材料腐蚀与防护精品PPT课件
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材料腐蚀与防护ppt课件
在某些情况下，磨损了的零件是可以修复的，例如， 用快速笔刷电镀法可以修复已轻微磨损了的车轴。 腐蚀: 是金属材料或其制件在周围环境介质的作用下， 逐惭产生的损坏或变质现象----化学变化。 金属材料的锈蚀是最常见的腐蚀现象之一。在机器设备 的损坏中，腐蚀与磨损经常是“狼狈为奸”，同时进行。
二:腐蚀的定义
(1) 电偶腐蚀(Galvanic Corrosion) (2)点蚀(Pitting) (3)缝隙腐蚀(Crevice Corrosion) (4)晶间腐蚀(Intergranular Corrosion)
(5)剥蚀(Exfoliation)
(6)选择性腐蚀(Selective Corrosion) (7)丝状腐蚀(Filiform Corrosion)
2 金属氧化物的蒸气压
物质在一定温度下都具有一定的蒸气压。当固体氧化物 的蒸气压低于该温度下相平衡蒸气压时，则固体氧化物蒸发。 蒸气压与标准自由能的关系：
X (s) X ( g )
蒸发热愈大，蒸气压愈小，固态氧化物愈稳定
2.金属氧化物的熔点 一些金属氧化物的熔点低于该金属的熔点，因此，当 温度低于金属熔点以下，又高于氧化物熔点以上时，氧 化物处于液态，不但失去保护作用，而且还会加速金属 腐蚀。
五：研究材料腐蚀的重要性及控制
第一章 金属与合金的高温氧化
重点：
1. Ellingham平衡图 2. 金属高温氧化的历程，物质在氧化膜内的传输途径
3. 氧化膜的P-B比
4.氧化膜的晶体缺陷 哈菲原子价规则 5. Wagner理论 6.合金的氧化形式 7.提高金属抗氧化途径
引言 一：高温氧化定义
其中以在干燥气态介质中的腐蚀行为的研究历史最 久，认识全面而深入，本章重点介绍金属(合金)高温氧 化机理及抗氧化原理。
二:腐蚀的定义
(1) 电偶腐蚀(Galvanic Corrosion) (2)点蚀(Pitting) (3)缝隙腐蚀(Crevice Corrosion) (4)晶间腐蚀(Intergranular Corrosion)
(5)剥蚀(Exfoliation)
(6)选择性腐蚀(Selective Corrosion) (7)丝状腐蚀(Filiform Corrosion)
2 金属氧化物的蒸气压
物质在一定温度下都具有一定的蒸气压。当固体氧化物 的蒸气压低于该温度下相平衡蒸气压时，则固体氧化物蒸发。 蒸气压与标准自由能的关系：
X (s) X ( g )
蒸发热愈大，蒸气压愈小，固态氧化物愈稳定
2.金属氧化物的熔点 一些金属氧化物的熔点低于该金属的熔点，因此，当 温度低于金属熔点以下，又高于氧化物熔点以上时，氧 化物处于液态，不但失去保护作用，而且还会加速金属 腐蚀。
五：研究材料腐蚀的重要性及控制
第一章 金属与合金的高温氧化
重点：
1. Ellingham平衡图 2. 金属高温氧化的历程，物质在氧化膜内的传输途径
3. 氧化膜的P-B比
4.氧化膜的晶体缺陷 哈菲原子价规则 5. Wagner理论 6.合金的氧化形式 7.提高金属抗氧化途径
引言 一：高温氧化定义
其中以在干燥气态介质中的腐蚀行为的研究历史最 久，认识全面而深入，本章重点介绍金属(合金)高温氧 化机理及抗氧化原理。
金属的腐蚀与防护完整版PPT课件
数据分析与结果讨论
对实验数据进行处理和分析，提取金属内部或表面的缺陷信息，评 估金属的腐蚀程度和剩余寿命。
06 金属防护工程实践案例 分享
石油化工行业金属设备防护案例
案例一
某石化公司炼油厂塔器设备腐蚀防护。采用高分子复合涂层技术进 行防护，有效延长了设备使用寿命。
案例二
某油田输油管道腐蚀防护。采用阴极保护技术，结合涂层保护，降 低了管道的腐蚀速率。
阴极保护法
01
将被保护金属与外加直流电源的负极相连，使其成为阴极而防
