程。

空气中的氧溶于金属表面存在的电解液薄层中作为阴极去极化剂，而金属表面的电解液层由大气中的水蒸汽所形成。

大气中的水分常用湿度来表示：①绝对湿度：一立方米大气中的水汽含量（g/m3）；一定温度下大气的最高绝对湿度叫做大气的饱和水蒸汽量。

②相对湿度（RH）：大气中的绝对湿度与同温度下的饱和水蒸汽量之比。

㈡大气腐蚀的分类按照金属表面的潮湿度不同，也就是按照电解液膜层的存在和状态不同，可把大气腐蚀分为三类：1. 干大气腐蚀在干燥大气中（通常RH< 60％--80％）金属表面不存在液膜时的腐蚀，这种腐蚀属于化学腐蚀中的常温氧化。

其特点是金属表面形成不可见的保护膜。

《腐蚀与防护》征稿格式要求

第42卷第4期2021年4月腐蚀与防护CORROSION 8>-PROTECTIONVol. 42 No. 4April 2021《腐蚀与防护》征稿格式要求《腐浊与防护》创刊于1980年，是中文核心期刊，是中国学术期刊综合评价数据库来源期刊、中国科学引文数据库来源期刊、中文科技期刊数据库（全文版）收录期刊和《中国期刊网》《中国学术期刊（光盘版）》全文收录期刊，系上海材料研究所与上海市腐蚀科学技术学会联合主办，由上海市科学技术协会主管的专业技术期刊，已有33年的出版史.在行业中具有较高的声誉和知名度，是腐蚀与防护工作者的良师益友和必读刊物。

我刊报道范围包括：腐蚀与防护、电化学、电厂化学、电镀、化学镀、转化膜、涂料与涂装、表面改性、激光涂薄、电子电镀、电极材料等领域。

作者和读者主要来自于：大学及科研单位的科研、教学人员及研究生、防腐蚀工程技术人员、发电厂、油田、石油化工、化工厂、电镀厂、矿山的工程技术人员和工程管理、设备管理人员。

1来稿要求及说明来稿应观点明确，论据充分，数据可靠，层次分明，文理通顺。

来稿请勿涉及保密内容，如造成泄密等问题，责任由作者自负。

要求通过材料与测试网（http://www.mat-test,com)注册后投稿，稿件保存类型为WORD文档，文档大小为40 kB〜10 MB。

编辑部严格按照稿件质量择优录用，来稿一经发表，本刊将赠送样刊，酌付稿酬；本刊未退稿前请勿一稿多投。

凡投稿本刊的文章，均视为同意本刊授权的合作媒体使用.本刊支付的稿酬已包含授权费用。

2稿件写作格式(1)题名题名应简明、具体、确切，概括文章的要旨。

中文题名一般不超过20个汉字，并尽量避免使用“试验、研究、探索”等词语作为结束用语。

题名中应避免使用非公知公用的缩略语、字符、代号以及结构式和公式。

英文题名要与中文题名相对应。

(2)作者姓名及单位作者人数一般不超过6人，要有准确的作者单位名称及所在城市地名和邮政编码，单位名称与市名之间应用逗号“，”分隔。

金属腐蚀与防护 04.1-自然环境下的腐蚀

4.1.1 大气腐蚀的概念

金属材料暴露在空气中，由空气中的水和氧气等的化学作用而引起的腐蚀称为大气腐蚀。大气腐蚀所造成的金属损失约占金属总量的 50%以上。碳钢的大气腐蚀速率取决于湿度、温度、降水量、凝露及大气组成、灰尘、含盐量、大气污染等。——大气腐蚀是一个综合作用的结果。

水为决定性因素

按大气中水气与金属表面反应速度不同分类

干型大气腐蚀
大气很干燥，金属表面不存在水膜或水膜层的厚度不超过10nm时的腐蚀（来形成连续电解液）

潮型大气腐蚀
大气湿度足够高，金属表面存在肉眼看不见的薄液膜层时发生的腐蚀

湿型大气腐蚀
大气湿度接近100%，在金属表面存在着肉眼可见的凝结水膜腐蚀（以雾、雨的报告形式）。
影响原因：降雨后空气湿度上升；雨水沾湿表面；冲刷破坏腐蚀产物保护层而促进腐蚀结论：雨水多的地区，空气潮湿，金属腐蚀比较严重
大气成分
（1）SO2

