金属防腐蚀技术进展
金属防腐蚀技术进展精品PPT课件
一、腐蚀与防护基础知识
金属腐蚀过程影响因素：
金属材料：组成、结构、力学性质、表面状态等 腐蚀介质：成分、浓度、温度、压力等
防止金属腐蚀思路：
材料：提高材料耐蚀性能 选用耐蚀材料
介质：减少介质的侵蚀性
冶炼工艺、表面处理
一、腐蚀与防护基础知识
3. 金属腐蚀的分类
➢ 按腐蚀环境分类：
化学介质腐蚀 大气腐蚀 海水腐蚀 土壤腐蚀
国外主要专业杂志
➢ Corrosion Science
SCI、EI收录
➢ Corrosion
SCI收录
➢ Material Performance
SCIE、EI收录
➢ Corrosion Engineering Science And Technology
SCIE收录
➢ Corrosion Prevention & Control SCIE、EI收录
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一、腐蚀与防护基础知识
Fe-H2O体系的电位-pH图
一、腐蚀与防护基础知识
电位-pH图的应用 简化的电位-pH图： 离子浓度取10-6 mol/L
一、腐蚀与防护基础知识
电位-pH图应用： （1）预测腐蚀的可能性及其类型 （2）判断体系状态 （3）指示腐蚀控制的途径
类型：点蚀、缝隙腐蚀、电偶腐蚀、晶间腐蚀、 应力腐蚀破裂、选择性腐蚀、磨损腐蚀、氢脆等
➢ 其它分类方法 ： 按腐蚀温度分类 按腐蚀介质分类
一、腐蚀与防护基础知识
4. 腐蚀损失及防腐蚀重要性
腐蚀损失： 金属材料损失 金属结构的破坏 间接损失难以估计
各国腐蚀损失情况： 平均占GNP的2~4% 美国：1992年 1700亿美元；2000年2760亿美元 中国：2000年约5000亿元人民币
金属材料防腐技术的研究进展
ＨＥ Ｙ ｉ ， 一， ＸＵ Ｚｈ ｏ ｎ ｇ— ｈ ａ ｏ ， ＣＨＥＮ Ｈａ ｎ ｇ — ｙ ｕ ， Ｔ ＡＮＧ Ｙ ａ ｈ ． ． １ ｉ ．， Ｃ ＨＥＮ Ｄａ ｎ
（ １ ． Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｃ ｈ ｅ ｍ ｉ ｓ ｔ ｒ ｙ ａ ｎ ｄ Ｃ ｈ ｅ ｍ ｉ ｃ ｌ ａ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ， Ｓ ｏ ｕ ｔ ｈ ｗ ｅ ｓ ｔ Ｐ ｅ ｔ ｒ ｏ ｌ ｅ ｕ ｍ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｍ ｉ ｔ ｙ ， Ｃ ｈ ｅ ｎ ｇ ｄ ｕ ６ １ ０ ５ ０ ０ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ； ２ ． Ｓ ｔ ａ ｔ ｅ Ｋ ｅ ｙ
展， 并展望 了金属防腐理论与技术 的发展趋势。 关键词 ： 金属材料 防腐 ； 缓蚀剂 ； 镀层； 涂层
中图分类号 ： Ｔ Ｑ ６ ３ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ６ ７ １— ３ ２ ０ ６ （ ２ ０ １ ３ ） １ １— ２ ０ ６ ５— ０ ３
Ｔｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｐ ｒ ｏ ｇ ｒ ｅ ｓ ｓ ｏ ｆ ｍｅ ｔ ａ ｌ ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｃ ｏ ｒ ｒ ｏ ｓ ｉ ｏ ｎ ｐｒ ｏ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
中的， ２ Ｏ 世纪 ６ Ｏ年代是腐蚀科 学技术发展 的黄金 期， 正是这个时期促进了缓蚀剂的快速发展 ， 缓蚀剂 的品种也相应 的增加。７ ０年代末 ， ７ ７ ０ １ 复合缓蚀剂 的成功研 制 ， 解 决 了 国 内油 井 酸化 缓 蚀 剂技 术 的难 题， 此后缓蚀剂品种 和缓蚀机理方 面的研究快速发 展， 目 前部分缓蚀剂产品已经能够达到 国外 的技术 水平 ， 有些用于油井酸化 的缓蚀剂 已经处于世界领
金属表面处理的新技术与新进展
金属表面处理的新技术与新进展金属表面处理技术是一门综合性学科，涉及到材料科学、化学、物理学等多个领域。
随着科技的进步和工业的发展，对金属表面处理技术的要求也越来越高。
本文将重点介绍近年来金属表面处理领域的新技术和进展。
1. 等离子体技术等离子体技术是在高温、高能量的条件下，通过电离气体产生等离子体，利用等离子体中的高能电子、离子和自由基等活性粒子对金属表面进行改性和处理的一种技术。
等离子体技术具有处理速度快、效果好、可控性强等优点，可以实现金属表面的清洁、刻蚀、氧化、涂层等处理。
2. 激光技术激光技术是利用高能量的激光束对金属表面进行处理的一种技术。
激光技术具有能量密度高、聚焦性好、加工精度高等优点，可以实现金属表面的精密加工和微结构制造。
近年来，激光技术的应用范围不断扩大，包括激光切割、激光焊接、激光打标、激光雕刻等。
3. 电化学技术电化学技术是利用电解质溶液中的电场作用，使金属表面发生化学反应，实现金属表面的处理和改性。
电化学技术具有处理效果稳定、可控性强、环保等优点，广泛应用于金属的腐蚀防护、表面涂层、表面硬化等领域。
4. 纳米技术纳米技术是利用纳米材料的特殊性质，对金属表面进行处理和改性的一种技术。
纳米技术可以实现金属表面的纳米结构制造，具有提高金属表面的硬度、耐磨性、耐腐蚀性等优点。
近年来，纳米技术在金属表面处理领域的应用得到了广泛的关注和研究。
5. 生物表面处理技术生物表面处理技术是利用生物体的特殊性质，对金属表面进行处理和改性的一种技术。
生物表面处理技术可以实现金属表面的生物功能化，具有提高金属表面的生物相容性、抗菌性等优点。
生物表面处理技术在医疗、生物制造等领域具有广泛的应用前景。
以上介绍了金属表面处理领域的一些新技术和新进展。
这些技术和进展为金属表面的处理提供了更多的选择和方法，也推动了金属表面处理技术的发展和创新。
后续内容将详细介绍每种技术的原理、应用实例和发展趋势等。
6. 紫外光固化技术紫外光固化技术是利用紫外光的能量，使金属表面的涂层材料在短时间内快速固化的一种技术。
2024年金属防腐市场前景分析
2024年金属防腐市场前景分析简介金属防腐是一种针对金属制品的防腐蚀措施，其目的是延长金属制品的使用寿命。
随着工业发展和人们对金属制品的需求增加，金属防腐市场也逐渐兴起。
本文将对金属防腐市场的前景进行分析，包括市场规模、增长趋势、竞争格局以及影响因素等方面。
市场规模金属防腐市场目前处于快速增长的阶段。
随着工业化进程加快，金属制品的需求持续增加，从而推动了金属防腐市场的发展。
根据市场研究机构的数据显示，金属防腐市场在过去几年中年均增长率超过10%。
预计在未来几年内，金属防腐市场仍将保持较高的增长速度。
增长趋势技术创新推动市场发展随着科技的进步和技术的不断创新，金属防腐领域也出现了一些新的技术和产品。
例如，新型的防腐涂料、防锈材料以及电化学防腐技术等，得到了广泛的应用。
这些新技术和产品的出现，有效地提高了金属防腐的效果和使用寿命，让金属制品更具竞争力，推动了金属防腐市场的增长。
环保要求的提高随着全球环保意识的增强，对金属防腐产品的要求也越来越高。
传统的防腐涂料中含有有害物质，对环境和人体健康造成一定的危害。
因此，研发环保型的金属防腐产品成为了行业的发展方向。
这也进一步推动了金属防腐市场的增长。
竞争格局金属防腐市场存在着较大的竞争。
主要竞争因素包括产品质量、价格、品牌知名度等。
目前，行业内知名度较高的金属防腐品牌有PPG、Akzo Nobel、Sherwin-Williams等。
这些品牌以其良好的产品质量和品牌形象占据了市场的一部分份额。
此外，还有一些小型企业和新进入者试图通过价格竞争等手段进入市场。
