腐蚀与防腐(学霸整理)
高中化学金属腐蚀与防护知识点
高中化学金属腐蚀与防护知识点一、知识概述《高中化学金属腐蚀与防护知识点》①基本定义：- 金属腐蚀呢，简单说就是金属跟周围接触到的物质发生化学反应被破坏了。
比如说铁，要是放在潮湿的空气里，时间长了就生锈了，这生锈就是铁被腐蚀了。
就像苹果被氧化变黑似的，金属被周围的物质慢慢“咬”坏了。
②重要程度：- 在高中化学里这可相当重要。
很多工业生产、生活设施都用到金属，要是金属老是被腐蚀，那损失可大了。
像桥梁、轮船要是因为金属腐蚀出了问题，后果可能很严重的。
它既关系到实际生活也在化学学科里是理解化学反应类型、电化学原理这些的重要部分。
③前置知识：- 得先掌握氧化还原反应，因为金属腐蚀很多都涉及到氧化还原。
还有金属的活动性顺序，这能让我们明白哪种金属更容易被腐蚀。
再就是电解质溶液的知识，因为大多数金属腐蚀都是在有电解质存在的情况下加速进行的。
④应用价值：- 应用老广了，在建筑领域，比如高楼大厦的钢筋混凝土结构，要防止钢筋被腐蚀。
汽车工业，金属零部件那么多，要是腐蚀了车就容易出故障。
家庭里的金属制品，像铁锅要是被腐蚀得厉害就不能正常做饭了二、知识体系①知识图谱：- 在化学学科里，它跟电化学、氧化还原反应、金属性质这些都紧密联系着。
就像在电化学知识体系里的一个分杈，电化学是棵大树，金属腐蚀与防护就是一个很重要的树枝，还跟氧化还原反应这个树干血脉相连呢。
②关联知识：- 跟电化学是超级亲密的关系，像金属的电化学腐蚀就是电化学里很典型的应用。
还有金属元素的化学性质也有关联，比如金属的活泼性不同，腐蚀的难易程度也不同。
就好比不同性格的人在社会上遇到挑战时的反应不同，活泼的金属就比较容易被周围物质挑战（腐蚀）。
③重难点分析：- 重难点呢，难就难在理解金属电化学腐蚀的原理。
这需要搞清楚原电池反应。
按我的经验，很多同学就是在电子的得失流向、电极反应式这块搞混。
关键点就是得明白金属腐蚀时到底谁在失电子，失电子后产生了啥，这些就像解题的钥匙，弄懂了就能拿下这块知识。
腐蚀与防腐PPT课件
腐蚀的机理
电化学腐蚀机理
电化学腐蚀是由于金属表面形成 原电池，使得阳极区域发生氧化 反应，阴极区域发生还原反应， 从而加速金属的腐蚀。
化学腐蚀机理
化学腐蚀是由于金属与环境中的 气体或非电解质液体发生纯化学 反应，导致金属表面形成氧化膜 或腐蚀产物。
02
腐蚀的影响因素
金属的性质
金属的种类
不同金属的耐腐蚀性不同， 例如，铁比铜更易生锈。
石油管道防腐的难点和挑战
由于管道运输的环境复杂，防腐措施需要具备耐候、耐压、耐腐蚀 等性能，同时还需要考虑施工和维护的方便性。
船舶防腐
船舶防腐的重要性
船舶长期处于海洋环境中，容易 受到腐蚀和生物污损等影响，防 腐措施能够延长船舶使用寿命， 保障航行安全。
船舶防腐的主要方
法
包括船体涂层保护、阴极保护、 防污涂料等措施，这些方法能够 有效地减缓腐蚀速度，防止生物 污损。
金属的纯度
金属中杂质的存在可能会 影响其耐腐蚀性。
金属的微观结构
晶粒大小、相组成等微观 结构因素也会影响金属的 耐腐蚀性。
环境因素
氧气
许多金属在有氧的环境中容易发生氧化腐蚀。
酸碱度
酸碱度能影响金属的腐蚀速率。
水
水能加速电化学腐蚀过程。
温度
温度升高通常会加速腐蚀过程。
电化分子复合防腐材 料
将高分子材料与其他具有防腐功 能的材料复合，形成具有优异防 腐性能的高分子复合防腐材料。
03
高分子材料改性技 术
通过改性技术改善高分子材料的 耐腐蚀性能，提高其使用寿命和 稳定性。
电化学防腐技术
阴极保护技术
通过降低金属表面的腐蚀电流，使金属表面成为阴极， 从而达到防腐目的。
腐蚀与防腐
不锈钢的八大腐蚀1. 均一腐蚀（或称全面腐蚀）2. 电流腐蚀（或称二金属腐蚀）3. 裂隙腐蚀（或称溶池腐蚀）4. 孔蚀5. 粒界腐蚀6. 选择腐蚀（或称分离腐蚀）7. 应力腐蚀8. 冲蚀9. 其它腐蚀1. 均一腐蚀（uniform corrosion）均一腐蚀是全面的，大多是化学反应所引起，是腐蚀中最普遍的一种。
不锈钢在强酸强碱中的腐蚀，大多是均一腐蚀。
2. 电流腐蚀（galvanic corrosion）或称二金属腐蚀（two-metal corrosion）两不同金属在电解质溶液中接触，当两者的电位不同时，活性较大者将成为阳极，活性较小者将成为阴极，形成一个封闭回路，两极间即有电流流动，造成电流腐蚀。
电流腐蚀的大小，取决于两不同金属的电位差大小。
3. 裂隙腐蚀（crevice corrosion）裂隙腐蚀是发生在裂隙处的局部腐蚀，常见的裂隙处为搭接面（lap joint），止泄垫面（gasket）螺丝丁头下，以及沈积物（deposit）下等。
不论是金属与金属或金属与非金属接合面间隙，都可能发生裂隙腐蚀。
4. 孔蚀（pitting）孔蚀是局部的穿孔腐蚀，在金属表面生成一个个或是许多密集的坑坑洞洞，深浅不一，使金属表面看起来粗糙，但也只是一区一区的，并不是整个表面。
孔蚀的生成原因很多，最普通的一个是不清洁，金属表面有灰尘、铁锈、污垢等沈积物。
