金属的腐蚀与防护
金属的腐蚀与防护完整版PPT课件
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。
金属的腐蚀与防护
金属的腐蚀与防护金属材料在日常生活和工业生产中扮演着重要的角色，然而，金属的腐蚀是一种常见的问题，会导致金属失去其原有的性能和功能。
为了延长金属材料的使用寿命，我们需要了解金属腐蚀的原因以及采取相应的防护措施。
一、金属腐蚀的原因金属腐蚀是指金属材料与周围环境中的化学物质（如氧气、水、酸、碱等）发生化学反应，导致金属表面发生破坏或氧化的过程。
金属腐蚀的原因主要有以下几个方面：1. 电化学反应：金属与电解质溶液中的阳离子和阴离子反应，形成电池，电流通过金属表面引起金属的腐蚀。
2. 氧化反应：金属与氧气发生氧化反应，产生金属氧化物，导致金属发生腐蚀。
3. 化学反应：金属与酸、碱等化学物质发生化学反应，导致金属腐蚀。
4. 湿度和温度：高湿度和高温环境中，金属材料更容易受到腐蚀的侵袭。
二、金属腐蚀的分类金属腐蚀可以分为几种不同的类型，常见的有以下几种：1. 高温腐蚀：金属在高温环境中与气体或化学物质反应，产生高温氧化、硫化等反应，导致金属材料的腐蚀。
2. 氧化腐蚀：金属与氧气反应，生成金属氧化物，使金属表面形成氧化层，导致金属材料的腐蚀。
3. 酸腐蚀：金属与酸反应，形成金属盐和气体，发生化学变化，导致金属材料腐蚀。
4. 碱性腐蚀：金属与碱反应，形成金属盐和水，导致金属发生腐蚀。
5. 电化学腐蚀：金属与电解质溶液中的阳离子和阴离子反应，形成电池，产生电流，引起金属的腐蚀。
三、金属腐蚀的防护措施为了防止金属腐蚀引起的损失，我们可以采取一些防护措施：1. 表面涂层：在金属表面涂覆一层耐腐蚀的涂层，如漆、蜡、聚合物等，以隔绝金属与环境的接触，起到防护作用。
2. 阳极保护：通过将金属制成阳极，并与可溶性阳极材料（如锌）联接，使其成为电池中的阴极，实现对金属的防护。
3. 隔离保护：通过将金属与环境隔离，如使用橡胶垫片、塑料包覆等方式，减少金属与腐蚀介质的接触，起到保护作用。
4. 防蚀剂使用：使用防蚀剂涂覆金属表面，形成一层保护膜，降低金属与腐蚀介质的接触，防止金属腐蚀。
金属腐蚀与防护措施
金属腐蚀与防护措施金属腐蚀是指金属在特定环境条件下与周围介质发生一系列不可逆转的化学或电化学反应，导致金属表面质量和性能的变化。
腐蚀对于工业、制造和基础设施等各个领域都造成了巨大的经济损失。
为了延长金属的使用寿命和减少腐蚀带来的损害，各种防护措施得到了广泛的应用。
本文将讨论金属腐蚀的原因以及常见的防护措施。
一、金属腐蚀的原因金属腐蚀的主要原因是金属与外界环境中的化学物质相互作用，导致金属表面发生物理、化学或电化学的改变。
以下是金属腐蚀的几个常见原因：1. 氧化：金属与氧气反应会产生金属氧化物层，这层氧化物层可能会进一步被水和其他物质侵蚀，从而导致金属腐蚀。
2. 湿气：金属暴露在湿润的环境中，特别是含有盐类等腐蚀性物质的湿气中，容易发生腐蚀反应。
3. 酸碱腐蚀：金属与酸碱溶液接触会发生化学反应，破坏金属表面的结构和性能。
4. 电化学腐蚀：当金属处于电解质溶液中时，会发生电化学反应，从而引发金属腐蚀。
特别是存在电解质间隙效应或形成局部腐蚀的情况下，腐蚀会更为严重。
二、金属腐蚀的防护措施为了防止金属腐蚀，人们采取了多种防护措施，既包括表面防护措施，也包括合金改性和涂层防护等。
下面将列举一些常见的金属腐蚀防护措施：1. 电镀：通过电解的方法，在金属表面形成一层具有防护性的金属薄膜，如镀锌和镀铬等。
2. 钝化处理：将金属浸泡在含有腐蚀抑制剂的溶液中，形成一层钝化膜，提高金属的抗腐蚀性能。
3. 涂层：通过在金属表面涂覆一层具有防护性能的物质，如油漆、聚合物和橡胶等，来阻隔金属与外界环境的接触。
4. 合金改性：将其他金属或非金属元素与金属进行合金化，改变金属的组织结构和化学成分，提高其抗腐蚀能力。