影响因素金属防腐市场的发展受到多个因素的影响。
工业发展作为金属防腐市场的主要需求方，工业领域的发展直接影响着金属防腐市场的规模和增长。
随着工业化进程的加快和产业结构的调整，金属制品的需求将不断增加，从而推动金属防腐市场的发展。
环保政策环保政策对金属防腐市场的发展起着重要的推动作用。
一方面，环保政策的加强促使企业加大对金属防腐产品的需求，以满足环保要求；另一方面，环保政策对传统防腐产品的限制也导致了行业的变革和创新，推动了金属防腐市场的发展。
金属材料的电偶腐蚀及其防护技术研究进展
金属材料的电偶腐蚀及其防护技术研究进展摘要：金属材料腐蚀现象随处可见，电偶腐蚀是金属材料的一种特殊腐蚀形式，不仅会导致金属材料使用寿命下降，加快金属构件失效，还会引发其他一系列局部腐蚀行为，具有严重的破坏性。
本文主要对金属材料电偶腐蚀问题及其防护技术进行了总结，为电偶腐蚀防护技术研究提供了新方向。
关键词：金属材料；电偶腐蚀问题；防护技术；研究新方向引言在日常生活中金属材料的腐蚀随处可见，腐蚀不仅影响能源科技、医疗器械、国防安全以及一系列新兴产业的发展等，也造成严重的经济损失和带来不可忽视的安全危害。
据统计，我国每年因腐蚀问题造成的经济损失约占全国GDP的3%。
因此，研究金属材料的腐蚀问题，探索金属材料的防腐新技术具有重要现实意义。
一、异种材料电偶腐蚀研究钢结构桥梁、船舶、风电行业中结构轻量化设计广受欢迎，特别是航空航天领域对轻质铝合金、钛合金以及碳纤维增强复合材料等应用广泛，电偶腐蚀是导致连接结构件或复合材料损伤的主要原因之一。
近年来，一些新型研究方法如丝束电极技术（WBE）、扫描振动参比电极（SVET）、扫描开尔文探针技术（SKP）等微区电化学测量技术被运用到电偶腐蚀实验研究中。
利用扫描开尔文探针技术测量AZ91D镁合金与不同偶对材料表面电位变化来研究镁合金电偶对在盐雾实验中电偶腐蚀规律，结果发现电偶腐蚀区域主要集中AZ91D镁合金的一侧，电偶腐蚀效应与偶对材料电位差成正比关系，材料表面腐蚀产物的积累覆盖对基体材料腐蚀起到一定保护作用。
相比于传统电化学测试方法，微区电化学测量技术可以得到准确、详细的局部区域电偶腐蚀情况，有利于从微观层次了解电偶腐蚀机理。
采用有限元或边界元分析等数值模拟仿真技术，建立电偶腐蚀预测模型，分析金属或合金材料间接触区域的电偶腐蚀行为。
采用电化学方法研究在1mol/L盐酸溶液中碳钢端板材料（20MnCr5、42CrMo4和32CrMoV13）与3种低合金钢螺栓（M12、M16和M20）的电偶腐蚀行为，并对端板与螺栓构件接触区的腐蚀参数进行数值模拟分析，可预测设备零部件使用寿命。
金属管道腐蚀与防腐技术的新进展
金属管道腐蚀与防腐技术的新进展金属管道腐蚀与防腐技术的新进展随着科技的持续进步，金属管道腐蚀与防腐技术也在不断发展。
本文将逐步介绍这些新进展。
首先，新型金属材料的应用成为金属管道防腐的一大突破。
传统金属管道常常容易受到氧化、腐蚀等因素的侵蚀，从而导致管道的老化和失效。
然而，近年来科学家们研发出了一系列具有抗腐蚀性能的新金属材料，如镀锌钢管、不锈钢管等。
这些新材料不仅能够有效抵御氧化、腐蚀等侵蚀因素，还具有较长的使用寿命和更好的耐压性能，大大提高了金属管道的抗腐蚀能力。
其次，新型涂层技术的应用也为金属管道防腐提供了新的解决方案。
传统的涂层技术往往无法完全遮盖管道表面的微小缺陷，使得防腐效果难以保证。
然而，新型涂层技术的出现改变了这一状况。
如今，研究人员提出了一种基于纳米技术的涂层方法。
通过使用纳米材料，可以将涂层的微观颗粒填充到管道表面的微小缺陷中，从而形成更为均匀和致密的防护层。
这种涂层具有更好的粘附力和耐腐蚀性能，能够有效延长金属管道的使用寿命。
此外，电化学防腐技术也是一个新的发展方向。
该技术利用电化学原理，在金属管道表面形成保护膜，从而防止腐蚀的发生。
具体而言，通过施加电流和电压，可以在管道表面形成一层致密的氧化物膜，阻隔了金属与外界环境的接触，从而达到防腐的效果。
与传统的物理和化学方法相比，电化学防腐技术具有更高的效率和更好的控制性能，能够更好地保护金属管道免受腐蚀侵蚀。
最后，新型监测技术的应用也成为金属管道腐蚀防治的重要手段。
传统的腐蚀监测方法往往需要对管道进行开挖或拆卸，不仅成本高昂，而且对管道的使用造成了一定的影响。
然而，新型监测技术的出现改变了这一状况。
如今，科学家们提出了一种基于无损检测原理的监测方法。
通过使用超声波、电磁波等技术，可以对金属管道进行非接触式检测，实时监测管道的腐蚀情况，并及时采取相应的修复措施。
这种新型监测技术不仅减少了对管道的干扰，还提高了腐蚀监测的精度和效率，为管道防腐提供了更可靠的保障。
不锈钢的防腐蚀涂层研究
不锈钢的防腐蚀涂层研究不锈钢是一种具有耐腐蚀性能的金属材料，但是在一些特殊环境下，仍然可能发生腐蚀现象，为了增加不锈钢的抗腐蚀性能，人们研究出了各种防腐蚀涂层。
本文将就不锈钢的防腐蚀涂层进行研究探讨。
一、不锈钢防腐蚀涂层的分类不锈钢防腐蚀涂层可以根据不同的材料和涂层形式进行分类。
根据涂层材料的不同，不锈钢防腐蚀涂层可以分为有机涂层和无机涂层两大类。
有机涂层主要包括漆膜、胶膜和聚合物薄膜等。
而无机涂层则包括电镀涂层、化学镀涂层以及热浸镀涂层等。
根据涂层形式的不同，不锈钢防腐蚀涂层可以分为溶液涂层和固体涂层两种。
二、有机涂层的研究进展有机涂层是目前应用最为广泛的不锈钢防腐蚀涂层。
其中，聚合物薄膜因其优异的耐腐蚀性和附着性能而备受关注。
在近年来的研究中，许多学者通过改善聚合物薄膜的材料结构和涂层工艺，使其在不锈钢材质上具有更长久的防腐蚀性能。
此外，还有一些研究聚焦于有机涂层的自愈合性能，通过引入微胶囊等智能材料，使得涂层在受损后能够自动修复，提高了不锈钢的防腐蚀能力。
三、无机涂层的研究进展无机涂层作为一种耐腐蚀性能更为优异的涂层，被广泛应用于不锈钢的防腐蚀领域。
电镀涂层是其中的一种常见形式，通过电解条件下，在不锈钢表面沉积一层金属涂层，如铬、镍等，以增强不锈钢的抗腐蚀性能。
此外，化学镀涂层和热浸镀涂层也是无机涂层的重要研究方向。
研究学者通过改进涂层工艺和添加特定元素，使得无机涂层在不锈钢上具有更好的附着力和抗腐蚀性能。
四、不锈钢防腐蚀涂层的优化设计在不锈钢的防腐蚀涂层研究中，优化设计是一个重要的方向。
通过合理选择材料和涂层形式，可以提高涂层的稳定性和耐腐蚀性能。
此外，研究者还通过表面处理方法，如机械处理、化学处理等，改善不锈钢的表面特性，增强涂层与基材的结合力，从而提高不锈钢的整体防腐蚀能力。
五、总结不锈钢的防腐蚀涂层研究是一个重要而广泛的领域，涉及到有机涂层和无机涂层两个方面。
在未来的研究中，我们需要进一步改进和优化涂层材料和涂层形式，以满足不锈钢在不同环境下的防腐蚀需求。
金属腐蚀防护有机涂料的研究进展
金属腐蚀防护有机涂料的研究进展-企业管理论文金属腐蚀防护有机涂料的研究进展韩国臣承德兴华恒通实业有限公司河北承德067000摘要：金属材料是应用较为广泛的材料之一，在使用过程中，由于环境等因素的影响，金属设备不可避免的会发生锈蚀，给生产和企业带来巨大的损失。
本文主要对金属的腐蚀原因及保护原理做了简单分析，并对有机涂料的发展现状做了简单介绍。
关键词：金属材料；腐蚀；有机涂料1 概述金属材料作为三大材料之一，无论是在建筑、机械制造还是工业生产领域都具有广泛的应用，与此同时，金属材料在使用过程中，由于工作环境的影响，金属腐蚀不可避免。
金属材质的设备发生腐蚀后，不仅影响设备的正常使用，还造成了金属资源的浪费，因此研究金属的防腐蚀方法，减少金属材料由于腐蚀发生的损失，对于国民经济的发展具有重要的意义。
2 金属的腐蚀与防护金属腐蚀是指金属在自身性能及外界环境的作用下，其自身的组成结构发生变质或者破坏，从而影响金属使用性能的过程。
根据金属矿中主要成分可知，氧化态及其他的化合态是金属的稳定状态，金属冶炼是将金属由氧化态或其他化合态转变为金属态的过程，因此金属态在适当的条件下，能够自发转化为氧化态，金属的这一性质决定了其发生腐蚀是自身性质所决定的。