5. 粒界腐蚀（intergranular corrosion）晶粒边界是液态金属最后凝固的部分，其熔点最低，固体金属熔解时，此部分也最先熔解。
晶粒边界也是高能量区，富有化学活性，所以金属腐蚀时，也容易先由晶粒边界开始。
6. 选择腐蚀（或称分离腐蚀）选择固体合金中某一合金元素腐蚀。
最常见的例子是黄铜（30﹪Zn＋70﹪Cu）因腐蚀而失去锌，失去锌的部位表面显现出铜原有的红色，肉眼即可辨别出红色和黄色。
所以也称为失锌（Dezincification）。
7. 应力腐蚀（stress corrosion）内有应力，外有J腐蚀媒体，联合造成的金属腐蚀，叫做应力腐蚀。
金属防腐复习提纲
金属的腐蚀与防腐复习提纲一基本概念1. 化学腐蚀-金属与环境中的离子通过直接的化学反应形成腐蚀产物，导致的腐蚀。
2. 电化学腐蚀–金属在电解质溶液中通过氧化还原反应所产生的腐蚀。
3. 均匀腐蚀-金属腐蚀时，被腐蚀表面均匀减薄。
4. 局部腐蚀-金属腐蚀时，腐蚀发生在表面局部区域，而绝大多数区域不发生腐蚀。
5. 点腐蚀-钝化的金属在含卤族（Cl-）离子溶液中产生的小点、小孔腐蚀。
6．晶间腐蚀-不锈钢等合金中腐蚀择优沿晶界进行，使晶界强度显著降低。
7 高温氧化-指金属在高温条件和氧直接发生化学反应形成氧化物而引起的金属腐蚀现象。
8 双电层-金属电极处在电解质溶液中由于水解反应、吸附离子和吸附极性分子在电极和溶液界面形成的类似电容器的电荷分布。
9 电极电位-金属与电解质溶液界面的电位差。
9 标准电极电位-金属在自己本身离子溶液中，且溶液浓度为1mol/L，当双电层达到稳定的电极电位。
10 腐蚀电位-金属在实际腐蚀溶液中，形成双电层，当双电层达到基本稳定的电位。
12 极化-当电流流经腐蚀电池时，电极电位偏离平衡电极电位的现象，导致实际的腐蚀电流运低于理论的腐蚀电流。
12 阴极极化-当电流流经腐蚀电池时，阴极电位降低的现象。
12 阳极极化-当电流流经腐蚀电池时，阳极电位升高的现象。
13 电阻极化-在金属表面形成钝化膜，阳极过程受阻，钝化膜的电阻越大极化越显著，通常将由此引起的极化称为电阻极化14 浓差极化-电极附近反应物或反应生成物扩散慢，结果在电极表面双电层负造成电荷积累，阳极电位向正的方向移动，阴极电位向负方向移动，即浓差极化。
14 电化学极化-采用外电场的作用来改变腐蚀原电池的电极电位，，则可对腐蚀电池进行电化学极化。
15 电位-pH图-表示金属在平衡状态下，金属存在状态与电位、pH关系的图解。
16 析氢腐蚀-阴极反应为氢还原的导致去极化的腐蚀。
17 吸(耗)氧腐蚀-阴极反应为氧还原的导致去极化的腐蚀。
腐蚀与防腐第1讲绪论
金属腐蚀分类
化学腐蚀：金属表面与非电解质溶液直接发生纯化学作用而 引起的破坏。
电化学腐蚀：金属表面与离子导电的介质因发生电化学作用 而发生的破坏。最普遍、最常见。
• 两者区别：化学腐蚀中的氧化与还原密不可分；电化学腐 蚀中氧化和还原在不同的部位进行；化学反应过程中没有电 流产生，电化学反应中有电流产生。
❖ 1985年8月12日，日本一架波音747客机由于发 生SCC而坠毁，一次死亡500多人。
❖ 英国某石化公司环己烷氧化装置的旁通管发生硝 酸盐应力腐蚀破裂，引起环己烷蒸汽管爆炸，死 28人，损失达1亿美元。
❖ 1979年，我国某市液化石油气罐爆炸起火，死伤 几十人。
3、 阻碍新技术的发展
一项新技术、新产品的产生过程，往往会遇到需要克服的腐 蚀问题，只有解决了这些问题，新技术、新产品、新工业 才得以发展。
700亿美元
1982年
1269亿美元
1995年
3000亿美元
英国：1969年 13.65亿英镑（27.3亿美元）
❖ 工业发达国家每年因金属腐蚀而引起的直接经济损失约 占全年国民经济总产值的2～4%。1995年美国的统计 数字为全年腐蚀损失3000亿美元，美国全国腐蚀工程师 协会（NACE）主席Holtsbaum称人均损失1100美元；
三、课程内容及学习任务
❖ Corrosion Science（腐蚀科学） 金属腐蚀原理
* 腐蚀科学家 ❖ Corrosion Engineering（腐蚀工程学）
腐蚀控制 * 腐蚀工程师
课程内容：
❖ 腐蚀电化学理论（10学时） ❖ 了解和控制油田腐蚀（6学时） ❖ 金属的应力腐蚀破裂（10学时）
❖ 失重腐蚀速度VV w s.t
腐蚀与防腐总结
腐蚀的定义
从广义的角度，材料腐蚀的定义是：材料腐 蚀是材料受环境介质的化学、电化学或物理作用 而破坏的现象。 目前，广泛被接受的材料腐蚀的定义：材料 腐蚀是材料受环境介质的化学作用而破坏的现象。
4
腐蚀的分类一
◇ 按金属腐蚀破坏的类型分类
均匀腐蚀
•全面腐蚀
非均匀腐蚀
•局部腐蚀
• • • • • • 坑点腐蚀 溃疡腐蚀 选择性腐蚀 晶间腐蚀 腐蚀裂纹 氢鼓泡和氢脆
原电池的电化学过程
原电池的电化学过程是由阳极的氧化过程、 阴极的还原过程以及电子的转移过程所组成。
13
电化学腐蚀速度