5. 热处理：通过加热和冷却等工艺手段，改变金属的晶体结构，提高其物理和化学性能，提高抗腐蚀性能。
6. 阳极保护：通过将一个更容易被腐蚀的金属连接到需要防护的金属上，使其成为阳极，从而减少需要防护金属的腐蚀程度。
7. 控制环境：控制金属周围的环境条件，比如减少湿度、避免金属长时间暴露在潮湿、有害气体等恶劣环境中。
金属腐蚀与防护概述
金属腐蚀与防护概述
金属腐蚀是金属表面受到外界化学或电化学作用而产生的物理
或化学变化，导致金属表面失去原来的性质和功能，最严重时会导
致金属部件的失效或损坏。
常见的金属腐蚀形式包括氧化腐蚀、电
化学腐蚀、干腐蚀等。
为了保护金属免于腐蚀，需要采取防护措施。
下面是几种常见
的金属腐蚀防护措施：
1. 金属涂层防护：在金属表面形成一层涂层，既可以防止金属
接触空气和水分，又能增强金属表面的耐久性和防蚀性，常见的金
属涂层包括涂漆、镀锌等。
2. 阳极保护：通过在金属表面放置一个更活泼金属，使其成为
一个保护阳极，从而保护金属不受电化学腐蚀的影响，常见的阳极
保护方法包括镀铝、镀镍、阴极保护等。
3. 腐蚀抑制剂防护：将防腐液混合在金属表面，形成化学反应，形成一层具有保护功能的化学物质，延长金属的使用寿命，通常将
此类液体称为抑制剂防护。
4. 脱氧化、清洁：金属表面有氧化皮和尘土等能降低表面的腐
蚀防护效果，脱氧化和清洗能够有效改善表面的排毒效应，要想保
证腐蚀保护质量，必须采取这种防护措施。
金属的腐蚀与防护
金属的腐蚀与防护简介：金属是一种常见的材料，在各个领域中都有广泛应用。
然而，金属材料在使用过程中，容易受到腐蚀的影响，从而导致质量下降甚至失效。
本文将探讨金属腐蚀的原因、危害以及常见的防护措施。
一、腐蚀的原因金属腐蚀是指金属在特定环境下与所处介质发生反应，从而引起金属表面或内部的氧化、脱层、破损等现象。
主要原因如下：1. 化学反应：金属与介质中的氧气、水、酸等发生化学反应，形成金属氧化物或金属盐，从而破坏金属结构；2. 电化学反应：金属在电解质溶液中，作为阴阳极参与电化学反应，产生腐蚀电流，导致金属丧失；3. 生物腐蚀：微生物、海洋生物或土壤中的细菌、藻类等对金属表面进行化学作用，加速金属腐蚀；4. 物理因素：高温、高湿度、紫外线、机械刮擦等物理因素也会对金属产生腐蚀影响。
二、腐蚀的危害金属腐蚀带来的危害主要体现在以下几个方面：1. 结构破损：金属腐蚀导致金属结构受损，影响其使用寿命，甚至引发安全事故；2. 功能下降：腐蚀使金属表面变得不平整、粗糙，降低了其原有的功能，如电导性、导热性等；3. 资源浪费：腐蚀使金属材料减少，需要更多的资源进行修复和替换，增加了成本和能源消耗；4. 环境污染：金属腐蚀产生的废物、气体和废水会对环境造成污染，对植物和动物产生不良影响。
三、金属腐蚀的防护措施为了减少金属腐蚀的发生，需要采取一系列的防护措施。
以下是常见的几种防护方法：1. 表面涂层：通过涂覆金属表面的保护膜，阻隔介质对金属的侵蚀。
常见的涂层包括漆膜、涂层、电镀层等；2. 阳极保护：在金属表面附近放置一个具有更高活性的金属，作为阳极进行保护，使其更容易受到腐蚀。
常见的阳极保护材料包括锌合金、铝合金等；3. 防蚀合金：将金属与其他元素进行合金化处理，提高其抗腐蚀性能。
如不锈钢中的铬能形成致密的氧化膜，阻隔外界介质；4. 缓蚀剂：添加适量的缓蚀剂到金属表面，形成保护膜，减缓腐蚀速度。
常见的缓蚀剂有无机盐、有机酸等；5. 电化学防蚀：利用电化学原理，通过施加外电场或电流，实现金属防蚀。
金属的腐蚀与防护
化学腐蚀
在外界环境中的水蒸气、酸碱等物质影响下，金属表面发生氧化还原反应，形成氧化物或其他化合物。例如，当铁暴露于氧和水中时，会形成铁锈（Fe₂O₃·nH₂O），这是一种典型的化学腐蚀现象。
电化学腐蚀