金属发生腐蚀不可避免，但金属腐蚀的过程是可以控制的。
一般来说金属腐蚀除与自身性质有关外，还与介质、温度、流速、压力等外界因素有关，对外界因素进行可靠控制，就能延缓金属腐蚀发生的时间及腐蚀速度。
金属腐蚀的防护措施有多种，隔离法，具体包括钝化发、涂层法和电镀法；缓蚀剂法是通过添加少量的缓蚀剂，使金属表面形成一层保护膜，延缓金属材料腐蚀的一种保护方法；电学化保护法，通过电流作用，使金属内部电位发生改变，从而达到抑制或延缓金属腐蚀的作用。
在以上各种保护措施方法当中，涂层法可起到隔绝氧气及水分、降低腐蚀速度和电化学保护三重保护，且该法施工工艺简单操作，因此得到了广泛应用。
3 有机防腐涂料的研究进展3.1 有机涂料的特征用于金属防蚀的有机涂料应具备以下几项基本特征：①强耐腐蚀性。
新型金属腐蚀保护涂层的研究及其应用
新型金属腐蚀保护涂层的研究及其应用一、引言金属腐蚀是一个非常普遍的问题，因为金属在各种环境中都会遭受各种形式的腐蚀性攻击，如酸、碱、盐、氧气、水分等，这些因素都会损害金属结构的物理性能和化学性能。
为了保护金属材料，发展了很多种金属腐蚀保护方法，其中最受欢迎的是金属腐蚀防护涂料技术，因为它具有防腐性能和装修效果两大优点。
目前，随着科学技术的不断发展，新型金属腐蚀保护涂层被广泛研究和应用。
二、新型金属腐蚀保护涂层的研究现状当前，有很多种新型金属腐蚀保护涂层正在研究中，例如多孔纳米氧化铝涂层、碳纳米管增强防腐涂层、粘附力强的有机涂层等，这些涂层在防腐性能、装饰性能和耐久性等方面都有很好的表现。
1、多孔纳米氧化铝涂层多孔纳米氧化铝涂层是采用气相沉积法制备的一种新型防腐涂层。
通过将氧化铝纳米颗粒形成一种多孔结构，能够阻止外部物质的进入，进而达到防腐的目的。
实验结果表明，该涂层具有极佳的耐腐蚀性能，在酸、碱等强酸性介质中都能长时间维持完好的状态，能够延长金属材料的使用寿命。
2、碳纳米管增强防腐涂层碳纳米管被广泛应用于各种领域，也在金属腐蚀保护涂层中得到了广泛的应用。
研究表明，纳米碳管是一种非常优秀的防腐增强材料，将其与传统的腐蚀防护涂层结合使用，能够增加涂层的防腐性能和机械强度，提高涂层的耐久性和抗腐蚀性能。
3、粘附力强的有机涂层在金属腐蚀防护涂层的研究中，粘附力被认为是最为重要的因素之一。
目前，研究人员通过改进有机涂层的化学成分，成功研究出一种粘附力非常强的有机涂层。
该涂层不仅能够有效避免金属腐蚀，还能够有效阻止水和空气的进入，降低腐蚀的发生率。
三、新型金属腐蚀保护涂层的应用前景在今后的发展中，新型金属腐蚀保护涂层将会有更广泛的应用。
一方面，涂料生产厂家将会推出更多更好的金属腐蚀保护涂层，这些涂层将会更加环保、高效、耐久、安全，成本也更加亲民。
二方面，随着工业化进程的不断推进，很多领域对金属的腐蚀防护需求也会逐渐增多，新型金属腐蚀保护涂层就可以充分满足这些需求。
电化学法研究金属防腐蚀新进展
电化学法研究金属防腐蚀新进展电化学法是一种研究金属防腐蚀的重要方法，通过使用电化学技术来改善金属材料的防腐蚀性能。
近年来，人们在电化学法研究金属防腐蚀方面取得了许多新进展。
本文将着重介绍几种主要的新兴电化学方法。
首先，阳极保护法是一种常用的电化学防腐蚀方法。
它通过在金属表面形成一个保护性的氧化层，从而阻止金属与环境介质接触，达到防腐蚀的目的。
然而，传统的阳极保护方法存在一些问题，比如其效果受到介质pH值的限制。
近年来，研究人员发展了基于光催化材料的阳极保护方法，通过光照激发材料表面的光催化活性，提高阳极保护效果。
这种方法可以扩大阳极保护的适用范围，提高防腐蚀效果。
其次，电解封闭法是一种有效的电化学防腐蚀方法。
它通过在金属表面形成一个密封的保护性层，阻止氧、水等腐蚀介质的侵蚀。
传统的电解封闭方法主要使用高浓度的硅酸铝溶液，但是其操作过程复杂，有一定的环境污染风险。
近年来，研究人员开发了新的电解封闭技术，使用环境友好的有机溶剂作为电解液，并且通过控制电解参数和添加适量的添加剂来提高封闭层的性能。
这些新技术使电解封闭法更加安全可靠，可以广泛应用于金属防腐蚀领域。
此外，电沉积法也是一种常用的电化学防腐蚀方法。
它通过在金属表面沉积一层保护性的金属或合金层，增加金属的耐腐蚀性。
传统的电沉积方法主要使用直流电源，但是其效率较低，容易导致沉积物质的不均匀。
近年来，研究人员发展了脉冲电沉积技术，通过在沉积过程中改变电流的脉冲形式和大小，可以得到更加均匀、致密的沉积层。
这种新技术具有高效、高质量的特点，可以提高金属的防腐蚀性能。
综上所述，电化学法在金属防腐蚀研究领域取得了不少新进展。
新兴电化学方法不仅扩大了防腐蚀技术的适用范围，提高了防腐蚀效果，同时也更加安全可靠、环境友好。
然而，还有许多问题需要进一步研究和解决，例如新方法的实际应用效果、经济性和可持续性等方面的问题。
希望通过继续深入研究，能够进一步提高电化学法在金属防腐蚀领域的应用和发展。
金属防锈缓蚀的新进展-中国表面活性剂网
金属防锈、缓蚀的新进展1．高分子缓蚀剂聚合物作为缓蚀剂的应用已有很久的历史，早期使用的淀粉、糖浆、鸡蛋清、鸡蛋黄及各种天然胶等钢铁酸洗缓蚀剂，都是天然高分子物质。
l964年加藤正义研究了阿拉伯胶、可溶性淀粉、琼脂等高分子多糖类化合物作为碱液中铝用缓蚀剂的问题，实验结果表明，大多数试样的缓蚀效率在80％以上。
但多糖类一但水解为单糖类时，则会促进铝的腐蚀。
缓蚀剂应用研究表明，许多高效缓蚀剂可以在金属表面原位聚合生成更加稳定的保护膜，从而显示良好的缓蚀效果。
炔醇化合物在Fe3+的催化下，三键打开，在金属表面上生成聚合物的保护膜，使炔醇化合物在高温盐酸介质中对碳钢具有优良的缓蚀作用；苯并三氮唑(BTA)是铜及其合金的特效缓蚀剂，它良好的缓蚀性能来自于BTA分子和一价铜离子以共价键和配位键结合，相互交替形成链状聚合物，在铜表面形成多层保护膜。
这些例子说明，聚合物分子可能具有更好的缓蚀效果。
近年来出现了大量高分子缓蚀剂，而且它们大多都属高分子表面活性剂。
1．1含磷高分子缓蚀剂聚合物缓蚀剂在水性介质中和酸性介质中早有应用。
聚磷酸盐(如六偏磷酸钠等)是水质稳定剂常用的复配组分之一，优点是价格便宜，可以和铬酸盐、锌盐等缓蚀剂复配使用，但由于其易水解和引起富营养化，目前已限制使用。
20世纪60年代，为满足环境方面的需求，开发使用了有机多元膦酸类缓蚀阻垢剂。
有机多元膦酸的优点是无毒和使用浓度较低，但仍存在富营养化的问题。
为了满足水处理缓蚀、阻垢、杀菌的要求，人们通过聚合反应引入不同的单体制备二元、三元、多元共聚物，进行无磷、全有机组分配方的研究。
80年代中期开发成功聚合膦酸羧酸缓蚀阻垢剂(PCA)．其分子内同时含有膦酸基团和羧酸基团，从而使水处理技术有一个新的突破。
PCA主要分两类，一类是Nalc0公司首先研究开发并成功用于油田注水处理的膦酸化水解马来酸酐(PHPMA)，其结构式如下。
PHPMA不仅能显著地提高缓蚀效率，而且具有优异的阻垢性能。
金属腐蚀与防护技术研究进展概述
金属腐蚀与防护技术研究进展概述金属腐蚀是指金属与周围环境中的化学物质（如水、氧、酸等）发生氧化反应而导致金属物质的损失或改变。
这种腐蚀现象广泛存在于各个领域，如建筑、汽车、船舶、电子设备等。
腐蚀问题不仅会造成金属材料的损害，还会影响设备的性能和使用寿命。
因此，研究金属腐蚀与防护技术显得尤为重要。
近年来，随着科学技术的不断进步与发展，金属腐蚀与防护技术也在不断取得新的突破与进展。
以下将从材料、涂层和电化学防护等方面对金属腐蚀与防护技术的研究进展进行概述。
1. 材料方面的研究进展：传统的金属材料在防腐方面存在着一定的局限性，因此科学家们开始研究新型的金属材料以应对腐蚀问题。
例如，合金材料具有优异的耐腐蚀性能，可以在恶劣的环境中长时间工作而不受腐蚀。
此外，纳米材料的研究也为金属腐蚀防护提供了新的途径。
纳米材料由于其特殊的表面形貌和结构，具有较高的抗腐蚀性能，可以用于制备防腐涂层，提高金属材料的耐腐蚀性。
2. 涂层技术的研究进展：涂层技术是目前应用最广泛的金属腐蚀防护方法之一。