在电化学作用下，单位时间、单位面 积上发生变化的物质的量称为腐蚀速度。
金属的腐蚀速度与其腐蚀电流密度成正比， 可以用腐蚀电流密度来描述电化学腐蚀速度的大 小。
14
腐蚀原电池
腐蚀原电池实质是一个短路的原电池，即电子 回路短接，电流不对外做功，电子自耗于腐蚀电池
• 金属表面带负电荷，溶液带正电荷；
• •
金属表面带正电荷，溶液带负电荷； 特殊的双电层。
19
双电层的建立
金属本身是电中性的，电解质溶液也是电中性的， 但当金属以阳离子形式进入溶液、溶液中正离子沉积
在金属表面上、溶液中离子分子被还原时，都将使金
属表面与溶液的电中性遭到破坏，形成带异种电荷的 双电层。
36
金属的去极化
• 与极化相反，凡是能消除或降低极化所造成原 电池阻滞作用的过程均叫做去极化，能够做到去极 化作用的物质叫去极化剂，去极化剂是活化剂，它 起到加速腐蚀的作用。 • 对腐蚀电池阳极极化起去极化作用的过程叫阳 极去极化。对阴极极化起去极化作用的过程叫阴极 去极化。
• 不同金属浸入同一种电解质溶液中构成腐蚀电池。
第1篇腐蚀与防腐
湿法冶金设备
第一篇，腐蚀与防腐
钢铁的70%如大型钢铁桥梁、钢轨、车辆、贮罐、 厂房等都是在易于生锈的大气中使用，据估计因大气 腐蚀的金属约占总腐蚀损失量的一半以上；
第一篇，腐蚀与防腐
金属腐蚀的本质
▪ 金属本身失去电子变成阳离子的过程（发 生氧化反应）：
M – neˉ=== M n+
比如： 1、钢铁生锈： 铁锈的主要成分：Fe2O3·XH2O
2 、铜器表面生成铜绿： 铜绿的主要成分：Cu2(OH)2CO3
湿法冶金设备
第一篇，腐蚀与防腐
腐蚀防护意义
－减少损失和降低防腐成本、延长服役寿命
大量的油、气、水管、电缆及其它金属构件大量埋 入地下，由于土壤造成的腐蚀损失也十分可观，而这 些损失是往往在出现漏油、漏气、火灾、爆炸等事故 时才被发现；
现代海洋工程中金属使用量的80%也是钢铁，而在 海洋中的钢铁腐蚀速度约十倍于大气中的腐蚀速度， 随着海洋开发，海上交通，港口建设的发展，加强海 洋腐蚀与防护问题已成为世界各国面临的重大问题。
湿法冶金设备
第一篇，腐蚀与防腐
二氧化硫是大气中主要污染物之一，二氧化硫本身对人体健康和 动植物产生危害，也是形成酸雨和细颗粒（粒径为2.5微米）的前 载物。
工业排放的大量二氧化硫，尤其是燃煤电厂的高烟囱排放，在高 空中经过复杂的物理化学反应，形成直径为2.5微米的硫酸盐细颗 粒。天空降水时，形成酸雨，造成农作物减产、金属腐蚀、森林生 长缓慢甚至死亡、湖泊酸化导致水生物死亡。我国酸雨区面积目前 占国土面积的1/3。
金属的腐蚀与防腐.doc
金属的腐蚀与防腐第28讲金属的腐蚀与防腐考点1 了解金属腐蚀的概念和分类金属的腐蚀：金属单质失去电子成为金属阳离子的过程化学腐蚀电化腐蚀含义直接与具有腐蚀性的化学物质接触发生氧化还原反应而消耗的过程。
与接触发生原电池反应而消耗的过程。
发生的条件金属纯金属或合金不纯金属或合金氧化剂非电解质为主(如o2、cl2、c2h5oh) 电解质溶液中的溶质电子得失金属直接将电子转移给有氧化性的物质活泼金属将电子间接转移给氧化性较强的物质电流现象无电流产生有微电流产生腐蚀现象金属单质较活泼的金属相互关系化学腐蚀与电化腐蚀往往同时存在,以电化腐蚀为主特别提醒：化学腐蚀和电化腐蚀的本质区别是有无电流，即是否能形成原电池 [例1] （XX 广东省珠海一中等三校第二次联考）下列有关金属腐蚀的说法正确的是 a.金属腐蚀指不纯金属接触到的电解质溶液进行化学反应而损耗的过程 b.电化腐蚀指在外加电流的作用下不纯金属发生化学反应而损耗的过程 c.钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀,负极吸收氧气最终转化为铁锈 d.金属的电化腐蚀和化学腐蚀本质相同,但电化腐蚀伴有电流产生[解析] a项中不是金属腐蚀的条件，而是电化腐蚀的条件，b项中在外加电流的作用下不是发生原电池腐蚀，即不是电化腐蚀，c项中钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀,但负极是金属单质失去电子成为金属阳离子（氧化反应），d项中金属的电化腐蚀和化学腐蚀本质相同,其主要区别是电化腐蚀伴有电流产生。
【答案】d。
[规律总结]判断金属的腐蚀是化学腐蚀还是电化腐蚀：(1)首先看金属：如金属是纯金属,也不与其它金属接触，则发生的腐蚀可能为；若金属不纯或与其它金属接触,则发生的腐蚀为。
(2)其次看接触的物质：如接触的物质是干燥的物质、非电解质、气体单质等，金属发生的腐蚀为化学腐蚀；如接触的物质是电解质溶液，则发生的腐蚀可能为电化腐蚀。
考点2 掌握钢铁的吸氧腐蚀和析氢腐蚀的原理1．钢铁的吸氧腐蚀和析氢腐蚀的比较吸氧腐蚀析氢腐蚀电解液的性质中性或弱酸性酸性较强负极反应式 fe－2e－=fe2+ fe－2e－=fe2+正极反应式相互关系自然现象中吸氧腐蚀和析氢腐蚀通常是同时存在的，为吸氧腐蚀为主特别提醒：吸氧腐蚀有发生条件是金属不纯和覆盖的水膜成中性或很弱酸性2．金属腐蚀的一般规律（1）在同一电解质溶液中，引起的腐蚀> 引起的腐蚀>化学腐蚀>有防腐措施的腐蚀。