在大气污染物质中，SO2影响最大，且冬季污染更严重
来源：石油，煤为燃料的废气例：铁，锌金属在含SO2大气中生成易溶的硫酸盐产物，它们的腐蚀速度和大气中SO2含量成有线关上升。
结论
4.1.4 大气腐蚀的影响因素
当金属表面处在的比它温度高的空气
中，这时空气中的水蒸汽将以液态凝结在金属表面上，这种现象称为结露（如空调器的排水器）
结露
温度

大气腐蚀的影响因素
降雨量
大气成分

临界湿度：大气腐蚀速度剧增时的大气相对湿度值称为临界湿度。在临界温度附近结露和气温变化有关。结论：据统计结果表明，在其它条件相同时，平均气温高的地区，大气腐蚀速度较大，气温剧烈变化也会影响大气腐蚀。

3材料腐蚀与防护-动力学(上海交大材料)

电位与电极反应活化能的关系为：对于氧化反应来说，电位变正时，金属晶格中的原子具有更高的能量，容易离开金属表面进入溶液。因此，氧化反应活化能下降，氧化反应速度加快。当电极电位比平衡电位高△E时，则电极上金属溶解反应的活化能将减小nF△E。对于还原反应则相反，将使还原反应的活化能增加nF△E。
从极化图上可以得到如下信息：
1、电极的起始电位值 2、过电位（极化值、超电势）
任何电流密度下所引起的电位变化值，以η 或Δ V表示。
规定：过电位取正值。

a Ea Eea
c Eec Ec
过电位的大小表明极化作用程度的大小。过电位越大意味着对腐蚀的抑制效应越大。
3、极化率（极化电阻）
极化作用---由于通过电流而引起腐蚀电
池两极间电位差减小，并因而引起电池工作电流降低的现象。
阳极极化和阴极极化阳极极化：电位偏离初始电位正移。阴极极化：电位偏离初始电位负移。
腐蚀电池的极化包括阳极极化和阴极极化，不过两者的极化程度不相同。
二、极化曲线
极化曲线：同一电极上电极电位与电流密度之间
在两个电极反应耦合成共轭反应时，平衡电位高的电极反应成为阴极反应，平衡电位低的成为阳极反应。由于两个耦合的电极电位不同，彼此互相极化，它们偏离各自的平衡电位，极化到了一个共同的电位 Emix ，称为混合电位。混合电位既是阳极反应的非平衡电位，又是阴极反应的非平衡电位，且Eea < Emix < Eec 。当电极系统达到稳定时，其混合电位保持不变，称稳定电位。如果在这个共轭反应中，阳极反应是金属的溶解，结果导致金属的腐蚀，这时混合电位又叫腐蚀电位Ecorr 。相应于腐蚀电位下的阳极溶解电流称为腐蚀电流Icorr或腐蚀电流密度icorr 。

材料腐蚀与防护课件：环境腐蚀

3.氧化的機理與動力學
氧初期化機理
後期
化學反應電化學反應
氧化膜要生長，其本身必須具有很好的離子和電子導電性，事實上，多數金屬氧化物是半導體，既有電子導電又有離子導電。絕大多數金屬氧化物是非當量化合的離子晶體，因化學組分的偏差，它們會呈現過剩陽離子（如金屬離子）或過剩陰離子（如氧離子）。
（3）不均勻性微觀不均勻性，宏觀不均勻性。
（4）相對固定性固體相幾乎是固定的。
（5）導電性土壤的導電性與幹濕程度有很大關系，土壤腐蝕往往與電阻率有密切關係。
（6）酸鹼性大多數土統是中性的，pH值在6～7.5。鹽鹼地、腐植土。
（7）成分固相砂石、液相地層水、Ｏ２。微生物
２．土壤腐蝕的電化學機理
1.3×10-68 4.6×10-56 2.4×10-40 7.1×10-31 1.5×10-24 5.4×10-20 1.4×10-16 6.8×10-14 9.5×10-12
5.1×10-42 9.1×10-30 2.0×10-22 1.6×10-19 5.9×10-14 2.8×10-11 3.3×10-9 1.6×10-7
重量％
100 75 23 1.26 0.70 0.04
成分
毫克/ 重量
米３
％
氖(Ne) 氪(Kr) 氦(He) 氙(Xe) 氫(H2)
14 4 0.8 0.5 0.05
12 3 0.7 0.4 0.04
大氣雜質典型濃度
雜質
典型濃度，微克/米３
二氧化硫(SO2)
工業區：冬天350.夏天 100 農村地區：冬天100.夏天40
晶體導電的原因
（3）金屬表面上的膜
不可見膜（薄膜）：40nm以下，無色透明乾燥大氣中：Fe1-3nm；Al5nm