通过在金属表面形成一层保护性的膜层，可以有效地隔绝金属与周围环境的接触，减少腐蚀的发生。
随着科学技术的进步，涂层技术不断发展，如热烧结、电沉积、电镀、喷涂等方法的改进，大大提高了涂层的耐腐蚀性。
此外，新型涂层材料的研究也为金属腐蚀防护带来了新的突破，如纳米涂层、环保涂层等，其具有较好的耐腐蚀性能和环境友好性。
3. 电化学防护的研究进展：电化学防护是利用外加电基表面金属建立稳定电位差的方法，来抑制金属腐蚀的发生。
该方法通过通过阴极保护和阳极保护来降低金属的腐蚀速率。
近年来，电化学防护技术得到了广泛的应用和研究，如阴极保护的研究不仅涉及到电流密度的优化、阳极保护涂层的改进等方面；同时还应用于具体领域，如海洋工程等。
阳极保护方法主要通过形成一层保护膜来达到防腐目的，该膜能够阻隔金属和环境的直接接触，达到防腐效果。
例常用的阳极保护方法有阳极涂漆和阳极保护电流法等。
金属腐蚀与防护材料的研究进展
金属腐蚀与防护材料的研究进展近年来，随着科技的不断发展和工业的飞速进步，金属腐蚀问题对于许多领域来说已经成为一大难题。
金属在氧气、水分和其他化学物质的作用下，很容易发生腐蚀现象，导致材料质量下降、寿命减少甚至功能丧失，给生产和使用带来很大的困扰。
因此，金属腐蚀的防护材料成为了当前研究的热点之一。
一、传统防护材料的研究进展传统的金属腐蚀防护材料主要包括金属涂层、有机涂层和阻隔膜等。
其中，金属涂层是通过涂覆具有防护性能的金属材料，形成一层保护膜来阻断金属与外界介质的接触，减少腐蚀的发生。
有机涂层则是利用有机物的特性，在金属表面形成一层具有防腐蚀效果的保护膜。
而阻隔膜则是一种通过形成物理或化学屏障，阻断金属与外界介质的接触，从而延缓腐蚀的进行的材料。
然而，传统防护材料存在一些问题，如涂层易脱落、使用寿命短、制备工艺复杂等，限制了其在实际应用中的广泛推广。
因此，研究人员开始寻求更加先进和高效的金属腐蚀防护材料。
二、新型防护材料的研究进展1. 抗腐蚀涂层技术纳米涂层技术是近年来发展迅猛的一种防护材料。
纳米涂层通过在金属表面形成一层纳米尺度的保护层，具有优异的抗腐蚀性能和机械性能，能够有效延缓金属的腐蚀速度和降低腐蚀程度。
此外，纳米涂层还可以提高金属表面的光滑度和硬度，改善材料的耐磨性和抗腐蚀性能。
2. 功能性涂层技术功能性涂层是指在传统涂层基础上添加具有特定功能的材料，如抗菌、自洁、光催化等。
这些功能能够通过改善金属表面的性质，减少污染物的附着和抑制微生物的生长，从而实现金属腐蚀的防护和材料性能的提升。
这种新型涂层技术为金属腐蚀防护提供了全新的思路和方法。
3. 其他防护材料技术除了涂层技术，研究人员还在探索其他新型防护材料技术。
比如，近年来越来越多的研究集中在金属腐蚀的电化学防护方面，通过施加一定的电压和电流，形成一层抗腐蚀层，起到减缓金属腐蚀的作用。
此外，基于纳米技术的新型防护材料也受到了广泛关注，如纳米粒子填充材料、纳米复合涂层等，这些材料在防护性能、力学性能和耐久性等方面都表现出了显著的优势。
水性聚氨酯涂料应用于金属防腐的技术进展
料应用等方面进行分析和总结 展望了 ｌ 黎 酯 水１ 彗 西 涂料在防腐领域的发展。 誊０叠 謦蠹 警 ｊ 关键词 水性聚氨酯涂料 防腐
０ 引言
聚氨酯涂料 由于其高度的耐磨性和韧性 ，优异 的附着 力、耐化学药品性以及 耐腐蚀性 和绝缘性 等性 能 ，被广泛
用于 石 化 设 备 、 海 洋 、 船 舶 、机 电 、 皮革 、木 材 、建 筑 等
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金属的光电化学方法防腐蚀原理及研究进展
定稿日期:2005212210基金项目:国家自然科学基金(20373062)作者简介:张鉴清,1948年生,男,博士生导师,研究方向为电化学金属的光电化学方法防腐蚀原理及研究进展张鉴清1,2 冷文华1 程小芳1 刘东坡1(11浙江大学化学系杭州310027;21金属腐蚀与防护国家重点实验室沈阳110016)摘要:自上世纪70年代以来,半导体特别是TiO 2光电催化反应在诸多领域应用引起了广泛研究.近年来研究表明它可用于金属的阴极保护.文中对金属的光电化学方法防腐蚀的化学原理及研究现状进行了简要介绍.关键词:光电化学 半导体 阴极保护 腐蚀中图分类号:X78 文献标识码:A 文章编号:100524537(2006)03201882051前言金属腐蚀是指其在各种环境条件下发生的破坏和变质.在常温下,绝大部分的金属腐蚀是通过电化学腐蚀的途径进行的[1].金属腐蚀遍及国民经济各部门,给国家经济带来巨大损失.因此,积极探索材料防腐蚀新方法,做好腐蚀与防护工作,是一个具有重要现实意义的课题.在许多金属或合金如不锈钢表面通常会形成一层不超过几十个纳米厚的具有半导体性质的钝化膜[2],在一定的程度上它可起到耐蚀作用.但这种半导体氧化膜在一定的条件下如碱性介质中是光活性的,易发生光腐蚀.最近Ohko 等[3]报道了利用紫外光照不锈钢表面的TiO 2,使其电位负移,当该电位比金属腐蚀电位更负时,就像采用阴极保护一样,使不锈钢更具耐蚀性,而且光生电压在很长时间内不会完全消失.研究表明采用类似的方法,其它金属如碳钢[4～6]、Cu [7～10]在一定的条件下也可实现光致阴极保护.由于半导体涂层如TiO 2化学稳定性好,不易发生光腐蚀;与Zn 等牺牲阳极不同的是在光阴极防腐蚀过程中并不牺牲,理论上具有很长的使用寿命,而且涂层价格比较低廉,故该方法具有潜在的应用前景.尽管人们对半导体光电化学进行了多年的研究并取得了很大的进展,但它用于光阴极保护是近年来才开始研究的.最近,沈嘉年等[11]很好地综述了TiO 2薄膜的光电效应在金属防腐蚀中的应用,但他们对其光电化学叙述较少.本文结合光电化学的最新研究进展,对金属的光电化学防腐蚀原理、影响因素及研究现状进行了简要介绍,旨在为从事该交叉领域的研究工作者提供借鉴.2金属的光电化学防腐蚀原理当用能量高于半导体吸收阈值的光照射半导体时,半导体的价带电子发生带间跃迁,即从价带跃迁到导带,从而产生电子e -和空穴h +(图1a ).光生电子—空穴对在空间电荷层电场的作用下,空穴被迁移到半导体粒子表面与溶液中的电子供体发生氧化反应[12,13],而电子向电极基底运动并通过外电路到达金属对电极,从而使金属的腐蚀电位负移,自腐蚀电流密度减小,实现阴极保护.光激发产生的电子和空穴至少经历以下途径:载流子的扩散、俘获、复合和界面电荷的传递.其中最主要的是捕获和复合两个相互竞争的过程.从动力学的观点来看,上述各步骤快慢不尽相同.一般认为,电极表面空穴转移速率为快步骤,光生电子在向基底输送过程中至少发生体相复合(J br )、空间电荷层复合(J dr )、表面态复合(J ss )、直接电荷转移(J et )和隧道转移(J tun )等过程(图1b ).总的复合电流(J 0)等于单个步骤电流之和,即J 0=J et +J tun +J ss +J dr +J br .光照时,由于光生载流子的复合而降低了外电流输出.值得指出的是,当光电极为纳米多孔时,由于颗粒内外电位差很小,能带是不弯曲的(图1c ),光生载流子分离效率主要依赖于其界面电荷转移速率差决定[14].3影响光电化学方法防腐蚀的因素311半导体种类和性质[12,14,15]通常以n 型半导体为催化剂,包括TiO 2、ZnO 、CdS 、WO 3和Fe 2O 3等.