8.腐蚀与防腐
原油一次加工过程的腐蚀与防腐1．低温露点腐蚀H 2S - HCl- H 2O这类腐蚀主要发生在初馏塔、常减压蒸馏塔的上部、塔顶管线和三顶水冷器。
低温H 2S - HCl- H 2O 型腐蚀主要是由原油含盐引起的。
在原油加工过程中，原油中的无机盐(主要是MgC12、CaC12)和原油开采过程中加入的有机氯化物发生水解，生成腐蚀性的HCl ，在蒸馏过程中HCl 和硫化物加热分解的H 2S ，随同原油中的轻组分挥发至塔顶并进入塔顶冷却系统，在冷凝水较少的初冷区，可形成腐蚀性很强的稀盐酸腐蚀环境。
随着冷凝温度的下降，无机氨进入冷凝水中，并与HCl 反应生成NH 4Cl ，此时冷凝水的pH 值急剧上升， H2S 迅速溶解，在pH = 8 ～10时， HS -的离解浓度接近最高水平，同时S 2-浓度迅速上升。
所以在加工高硫原油时，设备腐蚀加剧。
在低于140℃的部位，由于脱盐后剩余的盐类遇到露水以后，发生水解反应生成盐酸的结果，可使冷凝段的pH 值降低到1～3左右。
它的腐蚀破坏程度与Cl -浓度、pH 值的高低成正比， H 2S 的浓度对腐蚀影响稍弱。
主要腐蚀部位:常压塔顶部3～5层塔盘和塔顶冷凝冷却系统。
2．高温腐蚀S - H 2S - RCOOH (环烷酸)由高酸值和含硫原油引起的高温部位的腐蚀，主要有高温硫和高温环烷酸的腐蚀。
腐蚀主要部位加热炉出口、转油线、常减压塔底和渣油换热器等。
当温度在240℃以上时，原油中的部分有机硫化物转化为H 2S 和元素硫，活性硫、硫醇和H 2S 在高温下与金属材质反应生成FeS ，使设备腐蚀由快变慢，但是，由于原油中石油酸的存在，保护设备表面的FeS 膜受到破坏；且在280℃以上时，石油酸也可造成设备的严重腐蚀。
高温硫的腐蚀主要取决于原油中含有活性硫(硫化氢、硫醇、单质硫)的多少，活性硫含量增加，腐蚀速度增加，主要表现在240～430℃之间， 480℃之后分解，腐蚀减弱。
腐蚀防腐复习知识点总结
第一章 腐蚀电化学基础1.双电层：金属浸入电解质溶液内，其表面的原子与溶液中的极性水分子、电解质离子、氧等相互作用，使界面的金属和溶液侧分别形成带有异性电荷的双电层。
类型：(1)..金属离子和极性水分子间的水化力大于金属离子与电子间的结合力。
如：锌、铁等浸入水、稀酸中。
(2).金属离子和极性水分子之间的水化力小于金属离子与电子的结合力。
如：铜在铜溶液中。
(3).金属离子不能进入溶液，溶液中的金属也不能沉积到金属表面。
如：铂浸在溶有氧的中性溶液中。
特点：(1)双电层的两层分处于金属相和电解质溶液中。
(2)双电层内层有过剩的电子或阳离子，当形成回路时，电子可沿导线流入或流出。
(3)双电层可看成平板电容器，其电场强度极高，可达107~108v/cm 。
(4)双电层的存在引起界面的电位跃。
2.电极电位：电极反应使电极和溶液界面上建立的双电层电位跃。
测量：将待测电极与基准电极组成原电池，其电动势即为两电极间的电位差。
若采用电位为零的标准氢电极为基准电极，则测得的电位差即为待测电极的电极电位。
3.金属电化学腐蚀的热力学条件：(1). 金属溶解的氧化反应若进行，则金属的实际电位E A 必更正于金属的平衡电极电位Ee,M 即 E A >Ee,M (2)去极化反应若进行，则有金属电极电位E K 必更负于去极剂的氧化还原反应电位Ee,K 即E K <Ee,K ,上述条件需同时满足。
4.极化现象：电池工作过程中，由于电流流动而引起电极电位偏离初始值的现象。
分为：阳极极化和阴极极化。
根本原因：电极反应与电子迁移的速度差。
5.极化曲线:用来表示极化电位与极化电流或极化电流密度之间关系的曲线。
作用：判断电极材料的极化特性。
极化率低，曲线平坦，表示电极电位随极化电流的变化很小，材料的极化性能弱，电极过程易进行，易腐蚀腐蚀极化图:将构成腐蚀电池的阴极和阳极极化曲线绘在同一E-I 坐标上得到的图线，简称极化图。
对给定的腐蚀电池，工作稳定时的腐蚀电流为Icorr ,则初始电动势6.超电压（过电位）:腐蚀电池工作时，由于极化作用使阴极电位变负，阳极电位变正。
腐蚀和防腐的基础知识
腐蚀和防腐的基础知识由环境引起的材料破坏或变质称为腐蚀。
为防止或减少腐蚀对材料的损害，延长材料的使用寿命需要采取各种有效的防腐蚀措施。
金属和合金的腐蚀主要是由于化学或电化学作用引起的破坏；有时还包含机械、物理或生物作用; 也有少数属于单纯物理作用的破坏, 如合金在液态金属或熔盐、熔碱中的物理溶解。
非金属（如塑料、木材、水泥等）的腐蚀破坏一般是由于直接的化学作用或物理作用( 如氧化、溶解、溶胀等) 引起的。
单纯的机械破坏不属于腐蚀的范畴。
金属的腐蚀对于人类的生产和生活造成的危害是巨大的。
据发达国家统计，每年由于金属腐蚀造成的直接损失约占全年国民生产总值的4 ％, 远远超过一年中火灾、水灾、风灾、地震等损失（多年平均值）的总和。