止金属腐蚀的方法。
阳极保护法
02
将被保护金属与外加直流电源的正极相连，使其处于阳极电位
下成为钝态或致钝而防止金属腐蚀的方法。
牺牲阳极保护法
03
在被保护金属上连接电位更负的金属或合金作为阳极，使其在
腐蚀介质中优先溶解，从而保护被连接金属的方法。
金属的腐蚀与防护完 整版PPT课件
目录
CONTENTS
• 金属腐蚀概述 • 金属腐蚀类型及特点 • 金属防护方法及原理 • 不同环境下金属腐蚀与防护策略 • 金属腐蚀实验方法与检测技术 • 金属防护工程实践案例分享
01 金属腐蚀概述
腐蚀定义与分类
腐蚀定义
金属与周围环境发生化学或电化学 反应，导致金属性能劣化的现象。
案例三
某变电站高压开关柜金 属外壳腐蚀防护。采用 阴极保护技术，结合涂 层保护，降低了金属外 壳的腐蚀速率。
交通运输领域金属部件防护案例
案例一
某地铁列车车体腐蚀防护。采用 不锈钢车体材料，结合电化学保 护技术，提高了车体的耐蚀性。
案例二
某汽车制造厂车身钢板腐蚀防护。 采用镀锌钢板材料，结合涂层保 护技术，延长了车身的使用寿命。
对实验数据进行处理和分析，提取金属内部或表面的缺陷信息，评 估金属的腐蚀程度和剩余寿命。
06 金属防护工程实践案例 分享
石油化工行业金属设备防护案例
案例一
某石化公司炼油厂塔器设备腐蚀防护。采用高分子复合涂层技术进 行防护，有效延长了设备使用寿命。
案例二
某油田输油管道腐蚀防护。采用阴极保护技术，结合涂层保护，降 低了管道的腐蚀速率。
阴极保护法
01
将被保护金属与外加直流电源的负极相连，使其成为阴极而防
止金属腐蚀的方法。
阳极保护法
02
将被保护金属与外加直流电源的正极相连，使其处于阳极电位
下成为钝态或致钝而防止金属腐蚀的方法。
牺牲阳极保护法
03
在被保护金属上连接电位更负的金属或合金作为阳极，使其在
腐蚀介质中优先溶解，从而保护被连接金属的方法。
金属的腐蚀与防护完 整版PPT课件
目录
CONTENTS
• 金属腐蚀概述 • 金属腐蚀类型及特点 • 金属防护方法及原理 • 不同环境下金属腐蚀与防护策略 • 金属腐蚀实验方法与检测技术 • 金属防护工程实践案例分享
01 金属腐蚀概述
腐蚀定义与分类
腐蚀定义
金属与周围环境发生化学或电化学 反应，导致金属性能劣化的现象。
案例三
某变电站高压开关柜金 属外壳腐蚀防护。采用 阴极保护技术，结合涂 层保护，降低了金属外 壳的腐蚀速率。
交通运输领域金属部件防护案例
案例一
某地铁列车车体腐蚀防护。采用 不锈钢车体材料，结合电化学保 护技术，提高了车体的耐蚀性。
案例二
某汽车制造厂车身钢板腐蚀防护。 采用镀锌钢板材料，结合涂层保 护技术，延长了车身的使用寿命。
材料腐蚀与防护-第十二章-防腐设计PPT课件
腐蚀余量的大小，要根据具体情况而定。—般来说， 介质的腐蚀性越大，腐蚀余量也越大。对于管道和槽体， 由于所接触的往往是腐蚀性较强的介质，所以设计时壁 厚常为计算量的2倍。腐蚀余量一般局限于预计腐蚀率特 别高的结构部分，例如液-气交界区。
（2）局部腐蚀的强度设计
局部腐蚀类型较多．破坏形式相差较大。目前还很 难根据局部腐蚀的强度降低，采用强度公式对腐蚀余量 进行估算。
在选材的同时，应考虑行之有效的防护措施。适当的 防护如涂层保护、电化学保护及施加缓蚀剂等，不仅可以 降低选材标准．而且有利于延长材料的使用寿命。 （6）考虑材料的加工性能；
材料最后的选定还应考虑其加工焊接性能，加工后是 否可进行热处理，是否会降低耐蚀性。
12.2 防腐蚀结构设计
1） 合理的结构形式和表面状态
结构材料除具有一定的耐蚀性外一般还要具有必要的机械性能如强度硬度弹性塑性冲击韧性疲劳性能等物理性能如耐热导电导热光磁及密度比重等及工艺性能如机加工铸造焊接性能等
第十二章 防腐蚀设计
防腐蚀设计是材料腐蚀与防护研究中一个非常重要 的课题。通过正确运用已有的知识和经验，经过周密的 防腐蚀设计来减少和避免的损失。