合适的光催化剂必须满足以下几个方面的条件:首先是半导体表面能带边缘的相对位置,对价带来说,它必须至少能促使水或OH -的氧化,故其标准电位应高于+2185V (相对标准氢电位);对导带来说,它必须比氧还原标准电第26卷第3期2006年6月 中国腐蚀与防护学报Journal of Chinese Society for Corrosion and Protection Vol 126No 13J un 12006Fig.1(a)Schematic diagram of semiconductor photoelectrochemical anticorrosion of metal and(b)various types of recombination pathways for an n-type semiconductor/liquid junction.J et is the current caused by electron transfer over the potential barrier from the semiconductor to the redox acce ptors in the solution.J tun describes the majority carrier tunneling current through the potential barrier.Recombination due to the surface states near the interface results in J ss,while recombination in the de pletion and bulk regions produces J dr and J br,respectively.Both J et and J tun are currents requiring injection of majority carriers from the semiconductor,hence majority carrier recombination currents.On the other hand,J ss,J dr and J br are currents due to minority carrier recombination process,since holes are injected into the semiconductor for the recombination to occur and(c)schematic di2 agram of the energy band in nanoporous semiconductor thin film位更负(如果氧是电子受体的话),这样才能使氧化还原反应有效进行;其次是半导体必须稳定,即不会发生光腐蚀;另外从实际应用角度考虑,它的成本低廉.理论分析和大量实验表明,目前能满足上述要求的催化剂只有少数半导体(如TiO2).正是由于TiO2的高活性和光化学性质均十分稳定,且无毒价廉、货源充足,故成为光催化领域中的常用催化剂.光催化剂的性能是半导体表面光学特性和表面化学状态耦合的结果.TiO2的光催化性能主要由以下几个方面决定:(1)催化剂的粒径.催化剂粒子越小,体系的比表面大,反应面积就大,反应速率和效率就大;粒径越小,光生载流子容易迁移到粒子表面,电子与空穴的简单复合几率就越小,光催化活性就越高.当半导体颗粒达到几个至几十个纳米时,半导体的载流子限制在一个小尺寸的势阱中,在此条件下,导带和价带能级变成分离的能级,因而能带隙增大,吸收光谱阈值向短波方向移动,出现尺寸量子效应,此时粒子称为量子化粒子.由于尺寸量子效应,使半导体导带移向更负的电位而价带移向更正的电位,这势必加强半导体光催化剂的氧化还原能力,提高光催化剂活性;同时空穴的氧化速率增大,可减小表面空穴的积累,光阳极腐蚀减少,催化剂的稳定性增大.由于尺寸效应能通过调节半导体的粒径来控制半导体的能隙大小和能带的位置,它将对光催化反应带来重大的影响.(2)催化剂的表面状态.表面应有一定数量的羟基基团,通过该基团可有效捕获光生空穴,从而可抑制光生载流子的简单复合.(3)催化剂的晶型.TiO2粉末晶体结构有金红石、锐钛型、板钛矿和无定型4种.用来光催化反应的主要是锐钛型和金红石两种晶型.通常情况下,金红石的比表面积小,反应物在其表面吸附亦较少,锐钛型催化活性优于金红石型.实验证明,具有高光催化活性的TiO2多数为两种晶型的混合物(不是简单的混合),如Degussa P-25就是由两种晶型组成.其它如孔隙率、表面水合状态、退火预处理等都是影响光催化剂活性的因素.312溶液组成[12,15～18]溶液p H的改变将使TiO2表面荷电及能带边缘位置,例如升高p H值通常使氧化物半导体平带电位和导带边缘负移,能带弯曲程度增大;同时可能使一些溶液的氧化还原电位发生变化,改变了电荷转移的驱动力.另外溶液p H值还可能会影响有机物的吸附,改变电极表面状态,从而影响反应速率.文献中研究了在304不锈钢表面涂覆TiO2膜的试样在不同p H值溶液中的电极电位,结果表明随着p H值增大,光电压负移,对金属的防腐蚀效果会增强;p H值对碳钢/TiO2涂层和Cu/TiO2涂层体系的光电压也有相似影响.所以溶液p H值是光电化学反应的一个重要控制参量.如果溶液中存在电子受体特别是溶解氧,它可能捕获光生电子(参见图1b,J et),抑制光生载流子的复合,但输出光电流减小.313光强用于半导体载流子激发的光子能量必需大于半9813期张鉴清等:金属的光电化学方法防腐蚀原理及研究进展 导体的禁带宽度E g,锐钛型TiO2的E g为312eV,所需入射光的最大波长为38715nm,金红石由于禁带宽度略小,为310eV,所需最大波长为413nm[15].实验研究中一般采用波长为300nm～400nm的光,高压灯、黑光灯、紫外杀菌灯和氙灯等均能满足要求.太阳光到达地面的紫外光不到10%,从能量利用角度来看,利用太阳能实现材料的光电化学防腐蚀具有非常诱人的前景.入射光的强度和半导体的光吸收直接影响光生电子数,光强越高,光电子数越多,电极准费米能级越高,光电压愈高,同时光生载流子的复合速率可能更大.换句话说,光强大,并不一定都有效,所以实际应用中应考虑光强(光电流)与金属的腐蚀电流密度相匹配问题.4提高半导体光电转换效率的途径[13,15～19]光生载流子的分离效率是光催化技术的关键部分,它们的高低决定了光催化技术效率的高低.所以从光催化出现以来,人们在提高催化剂效率方面做了大量的工作并取得了明显的进展.提高半导体催化效率的途径有很多,其中用得较为普遍的有半导体改性和复合半导体等.411半导体改性在光催化剂表面担载高活性的贵金属、金属和金属氧化物如Pt、Au、Pd、Ru等,可有效防止电子—空穴的简单复合.其中表面载铂研究最多.当半导体表面和金属接触时可形成肖特基势垒,它成为俘获光生电子的有效陷阱,延长了载流子的复合寿命;此外,贵金属还起到降低还原反应的超电势,从而可提高光催化活性.实验研究发现只有一些特定的金属离子掺杂有利于提高光量子效率,多数金属离子的掺杂反而是有害的.总的说来,对于其作用机理分析还欠缺,研究还处于一个试探阶段.从化学观点看,金属离子掺杂可能在半导体晶格中引入了缺陷位置或改变结晶度等,从而影响电子—空穴对的复合,如成为电子或空穴的陷阱而延长其寿命,或成为电子—空穴的复合中心而加快了复合.目前采用非金属如N[20]、C[21]和F[22]掺杂受到重视,主要是用来拓宽催化剂的光谱响应范围.412复合半导体将两种不同的半导体粒子联结起来就成为一种夹心结构的半导体胶体,一边为能带隙较小的半导体,一边为能带隙较大的半导体.70年代就提出了半导体-半导体复合概念,但直至90年代才应用到光催化领域.由于复合半导体更有利于光生载流子的分离,因而,近年来对复合半导体尤其是二元半导体类型进行了许多研究,如TiO2-SnO2、TiO2-WO3等.这些复合半导体几乎都表现出高于单个半导体的光催化性质.二元半导体活性的提高可归因于不同能级半导体之间光生载流子的输运和分离.以TiO2-SnO2复合体系为例(图2),当用足够能量的光照射时,TiO2和SnO2同时发生带间跃迁,由于导带和价带能级的差异,SnO2的带隙E g=318eV, TiO2的带隙E g=312eV,在p H=7时,SnO2的导带E CB=0V(vs N HE),低于TiO2的导带E CB= -015V(vs N HE),所以光生电子聚集在TiO2的导带,而空穴则聚集在SnO2的价带,光生载流子得到分离,从而提高了量子效率.