在化工企业的生产环境中，有腐蚀性很强的酸、碱、盐溶液, 以及含杂质的水和气体等, 且经常伴有高温、高速的影响，因此腐蚀特别严重。
腐蚀不仅使化工材料损耗，设备报废，还可能引起间接损失。
如停工减产，物料流失，以至造成污染、着火、爆炸等。
一般间接损失比材料和设备的直接损失更为严重，根据中国1980 年对43 个化工企业的调查，一年中由于腐蚀损失的碳钢材达38kt 、不锈钢15kt 、有色金属13kt 。
折合全年总损失约为11000 万元。
腐蚀的类型可分为湿腐蚀和干腐蚀两类。
湿腐蚀指金属在有水存在下的腐蚀，干腐蚀则指在无液态水存在下的干气体中的腐蚀。
由于大气中普遍含有水，化工生产中也经常处理各种水溶液，因此湿腐蚀是最常见的，但高温操作时干腐蚀造成的危害也不容忽视。
湿腐蚀金属在水溶液中的腐蚀是一种电化学反应。
在金属表面形成一个阳极和阴极区隔离的腐蚀电池，金属在溶液中失去电子，变成带正电的离子，这是一个氧化过程即阳极过程。
与此同时在接触水溶液的金属表面，电子有大量机会被溶液中的某种物质中和，中和电子的过程是还原过程，即阴极过程。
常见的阴极过程有氧被还原、氢气释放、氧化剂被还原和贵金属沉积等。
腐蚀与防腐
华东理工大学 王志文
2011.12.24 深圳
第一部分 承压容器腐蚀类型和
腐蚀机理概述
2011.12.18
腐蚀与防腐培训班-深圳
2
1.腐蚀原理
腐蚀不单会造成材料的大量损失，还会酿成 安全事故，流程工业设备和各种机械设备都存在 腐蚀失效
腐蚀机理分两大类： 化学腐蚀—没有带电物质参与的腐蚀过程，例
2、奥氏体不锈钢的应力腐蚀
据近年统计的不锈钢腐蚀失效事例中，几乎50 ％是应力腐蚀失效。奥氏体型不锈钢对氯离子的应力 腐蚀(俗称氯脆)十分敏感。凡奥氏体不锈钢经过敏化 温度(450～850℃)加热(包括焊接区)，过饱和的碳形 成碳化物沉淀并在缓冷过程中易形成晶界贫铬的。晶 界的耐蚀性下降，晶界的负电位更低，容易形成沿晶 的应力腐蚀。低碳、超低碳的奥氏体不锈钢或不经敏 化温度热加工的，则不易形成沿晶的应力腐蚀，但易 形成穿晶应力腐蚀。特别是经过冷作加工的更易形成 穿晶应力腐蚀。
达150mm，深度达到壁厚的0.94，剩余壁厚0.4mm，
事故正是该最大裂纹引起的，断口上的放射纹及人字
纹说明了这一点
这是一起典型 低应力脆断爆炸事故。由于该波纹膨
胀节工作在高浓度的H2S环境中，半年的试运行过程 中总共遇到14次的开停车。每次停车，气相中的饱和
电极电位愈正的金属愈易获得电子，它不被腐蚀， 成为腐蚀电池的阴极，属还原反应。
通常将氢的标准电极电位设为0 。标准电极 电位比氢低的为负电位，电动序表中电位越负的金属， 越容易发生电化学腐蚀。
Fe= Fe2++2e 的标准电极电位是－0.44V Fe= Fe3++3e 的标准电极电位是－0.36V 标准电极电位为正的金属耐腐蚀性能较好，正电 位越高，耐腐蚀性能越好。 电极电位比铁低的金属，如铝、钛、锌、铬等常 用来保护铁，使其免遭腐蚀。主要是利用这些覆盖在 铁上的“活泼”金属，在空气中迅速氧化形成致密的 氧化层，而起到保护作用。
腐蚀与防腐汇总
1 页 共 9 页 《腐蚀与防腐》综合复习资料 一、填空题 1、常用的防腐方法有 金属防腐的结构改变法、 金属防腐的保护层法、金属防腐的电化学保护法 和 金属防腐的腐蚀介质处理法 。（课件，金属腐蚀防护技术） 2、极化曲线分为 阳极极化曲线 和 阴极极化曲线 两种。（课件，极化与去极化，极化曲线） 3、氧去极化的阴极过程可以分为两个基本环节： 氧向金属表面的输送 过程和氧离子化反应 过程。（课件，极化与去极化，氧去极化） 4、金属的腐蚀是由氧化与还原反应组成的电池反应过程实现的，依据氧化与还原电极的大小及肉眼的可分辨性，腐蚀电池可分为 阳极 和 阴极 两种。（课件，腐蚀原电池） 5、在腐蚀控制方式中，当R＝0，Pa<<Pc，为 阳极极化控制 。（课件，极化与去极化，腐蚀控制因素） 6、平衡电位是指当金属电极于溶液界面的电极过程建立起平衡反应，平衡过程包括两个含义： （电荷平衡） 、 （溶解于沉积平衡）（课件，电极与电极电位） 7、氧浓差电池中，位于高氧浓度区域的金属为 阴 极，位于低氧浓度区域的金属为 阳 极。（课件，腐蚀原电池，氧浓差电池） 8、镀锌钢管表面的镀层不连续，在海洋大气的腐蚀环境中，腐蚀原电池的阳极是氧化反应 ，阴极是还原反应。（课件，腐蚀原电池） 9、氢去极化腐蚀的标志是氢离子阴极去极化作用而引起金属发生腐蚀 。（课件，极化与去极化，氢去极化） 10、实际腐蚀过程中，经常同时产生两种极化。在低反应速度下，常常表现为以 阳极极化 为主，而在较高反应速度下表现出以 阴极极化 为主。（课件，极化与去极化） 11、氢标电极电位是指 标准状态下的氢电极 ，又称 氢标 。（课件，电极与电极电位，氢标准电极） 12、牺牲阳极材料的性能要求是 电位差 、 稳定电位 、 电量大 和 电流效率高 等四个方面的指标来衡量。（课件，电化学保护，牺牲阳极阴极保护） 13、初始电位差 是腐蚀的原动力。（课件，腐蚀原电池） 14、电极反应的标准状态是：温度为（28）、离子活度为（29）和分压力为（30）。（课件，电极与电极电位）