在一定条件下，例如在电解质溶液中，不同电位造成的电流分布变化，会导致金属表面上出现阳极区和阴极区。在阳极区，金属发生氧化反应而溶解，释放出电子；在阴极区，则发生还原反应，这一过程是通过离子在溶液中传递形成闭合回路，从而加剧了金属的整体损失。
三、影响金属腐蚀因素
影响木材及其抗风雨能力的重要因素有很多，包括：
环境湿度
高湿度会加速空气中的氧气、水分与金属的接触，加快氧化反应。因此，在潮湿环境下，金属更易受到腐蚀。
温度
氧化反应通常随着温度升高而境下金属更容易发生严重腐蚀。
pH值
环境中的酸碱程度直接影响着局部区域的电极电位。不同pH值下的介质对不同类型的金属具有不同程度的侵害。例如，低pH值（酸性环境）往往对铁等铸铁材料具有较强的侵袭性。
电化学腐蚀
电化学腐蚀是由于电流在金属表面产生的不均匀分布而导致的。比如，当金属与不同电位的金属连接时，低电位部分会被加速腐蚀。
生物腐蚀
这种腐蚀是由微生物造成的，尤其是在水体中生活的微生物，会通过其代谢过程改变周围环境，从而促进了金属的腐蚀过程。生物膜或污垢层常常在这种情况下形成，进一步加速了腐蚀。
二、金属腐蚀机制
金属的腐蚀与防护
金属腐蚀是指金属在环境的作用下，发生化学或电化学反应，导致其物理和化学性能劣化的过程。腐蚀不仅削弱了金属材料的强度、韧性，还可能引发结构失效，造成巨大的经济损失和安全隐患。因此，了解金属腐蚀的原理和机制，以及实施有效的防护措施，对于延长金属构件的使用寿命，提高工程安全性具有重要意义。
金属的腐蚀与防护
金属的腐蚀与防护在我们的日常生活中，金属是一种我们经常接触到的材料。
从我们的家居设备到车辆和基础设施，金属都得到了广泛的应用。
然而，金属在长时间使用的过程中，会面临一个普遍的问题，那就是腐蚀。
本文将探讨金属的腐蚀原因以及常见的防护方法。
一、腐蚀的原因腐蚀是金属与周围环境发生反应，导致金属表面质量的损失。
金属腐蚀的主要原因可以归结为以下几点：1. 化学反应：金属与空气中的氧气、水分以及其他化学物质发生反应，形成腐蚀产物。
例如，铁的腐蚀是由于氧气和水的存在形成的氧化铁。
2. 电化学反应：金属在电解质溶液中与氧化还原反应发生，形成电极体系。
其中，金属作为阳极发生氧化反应，被溶解为阳极离子。
3. 环境因素：金属腐蚀还与环境的酸碱度、湿度、温度等因素有关。
酸性环境、高湿度和高温都会加速金属的腐蚀过程。
二、常见的金属腐蚀防护方法为了保护金属免受腐蚀的损害，一系列的腐蚀防护方法被开发出来。
下面是一些常见的金属腐蚀防护方法：1. 表面涂层：在金属表面覆盖一层防腐涂料或涂层是常见的防护方法之一。
这可以阻止环境中对金属的直接接触，并减少氧气和水分的接触，从而降低腐蚀的速度。
2. 阴极保护：通过将一种更容易被腐蚀的金属（如锌）与需要保护的金属（如铁）连接在一起，形成一个阴阳极体系。
这样，腐蚀过程会移动到更容易被腐蚀的金属上，保护主要金属不受腐蚀。
3. 合金化处理：通过添加其他元素或合金成分来改变金属的结构，提高金属的抗腐蚀性能。
例如，不锈钢是通过在铁中添加铬和镍来制成的，以增加其抗腐蚀性能。
4. 电镀：将要保护的金属浸入带有活性金属离子的电解质溶液中，在金属表面形成保护性的金属沉积层。
这种方法可以提供一个屏障，阻止环境中的腐蚀物质接触到金属表面。
5. 降低环境因素：通过控制周围环境的酸碱度、湿度和温度等因素，可以减缓腐蚀速度。
例如，在暴露在潮湿环境中的金属表面添加干燥剂可以降低湿度，减少腐蚀的风险。
三、结语金属的腐蚀问题在我们的生活中是一个常见且重要的挑战。
金属腐蚀的防护方法
金属腐蚀的防护方法金属腐蚀是一个全球性的问题，对材料、设备、设施和结构产生重大影响。
为了防止和减轻金属腐蚀的危害，以下是一些常用的金属腐蚀防护方法：1.涂层保护：涂层保护是一种常见的金属腐蚀防护方法。
通过在金属表面涂覆一层耐腐蚀的涂层，如油漆、涂料、塑料等，隔离金属与腐蚀介质，从而减缓或阻止金属腐蚀的进程。