另一方面,当光量子能较小时,只有TiO2发生带间跃迁,TiO2中产生的激发电子输运至SnO2的导带而使得光生载流子分离[23].值得注意的是,只有两种半导体耦合起来才能表现出上述性质,如果是相互包裹,如TiO2包裹SnO2,则完全不会产生电荷分离效率的提高.此外,复合半导体如TiO2/CdS激发波长可延伸至较大范围[24],从而可充分利用光能.这也使得复合半导体具有更大的应用前景.5光电化学方法防腐蚀的研究现状511阴极材料光催化技术是当今研究热点之一,近年来半导体光催化技术开始用于金属的光电化学防腐蚀.日本在这方面研究较早.总体来说该领域还主要处于探索阶段,即探讨常见金属的光致阴极保护的可行性,对光阳极的筛选研究较少,主要局限于TiO2光催化剂.下面就这两方面情况作一以简要介绍.上世纪90年代中期Tsujikawa等较早报道了Fig.2Diagram illustrating the principle of charge separation in a TiO2/SnO2coupled semiconductor091中国腐蚀与防护学报第26卷TiO2涂层在紫外光照下可阴极保护金属Cu[7]、不锈钢[25]和碳钢[26,27].随后有人报道了TiO2在紫外光或γ射线的照射下可实现不锈钢的光致阴极保护[3].Leng等采用镍载TiO2光催化降解有机污染物的同时无意中发现了载体镍不易腐蚀[16].2001年Fujishima研究组对它的机理作了详细解释,实验证明TiO2涂层对304不锈钢不仅具有较好的防腐蚀效果,而且具有自洁净功能[3].这对于户外不锈钢材料的装饰效果具有吸引力.值得一提的是,Choi 等[6]详细研究了TiO2对碳钢光电化学防腐蚀的影响因素和机理.他们还发现即使没有有机物的情况,水作为电子供体可以实现碳钢防腐蚀.他们还提出利用催化剂阳极-金属阴极耦合可能实现地下金属的远程光保护,不过并未实验证明.国内沈嘉年等发现采用阳极氧化法制备的氧化钛亦可光致阴极保护碳钢,同时发现无紫外光照时,氧化钛-碳钢耦合体系加速了碳钢的腐蚀[28].总之,目前金属的光致阴极保护还局限在腐蚀电位比较正,腐蚀电流密度比较小的金属材料上,我们曾尝试X70管线钢光阴极保护,有一定的效果,但实验条件比较苛刻,详细结果正在探索中.512光阳极选择如前所述,光阳极的选择主要还局限于TiO2光催化剂.这可能与其效率和稳定性较高有关.最近有人尝试采用SnO2[8]、ZnO[6]和Sr TiO3[4]等宽禁带半导体为光阳极并取得了较好的结果.从热力学的角度看,宽禁带半导体特别是导带边缘电位比较负的催化剂有望对腐蚀电位比较负的金属实现光保护.复合半导体如SnO2-TiO2可提高光电转换效率.Subasri等发现采用SnO2-TiO2=1∶1时具有较佳的光电流,并且复合半导体具有光致储能效果,即使在光照停止数小时后对Cu还具有保护作用[10]. TiO2-WO3电极在光照停止一定时间后对金属也具有缓蚀作用[29].这种储能作用对于金属即使在无光照条件下也可实现缓蚀具有重要的意义.6结束语尽管半导体光电化学研究进行了数十多年的研究,但该技术用于金属的光致阴极保护是近几年才受到重视的.该技术的最大特点是在常温和常压下,只利用催化剂、光、空气和水就能实现,而且从长远的观点来看,它将可利用取之不尽的太阳光能.因而,在腐蚀与防护领域显示出非常诱人的应用前景.该技术的关键部分是阳极,即其光生载流子的分离效率问题,但与传统的光催化在环境领域的应用具有很多不同之处,需要进一步系统深入研究.宽禁带半导体只能吸收紫外光,而太阳光中这部分光能却不到5%,所以如何扩展催化剂的光谱利用范围并以太阳能为光源在自然环境条件下实现户外不锈钢等金属的防腐必将具有重要的理论和实践意义.可以预见,提高光电转换效率及拓宽催化剂的光谱响应范围是该技术走向实用化的关键.另外开发光致储能电极也是一个重要课题.参考文献:[1]Cao C N.Corrosion Electrochemistry[M].Beijing:Chemical Indus2try Press,1994(曹楚南.腐蚀电化学[M].北京:化学工业出版社,1994)[2]Lin Z H.Application of photocurrent spectrum technology in the re2search of metal oxide[J].Mater.Prot.,1990,23(11):4-7(林仲华.光电流谱技术在金属氧化膜研究中的应用[J].材料保护,1990,23(11):4-7)[3]Ohko Y,Saitoh S,Tatsuma T,et al.Photoelectrochemical anticor2rosion and self-cleaning effects of a TiO2coating for type304 stainless steel[J].J.Electrochem.Soc.,2001,148(1):B24-B28 [4]Ohko Y,Saitoh S,Tatsuma T,et al.Photoelectrochemical anticor2rosion effect of Sr TiO3for carbon 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ords:photoelectrochemistry,semiconductor,cathodic protection,corrosion291中国腐蚀与防护学报第26卷。
电化学法研究金属防腐的新进展
电化学法研究金属防腐的新进展随着科技的快速发展，金属材料在工业和日常生活中得到了广泛应用。
然而，金属腐蚀问题也随之凸显出来，给全球经济和社会带来了巨大的损失。
为了防止和延缓金属腐蚀，研究者们不断探索新的防腐技术和方法。
其中，电化学法作为一种有效的金属防腐手段，近年来取得了显著的进展。
电化学法是一种利用电化学反应来防止和延缓金属腐蚀的方法。
在金属防腐领域，电化学法主要包括阴极保护和阳极保护两种。
阴极保护是通过降低金属表面的电位，使金属表面成为阴极，从而抑制腐蚀的发生；阳极保护则是通过提高金属表面的电位，使金属表面成为阳极，从而保护金属免受腐蚀。
新型阴极保护涂料近年来，研究者们开发出一种新型阴极保护涂料，该涂料由导电聚合物和金属氧化物组成。
这种涂料可以涂覆在金属表面，形成一层保护膜，通过产生电子转移反应来降低金属表面的电位，从而达到防腐目的。
纳米技术在电化学防腐中的应用纳米技术近年来在电化学防腐领域发挥了重要作用。
纳米材料具有优异的物理化学性能，可以提高金属表面的耐腐蚀性。
例如，纳米级的金属氧化物可以作为阳极保护涂层，提高金属表面的氧化还原能力，从而有效防止腐蚀。
微生物诱导沉积法微生物诱导沉积法是一种利用微生物菌落在金属表面形成保护膜的方法。
研究者们发现，某些微生物可以与金属离子发生作用，通过氧化还原反应在金属表面形成一层具有保护性的沉积物，从而有效防止腐蚀。
应用前景：电化学法与传统防腐方法的比较优势与传统防腐方法相比，电化学法具有许多优势。
电化学法可以针对不同类型的腐蚀，采取不同的电化学保护措施，从而达到精准防护的目的。
电化学法操作简便，无需特殊设备，可以实现远程控制和自动化操作。
电化学法使用的材料环保安全，对人类和环境无害。
电化学法在金属防腐领域具有重要的意义和广泛的应用价值。
近年来，研究者们在电化学法防腐蚀方面取得了许多新进展，开发出新型阴极保护涂料、纳米技术和微生物诱导沉积法等先进技术。
这些技术的应用不仅可以提高金属的耐腐蚀性，延长其使用寿命，还可以减少由于腐蚀引起的经济损失和环境污染问题。
电化学法研究金属防腐蚀新进展
电化学法研究金属防腐的新进展白煜磊（201450039）摘要：金属腐蚀是指在各种环境条件下发生的破坏和变质。
腐蚀问题带来巨额经济损失，阻碍国民经济的发展，金属腐蚀的防治工作始终占居着电化学领域重要位置。
本文简单介绍金属的电化学腐蚀主要类型机理，并针对不同的机理归纳出国内外电化学法研究金属腐蚀的新进展。