腐蚀与防腐ppt课件
第一章 绪论
• 关于金属腐蚀损失的研究，人们提出了 很多模型。 • 美国腐蚀学家尤力格第一个将腐蚀损失 分为直接损失和间接损失（可预测）。直 接损失是指采用各种防腐蚀材料和技术的 费用，而间接损失值因停工减产、产品降 级、效率降低等造成的经济损失。（不可 预测）
2018/11/5
第一章 绪论
• 下水道局部腐蚀状况
2018/11/5 11
第一章 绪论
• 管道外壁局部腐蚀状况
2018/11/5 12
第一章 绪论
• 齿轮片的腐蚀表面
2018/11/5 13
第一章 绪论
• 人工关节表面的微孔结构可能引发腐蚀
2018/11/5 14
第一章 绪论
• 酸雨腐蚀的文物雕像表面
2018/11/5 15
腐蚀与防腐
腐蚀与防腐
中国石油大学储运工程系
版权所有：中国石油大学储运工程系 Copyright © 2005 China University of Petroleum. All rights reserved. 2018/11/5 2
第一章 绪论
本章主要内容
1-1 腐蚀现象及危害 1-2 腐蚀的定义和分类 1-3 腐蚀• （2）安全、环境的危害 • 一些局部腐蚀，如孔蚀、应力腐蚀、破裂 等，常常是突发性的，可能引起事故，造成意 外的危险。 • 腐蚀还对环境产生很大的影响：设备和管 道因腐蚀而泄漏，有毒有害物料进入大气、土 壤和水源，既污染了环境又造成生产原料浪费。 为了减轻腐蚀，保护设备，使用某些涂料和缓 蚀剂（如水处理中的铬酸盐、聚磷酸盐），这 对环境有害。当腐蚀导致失火、爆炸、桥梁坍 塌、飞机坠毁、核反应堆泄漏等重大事故，其 后果更是灾难性的。
湖南省高三化学复习第9章第31讲金属的腐蚀和防腐课件
2.(2012·广东省六校高三联考)右图是模拟电化学反应 装置图。下列说法正确的是( D ) A.若X为碳棒，开关K置于M 处，可以减缓铁的腐蚀 B.若X为锌，开关K置于N处， 则X极附近溶液的颜色会变黄 色 C.若X为碳棒，开关K置于M处，则铁电极的电极 反应式为：Fe-3e-===Fe3+ D.若X为锌，开关K置于M处，则总反应方程式为：
【解析】 A中由于HCl和水挥发，装置甲中 铁钉与盐酸酸雾发生置换反应，生成H2，U形管 左侧液面一定会下降；装置乙中铜丝与铁钉、盐 酸酸雾形成原电池，发生析氢腐蚀，加速逸出H2 的速率，在腐蚀初期，装置甲比装置乙左侧液面 高，经足够长时间腐蚀，装置甲中少许铁丝还可 以与酸雾发生置换反应，使装置甲比装置乙左侧 液面低；装置丙中浓硫酸具有吸水性，了探究金属腐蚀的条件和快慢， 某课外学习小组用不同的细金属丝将三根大小相同的 纯铁钉分别固定在如图所示的三个装置中，并将这些 装置在相同的环境中放置相同的一段时间，下列对实 验结果的描述不正确的是( C )
C．实验结束时，铁钉b腐蚀最严重 D．实验结束时，铁钉c几乎没有被腐蚀
【点评】 本题考查电化学内容中金属吸氧 腐蚀的原理的分析。老知识换新面孔，高考试 题，万变不离其宗，关键的知识内容一定要让 学生自己想懂，而不是死记硬背。学生把难点 真正“消化”了就可以做到一通百通，题目再 怎么变换形式，学生也能回答。
原电池原理在解决能源的利用和金 属材料防腐等问题中应用较广，要学会 运用原电池的反应原理分析社会和生活 中的具体问题。
1.(2011·浙江卷)将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板 表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆周中心区(a)已 被腐蚀而变暗，在液滴外沿形成棕色铁锈环(b)，如图 所示。导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比 边缘少。下列说法正确的是( B )
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腐蚀与防腐下划线为重点内容第一章1腐蚀的危害：巨大的经济损失；安全、环境的危害；阻碍新技术的发展；巨大的自然资源消耗。
2材料腐蚀是材料受环境介质的化学作用而破坏的现象3腐蚀是一种材料和环境间的反应，大多数是电化学反应，这是腐蚀和摩擦现象的分界线4腐蚀现象特点：自发性、隐蔽性、普遍性5腐蚀的类型(1)化学腐蚀：带有价电子的金属原子直接与反应物分子相互作用，反应在同时，同一位置分为在干燥气体中的腐蚀和在非电解质溶液下的腐蚀（2）电化学腐蚀：腐蚀过程中同时存在两个相对独立的反应过程，反应中有电流产生。
（3）物理腐蚀：单纯的物理溶解作用引起的破坏（4）生物腐蚀：金属表面在某些微生物生命活动产物的影响下发生的腐蚀。
6根据金属腐蚀破的坏形式：全面腐蚀、局部腐蚀、应力腐蚀7根据腐蚀环境：干腐蚀（失泽、高温氧化）、湿腐蚀（自然环境下的腐蚀、工业介质中的腐蚀）8腐蚀速率表示方法（看附录）：失重法、增重发、深度指标（单位时间、单位面积腐蚀深度）、电流指标。