2.改变金属结构：改变金属结构可以改变金属在腐蚀环境中的耐蚀性能。
例如，通过合金化添加耐腐蚀元素，提高金属表面的耐蚀性能。
此外，还可以采用耐腐蚀的合金材料，如不锈钢、钛合金等。
3.电化学保护：电化学保护是通过外部电流或牺牲阳极等方法改变金属表面的电化学状态，使金属表面形成一层保护膜，防止腐蚀介质与金属接触，从而达到防止腐蚀的目的。
4.表面处理：表面处理是通过物理或化学方法改变金属表面的形貌和结构，提高金属表面的耐蚀性能。
例如，表面抛光、喷砂处理、钝化处理等。
5.介质处理：介质处理是通过改变环境中的腐蚀介质来达到防止腐蚀的目的。
例如，去除环境中的腐蚀性气体或离子，控制湿度、温度等环境因素。
6.缓蚀剂：缓蚀剂是一种能够降低金属腐蚀速率的物质。
它们可以吸附在金属表面，形成一层保护膜，或改变金属表面的电化学状态，从而减缓或阻止金属腐蚀的进程。
7.温度控制：温度控制是通过控制环境中的温度来达到防止腐蚀的目的。
例如，通过加热、冷却、控制工作温度等方式，使金属表面保持干燥或维持适宜的温度范围。
8.维护保养：维护保养是通过定期检查、清洁、润滑、维修等方式来保持金属设备和设施的良好状态。
及时发现并修复腐蚀损伤，防止腐蚀进一步发展，是防止金属腐蚀的重要措施之一。
综上所述，以上这些方法可以单独或结合使用，以有效地防止和减轻金属腐蚀的危害。
在实际应用中，应根据具体的情况选择合适的方法。
金属的腐蚀与防护
金属的腐蚀与防护
金属的腐蚀是指金属与其周围环境中的化学物质相互作用，导致金属表面发生氧化、腐蚀或损坏的过程。
金属的腐蚀主要由以下几种因素引起：
1. 氧气：金属与氧气相结合形成氧化物，如铁与氧气结合
形成铁锈。
2. 湿度：水分可以加速金属的腐蚀过程，称为湿氧腐蚀。
3. 酸碱物质：酸、碱等具有腐蚀性的物质可以对金属表面
造成损坏。
4. 盐水：海水等盐性溶液中的离子对金属具有强腐蚀性。
为了防止金属的腐蚀，常采用以下几种防护方法：
1. 金属涂层：在金属表面涂覆一层耐腐蚀的涂层，如漆、
涂料、金属镀层等。
涂层可以隔离金属与环境的接触，起
到防腐蚀的作用。
2. 阳极保护：在金属表面放置一个更容易被腐蚀的金属，
使其成为阴极，从而保护金属不受腐蚀。
例如，在铁制品
上涂层锌，形成镀锌钢。
3. 防蚀剂：使用含有防腐剂的溶液或涂料处理金属表面，
形成保护膜，起到阻止腐蚀的作用。
4. 优化设计：合理设计金属结构，减少金属表面积暴露在
腐蚀介质中，避免暴露在高湿度或腐蚀性环境中。
需要注意的是，不同金属在不同环境下的抗腐蚀性能各异，因此在选择防护方法时需考虑具体情况，并根据金属的特
性和所处环境进行合理的腐蚀防护措施。
金属的腐蚀与防护
金属的腐蚀与防护
金属的腐蚀是指金属与外界环境中的氧、水、酸、碱等物质发生化学反应，导致金属表面发生氧化、溶解或剥落的现象。
常见的金属腐蚀有铁锈、铝腐蚀等。
金属的腐蚀可以通过以下几种方式进行防护：
1. 防止氧气和水的接触：金属腐蚀主要是由于金属与氧气和水发生反应而引起的，因此可以通过涂层、涂漆等方法将金属与氧气和水隔离开来，防止接触。
2. 添加防腐剂：在金属表面涂覆一层含有防腐剂的涂层，可以形成一层保护膜，防止氧气和水的侵蚀，延缓金属的腐蚀速度。
3. 电化学防护：也称为阳极保护，可以通过在金属表面加上一层不容易被腐蚀的金属，将金属本身作为靶阴极，从而保护金属不被腐蚀。
4. 良好的维护保养：定期清洗金属表面的污垢、油脂等，及时修复和更换出现腐蚀的金属部件，可以延长金属的使用寿命。
5. 使用耐腐蚀的金属：对于一些要求较高的场合，可以选择使用具有较好耐腐蚀性能的金属，如不锈钢、铝合金等。
需要注意的是，不同的金属在不同环境条件下的腐蚀速度和防护方法也有所不同，具体应根据实际情况进行选择和应用。
金属的腐蚀与防护
金属的腐蚀与防护金属腐蚀是指金属材料在其所在环境中因化学或电化学反应发生的降解现象。