关键词：电化学；金属防腐；新进展Research Progress of New Techniques on Zinc PlatingBai Y ulei（201450039）Abstract:Because of the simple process,low price and obvious anti-corrosion effect,zinc plating is widely used as a well protective coating.The production account for 60-70 percent of the whole electroplating industry.In this essay,zinc plating bath are divided into two parts,acid zinc plating bath and base zinc plating bath.The essay is also given a progress of the new techniques on zinc plating in recent years and described the advantages disadvantages of it.Keywords :zinc ; electroplating ; new techniques1.前言金属材料的腐蚀，是指金属材料和周围介质接触时发生化学或电化学作用而引起的一种破坏现象。
从热力学的观点来看，除了少数贵金属(如金、铂等)外，各种金属都有转变成离子的趋势[1]。
金属防腐蚀技术进展PPT课件
二、金属防腐蚀基本原理
1.提高金属材料本身的耐蚀性能 （1）提高材料的热力学稳定性 途径：合金化 （2）增大阴极控制 减少合金中阴极区的面积 如：去阴极性杂质C、S等 加入能增大阴极反应过电位的元素 例如：Zn中加入Hg，可使析氢过电位增大 （3）增大阳极控制 提高合金的钝化能力 钢铁不锈钢
类型：点蚀、缝隙腐蚀、电偶腐蚀、晶间腐蚀、 应力腐蚀破裂、选择性腐蚀、磨损腐蚀、氢脆等
➢ 其它分类方法 ： 按腐蚀温度分类 按腐蚀介质分类
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一、腐蚀与防护基础知识
4. 腐蚀损失及防腐蚀重要性
腐蚀损失： 金 属 材 料 损失 金 属 结 构 的破 坏 间 接 损 失 难以 估计
各 国 腐 蚀 损 失情况 ： 平 均 占 GNP的 2~4% 美 国 ： 1992年 1700亿 美 元； 2000年 2760亿 美元 中 国 ： 2000年 约 5000亿 元人 民币
电极电位与极化电流的关系曲线 阳极极化曲线 阴极极化曲线 极化值 真实极化率 平均极化率
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一、腐蚀与防护基础知 识
（ 3） 极 化 原 因和 类型
➢ 电极反应步骤： 一个电极反应至少需包括如下连续步骤： (1) 液相传质：溶液中的反应物向电极界面迁移。 (2) 电子转移(放电)：反应物在电极界面上发生电化学反应， 放出电子(氧化)或得到电子(还原)，转变为产物。 (3) 液相传质或新相生成：产物如果是离子，向溶液内部迁移； 如果是固体或气体，则有新相生成。
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金属材料腐蚀及防护措施的发展状况
金属材料腐蚀及防护措施的发展状况张三（天津**大学**学院，天津 300384）摘要：本文阐明了金属腐蚀与腐蚀机理,详细综述了隔离法、缓蚀剂法、电化学保护法等几种常见腐蚀防护方法的原理以及在金属腐蚀与防腐中的应用和研究进展。
关键词：隔离法；缓蚀剂法；电化学保护法；防护方法金属单质及其合金是应用最为广泛和最重要的工程材料。
广义的金属腐蚀是指材料与环境间发生反应而导致材料的破坏及其性能恶化，而狭义的腐蚀则指金属与环境介质间发生的物理、化学作用而使金属性能发生变化，并导致金属、环境及其构成体系的功能受到损伤的现象。
金属腐蚀的破坏不像地震、海啸、台风那样在短暂瞬间内造成巨大灾害，而是无时无刻不在静悄悄地吞噬金属，由此造成的年损失远远超过水灾、火灾、风灾和地震( 平均值) 等损失的总和。
据报道，全世界每年因腐蚀而报废的金属材料约占当年金属生产量的 1/10，我国每年因受腐蚀而不能回收利用的钢铁达 1000 多万吨。
不仅如此，因腐蚀造成的间接损失诸如停工减产、物料流失、环境污染等比腐蚀本身的直接损失还要大很多。
因此，研究金属材料的腐蚀规律并采取有效的防护措施，是极其重要的。
1.金属材料腐蚀与腐蚀机理金属材料腐蚀可分为电化学腐蚀、化学腐蚀和生物腐蚀等几种类型，其中电化学腐蚀是防腐蚀领域中最重要的研究对象，是指金属在水溶液中形成电池而引起的腐蚀。
根据电化学腐蚀的机理，在水溶液中，由于不同金属的电位差，可以产生微电池效应而导致腐蚀的发生；即使同一金属板，由于其内部应力的差异、焊缝成分的不同、电解质溶液中的浓度差、温度差、氧浓度差等，都可以产生电位差而导致腐蚀。
如果没有氧气存在,在阴极区的+H 会被耗尽,产生阴极极化，钢铁发生的电池反应会很快结束。
而在阳极区由于+2Fe 的积累而产生阳极极化。
但是在有氧气存在的条件下，阴极发生氧化还原反应，这样阴极反应不再与H+浓度有关，腐蚀反应可以继续进行下去。
腐蚀的电池反应可归纳如下：阳极：Fe →+2Fe +2e阴极：2+H +2e → 2H →2H (酸性溶液的析氢反应)2O +4+H +4e →2O H 2 (酸性溶液的还原反应)2O +2O H 2+4e → 4-OH (中性或酸性介质中的还原反应)2.金属材料的防护措施2.1 隔离法微电池作用是造成金属腐蚀的主要原因，构成电池必须同时具备阴阳两极。
化工产品金属腐蚀与防护技术新进展
化工产品金属腐蚀与防护技术新进展摘要：随着我国经济社会管理水平提高，化工产品在大众日常生活中占有着愈来愈高的地位。
化学成品的供应量又获得了大大增加，同时对应用的化工产品又进行了迅速发展，化工产品的腐蚀往往自发进行，造成的损失巨大，所以防腐蚀问题也逐渐受到了关注。
基于此，文章对化工产品金属腐蚀与防护技术做了探讨。
关键词：化工产品；金属腐蚀；防护技术一般在化学装备设计中，都需要加强对其腐蚀条件的合理分析，而锈蚀控制系统则通常是由产品专业人员及有关负责人加以考虑并设计，但由于受多方面的客观因素影响，对化工产品防腐蚀措施仍存在着很多问题，并致使产品本身形成了很多的环境安全隐患。
所以，就需要根据化工产品的应用环境、自身材料特点等加以合理分析，考虑其锈蚀因素、腐蚀类型等，有针对性地实施产品的防锈蚀控制系统，以提高防腐蚀措施的全面落实，从而提高化工产品的环境安全与使用效益[1]。
1、化工产品腐蚀成因分析1.1化工产品腐蚀成因(1)内部原因。
内在因素造成的锈蚀分为以下几种：材质因素，一般产品都是金属制造，各种材质的抗腐蚀效果有所不同。
产品生产环节中，若技术工艺不精确也会造成产品出现严重锈蚀。
但实践经验表明，产品表面防腐蚀工序对其后期的应用效率会形成直接影响。
另外，若从产品外观、内部结构出发加以分析，其连接部位的不牢固也会导致产品锈蚀现象。
(2)外在原因。
外在因素主要是指由于外部环境所造成的腐蚀。
化工产品中，无法防止腐蚀性介质和原料，如酸、碱、氧化产物等，而且也可能遭受外部温度、空气相对湿度的危害。
制造工艺中，应当注意使用规范性，防止其他污染物的进入。
防止其他物料与产品原料发生复杂的副反应，减少产品腐蚀的概率。
1.2化工产品腐蚀分类针对化工产品锈蚀问题进行了简要划分。
大致分为化工侵蚀、物理学侵蚀和电化学技术侵蚀三种。
化工侵蚀大多为化工原材料引起，在产品生产和加工的过程中，金属原材料在与产品接触部位易发生化学反应，多为金属的氧化还原反应，从而引起工业产品锈蚀问题。
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3. 金属腐蚀的分类