·为避免高流速液体直接冲击容器壁，可在适当位置安装易 于拆卸的缓冲板或折流板．如图所示，还可以考虑采取加固 该处的容器壁的措施。
6） 防止环境诱发破裂
环境诱发破裂是由机械应力和腐蚀联合作用产生， 包括应力腐蚀破裂和腐蚀疲劳。防止这类破坏的措施旨在 消除奴应力〔或交变应力)或腐蚀环境，或者可能时使两 者一并消除。
• 对应力腐蚀断裂和腐蚀疲劳，在材料的数据齐全的情况下， 可能作出合适可靠的设计。 例如：在有应力腐蚀断裂危险的场合，设计时应保 证构件所受拉应力不超过该结构材料在实际应用环境中的 应力腐蚀临界应力。在可能出现腐蚀疲劳的场合，应保证 可变载荷不超过构件疲劳极限。
材料腐蚀与防护课件
氧化还原反应
金属与氧化剂直接发生化学反应 ，导致金属原子失去电子成为正 离子，氧化剂获得电子成为负离 子。
酸碱反应
金属与酸或碱发生中和反应，释 放氢离子或氢氧根离子，导致金 属溶解。
生物腐蚀机理
01
生物腐蚀是指微生物、藻类等生 物对材料造成的腐蚀。
02
生物腐蚀通常发生在潮湿环境， 如土壤、水体等，由于生物活动 产生的代谢产物对材料造成腐蚀 。
详细描述
腐蚀的本质是材料与环境中的介质发生化学或电化学反应，导致材料结构、性能 和外观发生变化。化学腐蚀是指材料与环境中的介质发生化学反应，生成新的物 质；电化学腐蚀则是材料与电解质溶液发生原电池反应，导致材料损失。
腐蚀的原理与过程
总结词
腐蚀的原理主要包括氧化还原反应和电化学反应。在氧化还原反应中，材料失去或获得 电子，与环境中的氧化剂或还原剂发生反应；在电化学反应中，材料作为原电池的一个
蚀性。
03
材料的耐腐蚀性能评价
耐蚀性能的测试方法
浸泡试验
将材料浸泡在腐蚀介质 中，观察其腐蚀速率和
程度。
盐雾试验
模拟海洋环境，通过盐 雾加速材料的腐蚀。
恒温恒湿试验
在恒定的温度和湿度条 件下，测试材料的耐腐
蚀性能。
电化学测试
利用电化学方法测量材 料的腐蚀电流和电位等
参数。
材料的耐蚀性等级评定
腐蚀等级标准
船舶海洋工程的腐蚀防护
总结词
船舶洋工程长期处于海洋环境中，面临严重的腐蚀问题。
详细描述
船舶和海洋工程结构的腐蚀不仅影响使用寿命，还可能引发安全事故。为了应对海洋腐蚀环境，通常 采用耐腐蚀的金属材料和涂层保护，同时对船体和海洋平台进行阴极保护，以减缓腐蚀速率。
《腐蚀防护培训》课件
记录与报告
对监测数据进行记录和整理，生成腐蚀监测 报告，为后续的腐蚀防护提供依据。
05 腐蚀防护案例分析
某化工厂的腐蚀防护案例
案例概述
某化工厂在生产过程中面临严重的腐 蚀问题，导致设备损坏和生产中断。
腐蚀原因分析
该化工厂的腐蚀主要是由于化学物质 腐蚀、电化学腐蚀和微生物腐蚀等多 种因素共同作用。
腐蚀的分类
根据腐蚀机理，腐蚀可分为化学腐 蚀、电化学腐蚀和物理腐蚀等。
腐蚀类型
01
02
03
04
均匀腐蚀
均匀腐蚀是指在整个金属表面 上进行的腐蚀，通常表现为金
属整体厚度的均匀减薄。
点蚀
点蚀是一种局部腐蚀形式，通 常在金属表面形成小孔或坑洞
。
缝隙腐蚀
缝隙腐蚀发生在金属表面存在 狭缝或夹缝的地方，通常是由 于液体或气体滞留引起的。
经过实施防护措施，该船舶的结构强度得 到了保持，航行安全风险得到了降低，同 时也延长了船舶的使用寿命。
06 结论与展望
腐蚀防护的未来发展方向
持续研发新型防腐材料
随着科技的发展，新型防腐材料将不断 涌现，为腐蚀防护提供更多选择。
绿色环保技术
发展无害或低害的防腐技术，减少对 环境的影响，实现可持续发展。
某船舶的腐蚀防护案例
案例概述
腐蚀原因分析
某船舶在长时间航行后出现了严重的腐蚀 问题，导致结构强度下降和航行安全风险 增加。
该船舶的腐蚀主要是由于海水中的腐蚀性 物质、船舶构造复杂和难以维护等因素所 致。
防护措施
效果评估
为解决腐蚀问题，该船舶采取了多种防护 措施，包括选用耐腐蚀材料、涂层保护、 牺牲阳极保护等。
腐蚀原因分析
该石油管道的腐蚀主要是由于土壤中的腐蚀性物质、管道材质的缺陷 以及管道防腐层老化等因素所致。