9腐蚀速度与电流密度成正比第二章重点章节2.11电化学腐蚀实际上是短路的原电池反应、2干电池中，电子和离子迁移的驱动力是电池电动势（或电极电位差）3腐蚀电池特点：腐蚀电池中的反应是一最大限度的不可逆方式进行电池产生的电流全部消耗在内部，转变成热，不对外做功腐蚀电池的阳极反应是金属的氧化反应，造成金属材料被破坏。
4吸氧反应和析氢反应的的方程式（附录）重点！！必考5真题！！！！：金属在含氧酸中腐蚀速率大于不含氧酸；杂质金属在电解质中的腐蚀速率高于纯金属6考点！！！电池过程的三个环节：阳极反应、阴极反应、电流回路7阳极反应、阴极反应、电流回路三个环节即相互独立又彼此制约，其中任何一个环节受到抑制都会使腐蚀电池的工作强度减少。
8考点！！！：构成腐蚀原电池的必要条件:存在电位差、存在电解质溶液、构成闭合电路9腐蚀电池的种类（根据电极尺寸大小）：宏观腐蚀电池，电极大小肉眼可辨；微观腐蚀电池，阴阳极大小不可辨（金属只要存在电化学不均匀性，就会发生微电池腐蚀，无论是纯金属还是合金）10宏观电池种类：①电偶电池：不同金属浸没与电解质溶液中；②浓差电池：同类金属浸与同一种电介质溶液（氧浓差电池，高氧区金属为阴极）；③温差电池；④电解池阳极腐蚀11微观腐蚀电池种类：①金属化学成分不均匀性形成的微电池；②金属组织的不均匀性形成的微电池；③金属表面物理状态的不均所形成的微电池（应力大的为阳极）④金属表面膜失去完整性而产生的微电池12考点！！！宏电池的腐蚀是局部腐蚀，腐蚀破坏主要在阳极区；微观电池腐蚀可能是全面腐蚀也可能是局部腐蚀，理由：当阴阳极不断发生变化时是全面腐蚀，固定不变时是局部腐蚀。
14例题：铜板上的铁柳丁为什么容易生锈：带有铁柳丁的铜板暴露在空气中，表面若为潮湿，空气中的co2、so2、nacl溶入其中，形成了原电池，铁做阳极被腐蚀15腐蚀热力学：△G负值越大，表明腐蚀倾向越大，但反应速率不一定越大（例如铝在空气中腐蚀，生成的氧化膜阻止继续腐蚀）2.21导体分为电子导体和离子导体2电极系统：如果一个系统由两个相组成，一个是离子导体相，一个是电子导体相，而且在这个系统中有电荷从一个相通过相界面转移到另一个相，这个系统就称作电极系统3氧化体：一种物质失去电子后，处于氧化状态，是氧化体，一般写到反应式右方4电极反应的电极材料必须释放或者接受电子。
5形成双电子层的三种情况：一、金属表面的金属正离子受到溶液中极性分子的水化作用，水话为阳离子，使金属表面带有正电荷。
二、电解质溶液中部分金属正离子沉积到金属表面上，使金属带正电性。
三、气电极：气体从金属电极上取得电子，使金属电极带正电。
6电极电位：双电子层的产生引起界面附近的电位跃，当金属带负电时，电位跃为负，金属带正电时.....(电位跃就是电极电位7电极电位，绝对电极电位什么的自求多福吧，我也不是很懂8伽尔伐尼电位差：两个相之间的内电位差。
一个电极系统的绝对电极电位就是电极材料相和溶液相，两相之间的伽尔伐尼电位差。
9考题！！！任何方法都无法获得一个系统的绝对电极电位！！10：参比电极：被选来与被测电极系统构成原电池的电极11考点！！！英文简写。
标准轻氢电极-SHE、饱和甘汞电池SCE(用于实验室)、银-氯化银电池SSE（用于海洋环境）、饱和硫酸铜CSE（用于土壤）12单电极才可能是可逆的，才有平衡电位。
多重电极不可能做到物质和电荷的交换都是可逆的，只能建立飞平衡电位。
13交换电流密度大的金属，易于建立稳定的平衡电位14考点！！！《一般》情况下，电流密度小的金属，耐腐蚀性好15考点！！！对于锌放入盐酸容液的二重电极：反应达到平衡时，只可能是电荷交换的平衡，而无物质量的平衡，此时的电极电位叫做稳态电位16电化学亲和势大于零，反应按顺向进行，即按阳极反应方向进行。
小于零... 17重点！！！过电位的定义：一个电极反应，偏离平衡时的电极电位与这个电极反应的平衡电位的差值，称为该反应的过电位18过电位大于零，电极反应按阳极方向进行；小于零...19考点！！处于非平衡点电极反应，η×i一定大于零20对于一个原电池，两个电极反应的过电位绝对值之和×电流的这部分能量成为不可利用的电能散失了。
21ηi的物理意义：当一个电极反应以不可逆的方式进行时，单位时间单位面积的电极表面上这个电极反应中化学能中转变为不可利用的热能而损失的能量。
22考题！！腐蚀电池就是短路的原电池。
23孤立电极上的两个电极反应：平衡电极电位高的电极反应按阴极方向进行，平衡电极电位低的电极反应按阳极进行。
当两个反应的反应速度相等时，孤立电极的电位E即是阳极反应的非平衡电位，有时阴极反应的电极电位。
E称为混合电位。
24重点！！！腐蚀的根本原因：去极化剂的存在25考题！！！判断：微观腐蚀电池的存在，可以影响电化学腐蚀速度。
26考题！！！耐心看完。
对于一个孤立电极上有多个化学反应，混合电位E处于最高平衡电位与最低平衡电位之间，至少有一个电极反应的平衡电极电位低于混合电位，至少有一个电极反应的平衡电极电位高于混合电位。