按腐蚀环境分类：
化学介质腐蚀 大气腐蚀 海水腐蚀 土壤腐蚀
一、腐蚀与防护基础知识
按腐蚀机理分类：
电化学腐蚀：金属表面与离子导电的介质因发生点化学 作用而破坏 特点：包括阳极反应和阴极反应，有电流产生 化学腐蚀：金属与非电解质直接发生纯化学作用而引起 的破坏 特点：无电流产生
M o
腐蚀原电池：只是导致金属材料破坏而不能对外界作 有用功的短路原电池 基本组成：阳极、阴极、电解质溶液、电子回路
一、腐蚀与防护基础知识
8. 电位-pH图 电位~pH~离子浓度 腐蚀过程中电化学反应通式
aO mH ne bR cH2O
a m O H 0.0591 o lg 25℃，1atm下： e e b n R
二、金属防腐蚀基本原理
3.从电化学角度进行保护 （1）阴极保护 （2）阳极保护 4.使材料与腐蚀介质隔开 （1）非金属涂层（涂料） 重防腐涂料 （2）衬里 玻璃钢衬里、橡胶衬里、砖板衬里 （3）暂时性防护 暂时性防锈三大材料： 防锈油脂、气相防锈材料、可剥性塑料
二、金属防腐蚀基本原理
5.改进设计 通过合理的设计防腐 防腐蚀设计基本内容： （1）材料的选择及其加工制造工艺的规定 （2）防腐蚀结构设计与强度设计 （3）防腐蚀方法的选择与设计
一、腐蚀与防护基础知识
5. 金属腐蚀速度表示方法
重量指标
m0 m1 v At
m2 m0 v At
v -：失重指标 g/(m2h) v +：增重指标 g/(m2h) m0 ：金属试件初始重量 g m1 ：清除腐蚀产物后金属试件重量 g m2 ：带有腐蚀产物金属试件重量 g A：金属试件表面积 m2 t：腐蚀进行的时间 h
Cu,0 0.18V Zn,0 1.10V
预测接通后电流：
I
电路接通：
Cu,0 Zn ,0
R
2500μA
铜锌腐蚀原电池
I max 2500μA
I稳定 40μA
一、腐蚀与防护基础知识
原因：腐蚀原电池两极电位发生变化
Cu 1.01V
Zn 1.02V
一、腐蚀与防护基础知识
极化类型
活化极化 电子转移步骤的阻力所造成的极化 又称做电化学极化
浓度极化 液相传质步骤的阻力所造成的极化
又称做浓差极化。
电阻极化：欧姆电位降
一、腐蚀与防护基础知识
（4）理想极化曲线与实测极化曲线 理想极化曲线： 在理想电极上得到的 极化曲线
eMA: 理想阳极 极化曲线
原电池极化作用：由于通过电流引起的原电池两极间电位差减小 并因而引起电池工作电流强度降低的现象 举例：手电 阳极极化 阴极极化
一、腐蚀与防护基础知识
极化的有益作用：降低金属的电化学腐蚀速度
去极化作用：消除或减弱电极极化作用的过程 去极化剂：能减少电极极化的物质 例如：锅炉给水中的溶解氧
阳极极化电流（+）
一、腐蚀与防护基础知识
按腐蚀形态分类：
全面腐蚀：金属腐蚀在整个金属表面进行 局部腐蚀：腐蚀主要其中在金属表面某一区域
类型：点蚀、缝隙腐蚀、电偶腐蚀、晶间腐蚀、 应力腐蚀破裂、选择性腐蚀、磨损腐蚀、氢脆等
其它分类方法 ： 按腐蚀温度分类 按腐蚀介质分类
一、腐蚀与防护基础知识
4. 腐蚀损失及防腐蚀重要性
腐蚀损失： 金属材料损失 金属结构的破坏 间接损失难以估计 各国腐蚀损失情况： 平均占GNP的2~4% 美国：1992年 1700亿美元；2000年2760亿美元 中国：2000年约5000亿元人民币
一、腐蚀与防护基础知识
腐蚀较突出行业： 化学工业 交通部门 船舶 各类车辆 建筑部门 能源部门 机械工业 火电厂热力设备腐蚀情况： 锅炉腐蚀 汽轮机腐蚀 凝汽器铜管腐蚀等
金属的腐蚀过程就是就是金属（Fe）回复到它的自然界 存在状态（矿石）的过程
一、腐蚀与防护基础知识
金属腐蚀过程影响因素：
金属材料：组成、结构、力学性质、表面状态等 腐蚀介质：成分、浓度、温度、压力等
防止金属腐蚀思路：
材料：提高材料耐蚀性能 选用耐蚀材料 介质：减少介质的侵蚀性 冶炼工艺、表面处理
一、腐蚀与防护基础知识
腐蚀与防护 腐蚀科学与防护技术
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时，电极2在电池反应中为阳极 发生氧化反应，被腐蚀
判断：当
M o 时
金属M可以被体系中的氧化剂O腐蚀
一、腐蚀与防护基础知识
7. 腐蚀原电池
阳极反应
阴极反应 总反应
Fe Fe 2e
2H 2e H2
2
Fe 2H Fe2 H 2
一、腐蚀与防护基础知识
金属发生腐蚀必要条件： 溶液中存在可以将金属氧化成离子或化合物的 物质O，它与金属构成热力学不稳定的体系。
6. 电化学腐蚀倾向的判断 （1） 腐蚀反应自由能变化与腐蚀倾向
根据热力学第二点定律对过程进行的方向判断
对任意反应
mA nB pC qD
反应平衡条件： 对自发反应：
(G)T , P 0 (G)T , P 0
反应不能自发进行： (G)T , P 0
一、腐蚀与防护基础知识
一、腐蚀与防护基础知识
厚度指标
vL 8.76v
vL：厚度指标 mm/a v -：失重指标 g/(m2h) ：金属密度 g/cm3
电流指标
nv 4 i 26.8 10 M
i：腐蚀电流密度 A/cm2 n：反应物质得失电子数 M：反应物质摩尔质量 g/mol
一、腐蚀与防护基础知识
加入能增大阴极反应过电位的元素 例如：Zn中加入Hg，可使析氢过电位增大
（3）增大阳极控制 提高合金的钝化能力 钢铁不锈钢
二、金属防腐蚀基本原理
2.改变环境 （1）去除环境中的侵蚀性物质 O2、H+、Cl-、S2-等 （2）加入缓蚀剂 （3）改变其它条件 温度、流速、应力 O2和流速在腐蚀和防护中的双重作用
例如简化电位-pH图中A处金属的腐蚀控制措施：
降低电位免蚀区
升高电位钝化区 升高溶液pH 钝化区
一、腐蚀与防护基础知识
9. 金属电化学腐蚀动力学原理 热力学局限性： 只能判断腐蚀倾向，
不能反映腐蚀发生时的速度和历程
腐蚀速度：
由腐蚀动力学决定
一、腐蚀与防护基础知识
（1）极化 极化现象 电路断开：
三、常用的防腐蚀方法
2.介质处理 除去介质中的有害成分 调节pH 降低气体介质中的水分 （1）除去介质中的有害成分
例如：锅炉给水中的除氧 a）热力除氧 将水加热到沸点，使水中的各种气体解析出来 b）化学除氧（辅助除氧） 化学药剂：N2H4、Na2SO3等
N2H4作用：
三、常用的防腐蚀方法
（2）调节介质的pH值
（4）设备预期寿命概率和可靠性分析
例如： 防缝隙腐蚀设计
改变连接方式
选材、绝缘
防电偶腐蚀设计
三、常用的防腐蚀方法
1.合理选材 依据： a) 设备工艺条件及其生产中可能发生的变化 b）材料的结构、性质及其使用中可能发生的变化 （1）首先考虑介质的性质、温度和压力 介质的性质：氧化还原性、浓度、杂质、导电性、pH、产物等 例如：HNO3 — 氧化性酸 可采用在氧化性酸中钝化的材料 不锈钢，铝、钛及其合金 HCl — 还原性酸 可采用非金属耐蚀材料
一、腐蚀与防护基础知识
1.腐蚀的定义
定义：材料和周围环境发生化学或 电化学的作用而 破坏的现象
腐蚀体系：材料+环境介质
材料：金属、非金属 通常还是指金属的腐蚀
一、腐蚀与防护基础知识
2.金属的腐蚀过程
冶炼(吸热) 金属自由能高) 矿石 ( 腐蚀( 放热) 冶炼(吸热) 铁(Fe) 赤矿石(Fe2O3 ) 腐蚀( 放热)
三、常用的防腐蚀方法
（2）考虑设备用途、工艺过程及其结构设计特点 例如：泵用材料—良好铸造性能和抗磨损性能 高温炉—良好的耐热性能
（3）考虑环境对材料的腐蚀以及产品特殊要求
例如：医药、食品工业—不选用有毒材料 可选用：不锈钢、钛、搪瓷及其它非金属材料 （4）考虑材料的性能 材料的强度、塑性、加工工艺性能等 例如：高硅铸铁—耐蚀性能好，但又硬又脆，切削加工困难，限制了它的使用 （5）考虑材料的价格和来源
对腐蚀反应：
(G)T , P 0
腐蚀反应可能发生 G负值越大，金属越不稳定
(G)T , P 0
腐蚀反应不可能发生 G正值越大，金属越稳定
一、腐蚀与防护基础知识
（2）电极电位与腐蚀倾向