对监测数据进行记录和整理，生成腐蚀监测 报告，为后续的腐蚀防护提供依据。
05 腐蚀防护案例分析
某化工厂的腐蚀防护案例
案例概述
某化工厂在生产过程中面临严重的腐 蚀问题，导致设备损坏和生产中断。
腐蚀原因分析
该化工厂的腐蚀主要是由于化学物质 腐蚀、电化学腐蚀和微生物腐蚀等多 种因素共同作用。
腐蚀的分类
根据腐蚀机理，腐蚀可分为化学腐 蚀、电化学腐蚀和物理腐蚀等。
腐蚀类型
01
02
03
04
均匀腐蚀
均匀腐蚀是指在整个金属表面 上进行的腐蚀，通常表现为金
属整体厚度的均匀减薄。
点蚀
点蚀是一种局部腐蚀形式，通 常在金属表面形成小孔或坑洞
。
缝隙腐蚀
缝隙腐蚀发生在金属表面存在 狭缝或夹缝的地方，通常是由 于液体或气体滞留引起的。
经过实施防护措施，该船舶的结构强度得 到了保持，航行安全风险得到了降低，同 时也延长了船舶的使用寿命。
06 结论与展望
腐蚀防护的未来发展方向
持续研发新型防腐材料
随着科技的发展，新型防腐材料将不断 涌现，为腐蚀防护提供更多选择。
绿色环保技术
发展无害或低害的防腐技术，减少对 环境的影响，实现可持续发展。
某船舶的腐蚀防护案例
案例概述
腐蚀原因分析
某船舶在长时间航行后出现了严重的腐蚀 问题，导致结构强度下降和航行安全风险 增加。
该船舶的腐蚀主要是由于海水中的腐蚀性 物质、船舶构造复杂和难以维护等因素所 致。
防护措施
效果评估
为解决腐蚀问题，该船舶采取了多种防护 措施，包括选用耐腐蚀材料、涂层保护、 牺牲阳极保护等。
腐蚀原因分析
该石油管道的腐蚀主要是由于土壤中的腐蚀性物质、管道材质的缺陷 以及管道防腐层老化等因素所致。
腐蚀与防护第一章概论优秀课件
儿歌: 锈了一枚铁钉，坏了一只蹄铁；坏了一只蹄铁，折了一 匹战马；折了一匹战马，损了一员大将；损了一员大将， 输了一场战役；输了一场战役，亡了一个帝国。
失；产品污染，质量下降，设备效 率降低，能耗增加；钢材浪费等。
背景
• 据统计，全世界现存的钢铁及金属设备大 约每年腐蚀率为10%，全世界每年因腐蚀 损失约高于7000亿美元。世界各发达国家 每年因金属腐蚀而造成的经济损失约占其 国民生产总值3.5％～4.0％，超过每年各项 大灾（火灾、风灾及地震等）损失的总和 。有人甚至估计每年全世界腐蚀报废和损 耗的金属约为1亿吨！所以研究金属腐蚀和 防护具有重要意义.
在外形、色泽以及机械性能等方 面都发生一定的变化
一、 腐蚀的危害
1. 造成巨大的经济损失 2. 造成金属资源和能源的浪费 3. 造成设备的破坏事故 4. 阻碍新技术的发展
经济损失包括直接损失和间接损失
◆ 直接损失：防护技术费用、腐蚀破坏后的
维修、更换费用、劳务费用。
◆ 间接损失：腐蚀破坏造成停工、停产；物料流
国外主要专业杂志
◆ Corrosion ◆ Material Performance
National Association of Corrosion Engineers NACE（美国腐蚀工程师协会） ◆ Corrosion Science ◆ British Corrosion Journal
这门课是初步了解腐蚀的基本概念以及掌握一些防 腐手段，以便于大家在以后的学习、工作、生活中对于 一些腐蚀现象能给予事先考虑、判断和合理的处置。
教学方法
从源头上避免腐蚀
典型的腐蚀现象
采取措减缓腐蚀 分析腐蚀问题
教学中各环节互相渗透、互相促进
参考书目
失；产品污染，质量下降，设备效 率降低，能耗增加；钢材浪费等。
背景
• 据统计，全世界现存的钢铁及金属设备大 约每年腐蚀率为10%，全世界每年因腐蚀 损失约高于7000亿美元。世界各发达国家 每年因金属腐蚀而造成的经济损失约占其 国民生产总值3.5％～4.0％，超过每年各项 大灾（火灾、风灾及地震等）损失的总和 。有人甚至估计每年全世界腐蚀报废和损 耗的金属约为1亿吨！所以研究金属腐蚀和 防护具有重要意义.