凡是平衡电位比混合电位高的电极反应按阴极反应进行，反之...。
故平衡电位最高的电极反应一定是阴极反应，平衡电位最低的电极反应一定是阳极反应。
27必考题：看附件--PH图，记住稳定区28金属在水溶液腐蚀过程的分类：只与电极电位有关（平行于PH值得直线），只与溶液的PH值有关（平行于电极电位的直线），及与PH有关，又与电极电位有关（斜直线）。
29当金属位于强酸环境中时，可以加阳极保护，使金属形成氧化膜，阻止腐蚀30电位-PH值图：1钝化区指金属氧化物或氢氧化物的稳定区，并不表明他们具有稳定性2该图只是反映金属腐蚀的倾向性大小，而不可能预示腐蚀速度的大小2.3电化学腐蚀动力学1极化现象：由于电极上有电流通过而造成电位变化的现象2附件电位极化图3必考！！！电极极化的分类①由于电极上电化学反应速度缓慢而引起的极化，称为电化学极化（活化极化）②由于反应物质或反应产物传递太慢引起的极化，称为浓差极化。
③由于电极表面生成了高阻氧化物，或溶液电阻增大等原因，使电流的阻力增大而引起的极化，称为电阻极化。
4阳极极化的三种情况（三种情况阳极电位均向正方向变化）①活化极化：金属溶解的速度跟不上电子转移的速度②浓差极化：阳极附近金属阳离子浓度升高，影响金属溶解，减慢反应速率③电阻极化：金属表面生成氧化膜5阴极极化的原因：①活化极化：消耗电子的速度小于电子的转移速度②浓差极化阴极附近的反应物或反应生成物扩散缓慢也会引起极化③阴极没有电阻极化6极化曲线的测定有恒电流和恒电位两种方法,恒电流法不适用电流与电位之间呈多值函数关系的情况，如金属的钝化区、活化区向钝化区转变的过程7 交换电流密度i0越小，则过电位ηa 越大，耐蚀性越好。
交换电流密度i0越大，则过电位ηa 越小，说明电极反应的可逆性大，基本可保持稳定平衡态。
8极限扩散电流密度：记住公式和其意义（附件极限扩散电流密度）9浓差极化的过电位只有当还原电流接近极限电流的时候才显著的出现10浓差极化曲线（附件）11腐蚀控制因素（附件）12考题！！初始电位差大的不一定腐蚀电流大（附件:腐蚀极化图的应用1）13考题！！初始电位差一定时，极化率越大，腐蚀电流越小（附件:腐蚀极化图的应用2）2.4金属的钝化1金属钝化的因素：电化学和化学2钝化膜的破坏：化学、电化学的破坏，机械应力的破坏（膜两侧的高电场强度会产生可观的电场作用力，导致末的破坏；膜厚度增加，膜的表面张力下降，使膜的稳定性下降；机械损伤，引起活化）第三章考法：案例分析，要回判断他是哪一种腐蚀类型，为什么会发生，怎么防止没总结的地方大概看一下ppt就行1金属的局部腐蚀分类：电偶腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀、冲刷腐蚀、晶间腐蚀、选择性腐蚀、水线腐蚀2电偶腐蚀在电解质溶液中，当两种金属或合金相接触（电导通）时，电位较负的金属腐蚀被加速，而电位较正的金属受到保护的腐蚀现象。
3电偶腐蚀防护措施：①要求避免异金属相接触或尽量采用电偶序中位置相近的材料搭配。
②在结构上切忌组成大阴极小阳极的面积比。
③在异金属接触要采用绝缘措施。
死④设计时尽量使阳极的部件容易更换或加大尺寸经延长寿命。
⑤采用缓蚀剂或连上一块更活泼的金属进行保护4防止点蚀的措施：①研制和选择耐点孔蚀的合金②降低介质中Cl-及氧化剂的含量，并使其浓度均匀。
③加入缓蚀剂。
④降低介质温度，温度升高可使点蚀电位明显降低使点蚀加速⑤用阴极保护方法使金属的电极电位低于临界点蚀电位5缝隙腐蚀和点蚀的不同：①点蚀的闭塞区是在腐蚀过程中形成的，闭塞程度较大；缝隙腐蚀闭塞区开始就存在，闭塞程度较小。
②点蚀发生需要活性离子(如Cl-)，缝隙腐蚀则不需要，虽然在含Cl-的溶液中更容易发生。
③缝隙腐蚀由于介质的浓差引起，点蚀由于钝化膜的破坏引起④腐蚀的临界电位Ebr较缝隙腐蚀临界电位高。
⑤缝隙腐蚀形态广而浅，点蚀形态窄而深6应力腐蚀是应力和环境的联合作用造成金属的破坏。
只有拉应力才会产生SCC 压应力组织或延缓SCC7防止应力腐蚀的措施：合理选材（对SCC不敏感的），消除应力，图层，改善介质环境8高速流动的腐蚀介质(气体或液体)对金属材料造成的腐蚀破坏叫做冲刷腐蚀，也叫做磨损腐蚀。
冲刷腐蚀是冲刷与腐蚀联合作用的结果，分为湍流腐蚀和冲击腐蚀、空泡腐蚀9晶间腐蚀：金属材料在特定的腐蚀介质中沿着材料的晶粒边界或晶界附近发生腐蚀，使晶粒之间丧失结合力的一种局部破坏的腐蚀10选择性腐蚀：在多元合金中较活泼组分的优先溶解，这个过程是由于合金组分的电化学差异而引起的11考题！！附录（水线腐蚀）12大气腐蚀：金属材料暴露在大气中，由于空气中的水和氧气的化学的电化学的作用而引起的腐蚀13大气腐蚀的分类：Ⅰ区含水量太少，腐蚀速率慢Ⅱ随着水的增加，水膜形成，氧易于扩散到界面，电化学腐蚀速率极具攀升Ⅲ水膜变厚，氧气扩散受阻碍，反应速率减小Ⅳ类似于在溶液中的腐蚀14临界相对湿度：腐蚀速率突然增加的点所对应的湿度15大气腐蚀：水膜薄时，反应受阳极控制，水膜厚时，反应受阴极控制16海水腐蚀的特点:不同水深度，腐蚀速度不同。