这一过程导致金属结构强度显著降低，从而影响其功能和使用寿命。
因此，在工程和材料科学领域，理解金属腐蚀的机制以及有效的防护手段显得极为重要。
一、金属腐蚀的类型金属腐蚀主要可以分为以下几种类型：均匀腐蚀均匀腐蚀是最常见的形式，特点是在整个金属表面上均匀地减薄通常由氧气和水分子引起。
此类型很难觉察，尤其是在较小的物体上。
均匀腐蚀的速率受温度、pH值、离子浓度等多种因素影响。
局部腐蚀局部腐蚀常集中在某些特殊区域，常见的包括：点蚀：在金属表面形成小而深入的孔洞。
点蚀往往是由于局部环境缺乏氧气或受到污染造成。
沟槽腐蚀：这种形式通常发生在两种不同金属接触的地方，或者金属表面有异物覆盖。
晶间腐蚀：这种现象主要在某些合金中出现，造成金属晶界处迅速氧化，导致结构脆弱。
电化学腐蚀电化学腐蚀涉及金属材料与其环境之间的电流流动，与温度、电解质浓度和电位差密切相关。
这种类型的腐蚀通常被认为是最复杂且破坏性最大的。
疲劳腐蚀疲劳腐蚀是指在循环载荷下，结合化学腐蚀的影响。
此类腐蚀通常用于高强度材料，例如航空航天器材和艇船等。
二、导致金属腐蚀的因素环境因素金属所处的环境是决定其腐蚀程度的重要因素。
湿度、酸碱度、温度和存在于空气中的污染物等都会加速金属的氧化过程。
合金成分不同元素及其配比对抗腐蚀性能有直接影响。
例如，不锈钢中添加铬会提高耐腐蚀能力，但加入镍却可能导致更高成本。
表面状态金属表面的处理状态，如光滑状态还是粗糙状态，也会影响其耐腐蚀性能。
一般来说，表面愈光滑愈容易抵抗腐蚀。
电化学关系当两个不同金属接触时，它们形成了电池作用，可能导致一定速度的加速腐蚀。
这种效应亦被称为“异种金属腐蚀”。
三、金属腐蚀的检测方法为了有效地评估和预防金属腐蚀，需要采用多种检测手段：视觉检验通过肉眼观察，了解金属表面的变化。
这通常作为初步筛查手段，有助于快速识别较大面积的均匀或局部腐蚀现象。
金属的腐蚀与防护实验
金属的腐蚀与防护实验引言：金属腐蚀是指金属在特定环境中与周围介质发生化学或电化学反应导致其逐渐破坏的现象。
金属腐蚀不仅会减少金属材料的使用寿命，还对工业生产、基础设施等方面造成了严重的经济损失。
因此，研究金属腐蚀的机理和开发有效的防护措施对于改善材料耐蚀性具有重要意义。
本文将介绍一些常见的金属腐蚀实验方法和防护技术，以帮助了解和应对金属腐蚀问题。
一、金属腐蚀实验方法1. 腐蚀速率测定实验腐蚀速率测定实验是通过定量检测金属在特定环境中被腐蚀的速率来评估材料的耐腐蚀性能的。
常用的方法有失重法、电化学法和微观测量法等。
其中，失重法是最常见的实验方法之一，通过在特定环境中浸泡金属样品，然后测量样品在一段时间内的质量变化，从而计算出金属的腐蚀速率。
2. 构建电化学腐蚀实验系统电化学腐蚀实验是用来研究金属在电解质溶液中受电化学反应的影响。
构建一个电化学腐蚀实验系统需要的设备包括电化学工作站、扫描电位计、电化学腐蚀池等。
实验过程中，通过控制电位、电流等参数来模拟不同腐蚀环境，从而研究金属在特定电化学条件下的腐蚀机制。
3. 金属腐蚀形貌观察通过光学显微镜、扫描电子显微镜等仪器，观察腐蚀金属的表面形貌和微观结构变化。
这些观察可以帮助我们更好地理解金属腐蚀的机理，并为防护技术的开发提供具体参考。
二、金属腐蚀的分类金属腐蚀可以分为化学腐蚀和电化学腐蚀两类。
1. 化学腐蚀化学腐蚀是指金属在无电流条件下与周围环境中的化学物质发生反应导致金属受损的过程。
常见的化学腐蚀类型有酸腐蚀、碱腐蚀、盐腐蚀和氧化腐蚀等。
不同的金属在不同的环境中会发生不同类型的化学腐蚀。
2. 电化学腐蚀电化学腐蚀是指金属在电解质溶液中由于电化学反应而受到腐蚀的过程。
电化学腐蚀通过电子迁移和离子迁移两个步骤进行，其中电子迁移导致金属的离子化，离子迁移使离子迁移到金属的表面或远离金属表面。
常见的电化学腐蚀类型有腐蚀电池、差电池腐蚀和受控电位腐蚀等。