在外形、色泽以及机械性能等方 面都发生一定的变化
一、 腐蚀的危害
1. 造成巨大的经济损失 2. 造成金属资源和能源的浪费 3. 造成设备的破坏事故 4. 阻碍新技术的发展
经济损失包括直接损失和间接损失
◆ 直接损失：防护技术费用、腐蚀破坏后的
维修、更换费用、劳务费用。
◆ 间接损失：腐蚀破坏造成停工、停产；物料流
国外主要专业杂志
◆ Corrosion ◆ Material Performance
National Association of Corrosion Engineers NACE（美国腐蚀工程师协会） ◆ Corrosion Science ◆ British Corrosion Journal
这门课是初步了解腐蚀的基本概念以及掌握一些防 腐手段，以便于大家在以后的学习、工作、生活中对于 一些腐蚀现象能给予事先考虑、判断和合理的处置。
教学方法
从源头上避免腐蚀
典型的腐蚀现象
采取措减缓腐蚀 分析腐蚀问题
教学中各环节互相渗透、互相促进
参考书目
金属腐蚀与防护ppt课件
阳极 （Fe） ：Fe(s)
Fe2+ (aq) + 2e-
阴极（杂质）： 1/2 O2 + H2O + 2e-
2OH- (aq)
总反应： Fe(s) + 1/2O2 (g) + H2O
Fe(OH)2 (s)
2Fe(OH)2 (s) H2O+O2 Fe(OH)3 (s)
条 件： 弱酸性、中性或碱性介质
原理，将工件加工成型的一种技术。
电解液的要求：
有良好的导电性 不使阳极产生钝化 有利于阳极溶解
电流
—
直流电源 电压
+
阴极（模件） 阳极（工件）
泵
电解液
电解加工示意图
2. 金属的防腐
1、正确选材 2、覆盖保护层
要 求：
a. 膜层致密，完整无孔，不透介质； b. 与基体金属结合强度高，附着力强； c. 高硬度，耐磨； d. 均匀分布。
① 金属保护层
镀层 > 基体
例如： 铜上镀银、金，铁上镀锡，主要起 隔离和装饰作用。
镀层 < 基体
例如：铁上镀锌，主要起防腐作用。
1. 金属的腐蚀
当金属与周围的介质接触时，由于化学或电化学作用 而引起的材料性能的退化与破坏，称为金属的腐蚀。
1) 化学腐蚀
O2 CO2
Fe C
H2O 脱碳现象
特点：(a) 无电流。
CC
(b) 腐蚀介质：非电解质溶液或干燥气体。
温度影响： 温度升高，腐蚀速率加快。
例如 在轧钢过程中，当 T >700℃时，会发生氧化脱碳：
难溶性碳酸钙覆盖于阴极表面，使电极的极化电势降低，阻滞 阴极反应继续进行，从而减缓金属的腐蚀速率。
金属的腐蚀与防护ppt课件
(2)在金属表面覆盖保护层 ①非金属保护层：如喷油漆、涂油脂。 ②金属保护层：如铁制品上镀铜、锌等。
铁制品镀锌，破损 后，仍能保护；
铁制品镀锡 ，破损 后，失去保护。
为什么？
(3)电化学防护法 ①牺牲阳极法
原理：原电池原理 要求：活泼性强的金属作负极，被保护金属作正极。
②外加电流法
原理：电解池原理 要求：被保护的金属与外接电源负极相连作阴极。
√C.可能产生Fe2O3·nH2O
D.腐蚀的总反应式一定是2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2
12345
内容小结 04
课堂回顾
课后练习
1.金属腐蚀的电化学原理可用如图模拟。 (1)请写出有关电极反应式。 ①铁棒上电极反应式：_2_F_e_－__4_e_－_=__=_=_2_F_e_2_＋_。 ②(2)碳该棒图上所电表极示反的应是式__吸：__氧_O－___2_(＋填__2“_H_2析_O_氢_＋_”_4_e或_－_=_“_=吸_=_4氧_O_H_”_)。腐蚀。 (3)若将O2撤走，并将NaCl溶液改为稀硫酸溶液，则此图可表示__析__氢__(填“析 氢”或“吸氧”)腐蚀原理；若用牺牲阳极的阴极保护法来保护铁棒不被腐蚀溶 解，则可将碳棒改为_锌__(_或__其__他__比__F_e_活__泼__的__金__属__)_棒。
2.科学态度与社会责任：认识金属腐蚀产生的危害和影响，培养防止金属腐蚀 的意识，熟知金属腐蚀常用的防护方法。
内容索引
NEIRONGSUOYIN
一、金属的腐蚀 二、金属的防护方法 三、练习 四、总结
金属的腐蚀 01
1.金属的腐蚀
(1)概念：金属发生 氧化还原反应 而引起损耗的现象。 实质：金属原子 失去电子 变为阳离子发生氧化反应
铁制品镀锌，破损 后，仍能保护；
铁制品镀锡 ，破损 后，失去保护。
为什么？
(3)电化学防护法 ①牺牲阳极法
原理：原电池原理 要求：活泼性强的金属作负极，被保护金属作正极。
②外加电流法
原理：电解池原理 要求：被保护的金属与外接电源负极相连作阴极。
√C.可能产生Fe2O3·nH2O
D.腐蚀的总反应式一定是2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2
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内容小结 04
课堂回顾
课后练习
1.金属腐蚀的电化学原理可用如图模拟。 (1)请写出有关电极反应式。 ①铁棒上电极反应式：_2_F_e_－__4_e_－_=__=_=_2_F_e_2_＋_。 ②(2)碳该棒图上所电表极示反的应是式__吸：__氧_O－___2_(＋填__2“_H_2析_O_氢_＋_”_4_e或_－_=_“_=吸_=_4氧_O_H_”_)。腐蚀。 (3)若将O2撤走，并将NaCl溶液改为稀硫酸溶液，则此图可表示__析__氢__(填“析 氢”或“吸氧”)腐蚀原理；若用牺牲阳极的阴极保护法来保护铁棒不被腐蚀溶 解，则可将碳棒改为_锌__(_或__其__他__比__F_e_活__泼__的__金__属__)_棒。
2.科学态度与社会责任：认识金属腐蚀产生的危害和影响，培养防止金属腐蚀 的意识，熟知金属腐蚀常用的防护方法。
内容索引
NEIRONGSUOYIN
一、金属的腐蚀 二、金属的防护方法 三、练习 四、总结
金属的腐蚀 01
1.金属的腐蚀
(1)概念：金属发生 氧化还原反应 而引起损耗的现象。 实质：金属原子 失去电子 变为阳离子发生氧化反应
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材料腐蚀与防护
• 1.田长霖在中关村青年创新论坛的讲话
• 树立信心
• 2.教材及参考资料:
• 期刊:Tribology,Wear,Surface&Coating Technology
• 中国表面工程.腐蚀与防护.中国腐蚀与防护学报. 表面技术.材料保护.摩擦学学报
• 3.学科定义:材料腐蚀与防护是研究材料在其周 围环境作用下发生损坏以及如何防止这种破坏 的一门综合性学科.
I.完全耐蚀（<0.001） II.很耐蚀 (0.001～0.005&0.005～0.01) Ⅲ.耐蚀 (0.01～0.05&0.05～0.1) Ⅳ.尚耐蚀 (0.1～0.5&0.5～1.0) Ⅴ.欠耐蚀 (1.0～5.0&5.0～10.0)
Ⅵ.不耐蚀 (>10.0)
3级标准(mm/a)
可见:金属腐蚀后的质量变化换算成单位表面积与单位时间内的质
量变化来表且示,且质量指标计算的腐蚀速度只表示平均腐蚀速度, 即均匀腐蚀速度.
失重法用于能较好清除试样表面腐蚀产物的情况下,而增重法则 是若腐蚀产物牢固地附着在试样表面的情况.
⑵ 深度法
VL=V-ΔW×24×365／1000×ρ= V-ΔW×8.76／ρ VL(1单/1位03:mVmL)(㎜／a),a为annual每年. ρ(g／㎝3). V-ΔW(g／㎡·h).
目的：
通过研究材料在环境介质中,其表面或界面上发生的各种化学、电化学反 应,探求它们对组织结果损坏的规律,提出材料或其构件在不同条件下的 控制或预防腐蚀的措施.
⑥分类
按原理分:I化学(Chemical).II电化学(Electrochemical)
按形式分:I全面(General).II局部腐蚀(Localized)
• 交叉学科.综合性学科
0 绪论
①材料:I使用性能（property）II工艺性能（performance） ②材料的失效形式：
I断裂 Fracture（Fatigue）※金属所（王中光）、西交大、航 空材料研究院（顾鸣皋） II磨损Wear（Fretting）※化物所（大连·兰州）、清华大学、 大连理工 III腐蚀Corrosion（environment）※金属所、武汉材保所 ③概念
⑦表示方法
三个指标:质量指标、深度指标、电流指标
⑴ 失重法与增重法
V+ΔW=(W1-W0)／St
V-ΔW=(W0-W2)／St ; V腐蚀速度,单位g／m2·h
±—代表增重、失重(g)
样质W0量—原始质量,W1—试样腐蚀后的质量,W2—清除腐蚀产物后的试
S—试样表面积(㎡) t—腐蚀时间(h)
Q=It 电量
N=A/n 金属相对原子质量/价数 n价数
F 法拉第常数 (1F=96500c/mol=26.8A·h)
对于给定的金属阳极反应,N已知,故金属的腐蚀速度,即单位时 间内,单位面积金属的失重为:
V-=ΔW/St= It/F·N/St=IN/FS=iN/F;I/S=icorr(A/cm2) 若采用不同单位: V-=3.73×10-4×iN (g/㎡·h) 用深度表示: VL=3.27×10-3 iN/ρ (ρg/cm3) ※材料的耐蚀性.(10级标准)(mm/a)
局 部 腐 蚀 分 为 :a. 孔 ( 点 ) 蚀 (Pitting)b. 缝 蚀 (Crevice)c. 电 偶 (Galvanic)d. 晶 间 (Intergranular)e. 应 力 腐 蚀 开 裂 (SCC)f. 氢 脆 (Hygrogen Embrittlement)g.腐蚀疲劳(Corrosion Fatigue)h.选择 性(Selective Corrosion)
耐蚀 <0.1 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 可用 0.1～1.0 Ⅳ 不可用 >1.0 Ⅴ、Ⅵ
⑧腐蚀的特点:
⑴ 腐蚀伴随着反应体系自由能的降低,即ΔG<0 ⑵ 腐蚀过程一般为化学、电化学过程,腐蚀产物为化学、电化学产
物 ⑶ 腐蚀总是从表面开始
⑨腐蚀控制(防护):
⑴ 选材—依据工作环境,正确选材 ⑵ 防腐设计—结构、工艺设计合理 ⑶ 改善环境—加缓蚀剂 ⑷ 对电化学腐蚀—采用阳或阴极保护 ⑸ 涂层—热障、耐磨、抗氧化、耐蚀功能
研究内容：
a.研究腐蚀过程的基本规律及作用机理 b.研究腐蚀控制技术及实际应用 发展:近代工业和科学技术发展促进了现代腐蚀科学的⑤意义(重要性)及目的 意义：
a. 材料腐蚀给国民经济带来巨大损失
b. 危及人身安全
c. 消耗资源和能源
d. 引起环境污染
其他类型:如空泡,气蚀,冲蚀,磨损,浓差等.
按环境分:自然腐蚀和工业腐蚀
自 然 腐 蚀 又 可 分 为 : 大 气 (Atmospheric) 、 土 壤 (Soil) 、 海 水 (Corrosion in Sea Water)、微生物(Microbial Corrosion).
工业腐蚀:酸碱盐,工业水介质
I断裂:金属受载超过其承载能力而发生的破裂.(交变载荷.疲劳) II磨损:由于机械摩擦作用而引起的逐渐损坏.(摩擦与润滑) III腐蚀 :由于环境介质作用而引起材料变质、破坏和性能恶化.(表 面工程)
④腐蚀科学及其发展
腐蚀科学（包括腐蚀与防护）是一门融合了多门学科（金属学， 化学，电化学，物理学，工程力学，表面科学，生物学等）的边缘 学科。
腐蚀单位:
克/米2·时 ; 毫克/分米2·日 ; 英寸/年 ; 毫英寸/年
V±ΔWg／㎡·h ;mdd(mg/dm2·d) ;ipy(in/year);mpy(mile/year)
换算关系:
g／㎡·h
mdd
㎜／a
ipy
mpy
1
240 8.76/ρ 0.3449/ρ 344.9/ρ
⑶ 电流密度法
该法以电化学腐蚀过程的阳极电流密度(A/cm2)的大小来衡量金属 腐蚀速度的程度.
1mol物质发生电化学反应时所需的电量为1个法拉第(Faraday)即
96484≈96500(c/mol),假如电流强度为I,通电时间为t,则通过的电 量为It,从而金属溶解的质量(即失重)ΔW为:
ΔW=Q/F·A/n=It/F·N
• 1.田长霖在中关村青年创新论坛的讲话
• 树立信心
• 2.教材及参考资料:
• 期刊:Tribology,Wear,Surface&Coating Technology
• 中国表面工程.腐蚀与防护.中国腐蚀与防护学报. 表面技术.材料保护.摩擦学学报
• 3.学科定义:材料腐蚀与防护是研究材料在其周 围环境作用下发生损坏以及如何防止这种破坏 的一门综合性学科.
I.完全耐蚀（<0.001） II.很耐蚀 (0.001～0.005&0.005～0.01) Ⅲ.耐蚀 (0.01～0.05&0.05～0.1) Ⅳ.尚耐蚀 (0.1～0.5&0.5～1.0) Ⅴ.欠耐蚀 (1.0～5.0&5.0～10.0)
Ⅵ.不耐蚀 (>10.0)
3级标准(mm/a)
可见:金属腐蚀后的质量变化换算成单位表面积与单位时间内的质
量变化来表且示,且质量指标计算的腐蚀速度只表示平均腐蚀速度, 即均匀腐蚀速度.
失重法用于能较好清除试样表面腐蚀产物的情况下,而增重法则 是若腐蚀产物牢固地附着在试样表面的情况.
⑵ 深度法
VL=V-ΔW×24×365／1000×ρ= V-ΔW×8.76／ρ VL(1单/1位03:mVmL)(㎜／a),a为annual每年. ρ(g／㎝3). V-ΔW(g／㎡·h).
目的：
通过研究材料在环境介质中,其表面或界面上发生的各种化学、电化学反 应,探求它们对组织结果损坏的规律,提出材料或其构件在不同条件下的 控制或预防腐蚀的措施.