三、金属腐蚀的原因金属腐蚀的原因主要有以下几个方面：1. 环境因素：包括湿度、温度、pH值、氧气含量、盐度等；2. 金属材料的成分：不同金属材料的成分会影响其对特定环境的耐腐蚀能力；3. 金属的微观结构：晶界、晶粒大小、缺陷等对金属的腐蚀行为有重要影响。
金属的腐蚀与防护
全面腐蚀的破坏方式
韧 性 失 效
腐蚀导 致材料有效 厚度减薄， 引起“超压 ”，经塑性 变形后产生 破裂。
脆 断 失 效
腐蚀介 质的作用使材 料成份发生变 化，导致材料 脆化，且有效 厚度减薄，并 在应力作用下 引起断裂。
一、金属的腐蚀
磨损腐蚀
由腐蚀和磨损联合 作用引起的损伤过程。
高速流动的腐蚀介质（气体或）液体 对金属材料冲刷，导致金属表面的保 护膜破损，加速了破口处的腐蚀。 其表现形式有： 湍流腐蚀和冲击腐蚀 空泡腐蚀
一、金属的腐蚀
湍流腐蚀和冲击腐蚀机理
高速流体 湍流 切应力
完好的膜 （阴极）
+
破坏钝化膜 电解质 溶液 原电池
一、金属的腐蚀
间隙腐蚀机理
缝隙 积液 浓度差
电位低 （阳极）
+
电解质 溶液
+
电位高 （阴极）
电化学腐蚀
原电池
催化腐蚀
缝内 （阳极）
+
电解质 溶液
+
缝外 （阴极）
耗O2
阻塞腐蚀 电位差
一、金属的腐蚀
泄漏失效
破坏形式
爆破失效
防止方法
采用抗缝隙腐蚀的金属或合金材料； 采用合理的设计方案，解决或降低缝隙腐蚀程度。严重的腐 蚀往往由于连接处结构不合理，造成缝隙、死角，使腐蚀溶液易积 存造成的。如，法兰配合不严密，或选用不适宜的垫片等等； 采用电化学保护。用负电性强的金属作阳极，与易发生缝隙 腐蚀的金属（阴极）部位构成电化学体系，从而使其得到保护。也 可以采用外接电源的方法使缝隙得到电化学保护； 采用缓蚀剂保护 采用耐蚀材料、适当加大流动速度。
金属的腐蚀与防护
金属的腐蚀与防护金属是一种常见而重要的材料，广泛应用于工业、建筑、制造等领域。
然而，金属在使用过程中常常面临腐蚀的问题，对其性能和使用寿命造成了严重影响。
因此，了解金属腐蚀的原因和防护方法显得尤为重要。
一、金属腐蚀的原因金属腐蚀是由于金属与环境中的氧气、水和其他化学物质发生反应而导致的。
以下是几个常见的金属腐蚀原因：1. 电化学腐蚀：电化学腐蚀是金属在电解质溶液中受到外加电位作用而发生的腐蚀。
金属表面存在着自然的氧化膜，当金属与电解质接触时，形成一个电池，产生氧化还原反应，导致金属腐蚀。
2. 化学腐蚀：化学腐蚀通常是由于金属与酸、碱等化学物质直接接触而引起的。
这些化学物质腐蚀金属表面，破坏其结构，使金属失去原有的性能。
3. 氧化腐蚀：金属与空气中的氧气发生反应而引起的腐蚀称为氧化腐蚀。
氧化腐蚀是一种常见的金属腐蚀形式，例如铁与氧气发生氧化反应产生铁锈。
二、金属腐蚀的防护方法为了延长金属的使用寿命，减少腐蚀带来的负面影响，人们采取了各种防护方法。
以下是几种常见的金属腐蚀防护方法：1. 金属涂层：涂层是一种常见的金属腐蚀防护方法。
通过在金属表面形成一层保护膜，阻隔金属与环境的接触，减少氧气、水分和化学物质对金属的腐蚀作用。
常用的涂层材料包括涂漆、镀层等。
2. 阳极保护：阳极保护是一种利用电化学原理来防护金属腐蚀的方法。
通过向金属表面提供一个较为容易腐蚀的阳极，使金属处于被保护的状态，避免与环境中的氧气发生氧化反应。
3. 金属合金：金属合金是由两种或多种金属混合而成的材料。
通过合金的方式可以提高金属的抗腐蚀性能，减少腐蚀的发生。
例如，不锈钢是一种使用广泛的金属合金，它具有较高的耐腐蚀性能。
4. 防护涂层：防护涂层可以在金属表面形成一层保护膜，以减少金属与环境的接触，降低腐蚀的发生。
常见的防护涂层材料有陶瓷涂层、有机涂层等。
三、金属腐蚀与环境因素金属腐蚀的发生与环境因素密切相关。
以下是几个常见的环境因素对金属腐蚀的影响：1. 温度：高温环境会加速金属腐蚀的速度。
金属的腐蚀与防护..
2、按需排流 由以上各个国家目前的排流指标标准不一，国内
很多排流现场的直流干扰源与土壤湿度和电阻率各不相同这些情况 出发，研究设计一款能按需排流的排流器是非常必要的。如：当以 英国标准排流时，将正向极化电位设置为20mV，当极化电位大于 20mV时，排流器接通管道与牺牲阳极，开始排流；当极化电位小于 20mV时，排流器断开管道与牺牲阳极，关闭排流，以此类推，当在 不同的直流干扰源与土壤湿度和电阻率下，选择设定需要的排流电 位值，即可实现不同地理环境下的按需排流。按需排流最大的优势 就是在不需要排流的的情况下不接通阳极，大大减缓了阳极的腐蚀 速率，增加了阳极的使用寿命。
三、物理腐蚀：
金属由于单纯的物理溶解作用而引 起的 破坏。
管道腐蚀
以上三种腐蚀在电气化铁路沿线的 石油管道中都存在，只不过是考量那一种 腐蚀的腐蚀速率最快，对管道具有保护要 求 。就目前世界各国的研究表明，在这些 地下管道和地下埋地金属中，最应该关注 的就是电化学腐蚀，因为只要有电化学腐 蚀的环境其腐蚀速率要远远大于其他两种 腐蚀速率。
当电位检测算法得到所采集到的准确数据后，我 们将采用快速傅里叶算法处理由电位检测算法送来的管地 电位信号，准确判定管地电位极化方向的趋势以及大小， 由于快速傅里叶算法一般用于通讯领域，因此要想作为管 地极性判定还得花重精力研发。
3、主/备回路控制算法
因为主回路和备用回不是同时工作，因此怎么 将主备回路的工作时序用代码表示出来，也将成为一个难 点。
现有排流设备
现有设备不做任何检测，都采用通过二极管直 接连接镁阳极，无论何时，都在排流，消耗镁阳极，原理 图如下：
考点21金属的腐蚀与防护
考点21金属的腐蚀与防护【核心考点梳理】一、金属的腐蚀1．金属腐蚀(1)概念：金属或合金与周围的气体或液体发生氧化还原反应而引起损耗的现象。
(2)由于与金属接触的气体或液体物质不同，发生腐蚀的情况也不同，一般金属腐蚀可分为两类：①化学腐蚀：金属与其表面接触的一些物质(如O2、Cl2、SO2等)直接反应而引起的腐蚀。
温度对化学腐蚀的影响很大。
①电化学腐蚀：当不纯的金属与电解质溶液接触时会发生原电池反应，比较活泼的金属发生氧化反应而被腐蚀。
2．钢铁的电化学腐蚀由于条件不同，钢铁腐蚀可分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀两种类型。
析氢腐蚀吸氧腐蚀示意图钢铁的析氢腐蚀示意图钢铁的吸氧腐蚀示意图水膜环境在酸性环境中水膜酸性很弱或呈中性负极反应Fe－2e－===Fe2＋2Fe－4e－===2Fe2＋正极反应2H＋＋2e－===H2↑O2＋4e－＋2H2O===4OH－总反应Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2、4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3联系吸氧腐蚀更普遍多危害更大。
(2)析氢腐蚀和吸氧腐蚀取决于金属表面电解质溶液的酸碱性，实际情况中以吸氧腐蚀为主。
(3)钢铁发生析氢腐蚀或吸氧腐蚀时，负极都是铁，失电子生成Fe2＋，而非Fe3＋。
【核心归纳】1．金属腐蚀快慢比较(1)在同一电解质溶液中：电解池原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀。
(2)同一种金属在相同浓度不同介质中腐蚀由快到慢的顺序为强电解质溶液>弱电解质溶液>非电解质溶液。
(3)有无保护措施的腐蚀快慢顺序：无保护措施的金属腐蚀>有一定保护措施的金属腐蚀>牺牲阳极的阴极保护法引起的金属腐蚀>有外加电流的阴极保护法引起的金属腐蚀。
(4)对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀速率越快。
二、金属的防护1．改变金属材料的组成在金属中添加其他金属或非金属可以制成性能优异的合金。