⑥分类
按原理分:I化学(Chemical).II电化学(Electrochemical)
按形式分:I全面(General).II局部腐蚀(Localized)
• 交叉学科.综合性学科
0 绪论
①材料:I使用性能（property）II工艺性能（performance） ②材料的失效形式：
I断裂 Fracture（Fatigue）※金属所（王中光）、西交大、航 空材料研究院（顾鸣皋） II磨损Wear（Fretting）※化物所（大连·兰州）、清华大学、 大连理工 III腐蚀Corrosion（environment）※金属所、武汉材保所 ③概念
⑦表示方法
三个指标:质量指标、深度指标、电流指标
⑴ 失重法与增重法
V+ΔW=(W1-W0)／St
V-ΔW=(W0-W2)／St ; V腐蚀速度,单位g／m2·h
±—代表增重、失重(g)
样质W0量—原始质量,W1—试样腐蚀后的质量,W2—清除腐蚀产物后的试
S—试样表面积(㎡) t—腐蚀时间(h)
Q=It 电量
N=A/n 金属相对原子质量/价数 n价数
F 法拉第常数 (1F=96500c/mol=26.8A·h)
对于给定的金属阳极反应,N已知,故金属的腐蚀速度,即单位时 间内,单位面积金属的失重为:
V-=ΔW/St= It/F·N/St=IN/FS=iN/F;I/S=icorr(A/cm2) 若采用不同单位: V-=3.73×10-4×iN (g/㎡·h) 用深度表示: VL=3.27×10-3 iN/ρ (ρg/cm3) ※材料的耐蚀性.(10级标准)(mm/a)
局 部 腐 蚀 分 为 :a. 孔 ( 点 ) 蚀 (Pitting)b. 缝 蚀 (Crevice)c. 电 偶 (Galvanic)d. 晶 间 (Intergranular)e. 应 力 腐 蚀 开 裂 (SCC)f. 氢 脆 (Hygrogen Embrittlement)g.腐蚀疲劳(Corrosion Fatigue)h.选择 性(Selective Corrosion)
耐蚀 <0.1 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 可用 0.1～1.0 Ⅳ 不可用 >1.0 Ⅴ、Ⅵ
⑧腐蚀的特点:
⑴ 腐蚀伴随着反应体系自由能的降低,即ΔG<0 ⑵ 腐蚀过程一般为化学、电化学过程,腐蚀产物为化学、电化学产
物 ⑶ 腐蚀总是从表面开始
⑨腐蚀控制(防护):
⑴ 选材—依据工作环境,正确选材 ⑵ 防腐设计—结构、工艺设计合理 ⑶ 改善环境—加缓蚀剂 ⑷ 对电化学腐蚀—采用阳或阴极保护 ⑸ 涂层—热障、耐磨、抗氧化、耐蚀功能
研究内容：
a.研究腐蚀过程的基本规律及作用机理 b.研究腐蚀控制技术及实际应用 发展:近代工业和科学技术发展促进了现代腐蚀科学的⑤意义(重要性)及目的 意义：
a. 材料腐蚀给国民经济带来巨大损失
b. 危及人身安全
c. 消耗资源和能源
d. 引起环境污染
其他类型:如空泡,气蚀,冲蚀,磨损,浓差等.
按环境分:自然腐蚀和工业腐蚀
自 然 腐 蚀 又 可 分 为 : 大 气 (Atmospheric) 、 土 壤 (Soil) 、 海 水 (Corrosion in Sea Water)、微生物(Microbial Corrosion).
工业腐蚀:酸碱盐,工业水介质
I断裂:金属受载超过其承载能力而发生的破裂.(交变载荷.疲劳) II磨损:由于机械摩擦作用而引起的逐渐损坏.(摩擦与润滑) III腐蚀 :由于环境介质作用而引起材料变质、破坏和性能恶化.(表 面工程)
④腐蚀科学及其发展
腐蚀科学（包括腐蚀与防护）是一门融合了多门学科（金属学， 化学，电化学，物理学，工程力学，表面科学，生物学等）的边缘 学科。
腐蚀单位:
克/米2·时 ; 毫克/分米2·日 ; 英寸/年 ; 毫英寸/年
V±ΔWg／㎡·h ;mdd(mg/dm2·d) ;ipy(in/year);mpy(mile/year)
换算关系:
g／㎡·h
mdd
㎜／a
ipy
mpy
1
240 8.76/ρ 0.3449/ρ 344.9/ρ
⑶ 电流密度法
该法以电化学腐蚀过程的阳极电流密度(A/cm2)的大小来衡量金属 腐蚀速度的程度.
1mol物质发生电化学反应时所需的电量为1个法拉第(Faraday)即
96484≈96500(c/mol),假如电流强度为I,通电时间为t,则通过的电 量为It,从而金属溶解的质量(即失重)ΔW为:
ΔW=Q/F·A/n=It/F·N