金属的腐蚀与防护知识点总结
金属的腐蚀与防护知识点总结
金属的腐蚀与防护是材料科学和工程中的一个重要领域。
以下是几个关键的知识点总结：
1. 金属腐蚀的类型：金属腐蚀可以分为电化学腐蚀和化学腐蚀两种类型。
电化学腐蚀是指金属在电解质溶液中发生的氧化还原反应，其中金属被氧化为阳离子，而电子被转移到其他位置。
化学腐蚀是指金属与非电解质溶液或气体发生的化学反应。
2. 腐蚀的影响因素：金属腐蚀受到多种因素的影响，包括环境因素（如湿度、温度、酸碱度等）、金属的物理和化学性质、金属表面的处理状态以及金属与其他材料的接触等。
3. 常见的金属腐蚀防护方法：为了保护金属不被腐蚀，可以采取以下几种防护方法：
- 使用防腐涂层：如喷涂或浸涂一层防腐漆、涂覆一层防腐薄膜等。
- 电化学防护：如电镀、阳极保护等。
- 使用金属合金：将易腐蚀的金属与其他金属或非金属元素进行合金化，提高材料的抗腐蚀性能。
- 表面处理：如酸洗、磷化、镀铬等，改变金属表面的化学性质和形貌，增加其抗腐蚀性能。
- 使用缓蚀剂：添加一定量的缓蚀剂到腐蚀介质中，减缓金属的腐蚀速率。
4. 腐蚀监测与评估：对于一些重要的金属构件，需要进行腐蚀监测与评估，以及时发现和处理潜在的腐蚀问题。
常用的方法包括金属损失测量、电化学测试（如极化曲线法、电化学阻抗谱法等）和无损检测技术（如超声波检测、X射线检测等）。
总之，了解金属腐蚀的类型、影响因素以及常见的防护方法是保护金属材料的关键。
通过合理的防护措施和监测评估，可以延长金属构件的使用寿命，减少损失和事故的发生。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
金属的腐蚀与防护一、学习任务分析本节课选自苏教版化学反应原理专题1第三单元，主要介绍了金属的电化学腐蚀和防护，其中主要介绍了钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀，以及牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法，本节课安排在原电池的工作原理和电解池的工作原理之后，是对电化学知识内容的延伸和深化。
二、学习者分析在学习本节课之前，学生已经学习过原电池及电解池的相关知识，这对本节课的学习打好了良好的基础，学生在学习电化学防护时能举一反三，通过思考来更好的掌握新知识，但是，在讲到钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀时，学生可能会有疑问，理解起来会有一定难度，因此应着重讲解。
三、教学目标（一）知识与技能1.理解化学腐蚀和电化学腐蚀的区别。
2.掌握钢铁腐蚀的两种情况。
3.知道金属防护的不同方法。
（二）过程与方法1.通过问题讨论和实验探究的过程，了解化学研究的一般方法，初步形成分析推理、综合归纳的能力。
2.通过学生的看、思、说培养学生的整体思维能力。
（三）情感态度与价值观1.通过资料、图片，了解金属腐蚀对国民经济造成的危害，激发社会责任感；学生通过探究性学习和展示，让学生获取成功。
2.培养学生勇于实践、乐于探索的科学素养；提高学生珍惜资源、保护环境的科学意识。
四、教学准备ppt课件五、教学过程【引入】同学们，在日常生活中，我们经常看到铁制品生锈，铝制品表面出现白斑，一些美观的金属制品使用一段时间后表面失去光泽·····这些其实都是金属的腐蚀现象。
那么，金属腐蚀所带来的损失非常巨大，大家说说看什么是金属腐蚀？【生】金属或合金与周围环境中的物质发生化学反应而腐蚀损耗的现象。
【师】是的，这就是金属腐蚀的概念。
那么在这里我们将金属腐蚀分为两种，哪两种？【生】化学腐蚀和电化学腐蚀。
【师】很好，我们把金属腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀（同时板书）。
同学们知道化学腐蚀和电化学腐蚀的区别在哪儿吗？【生】化学腐蚀是指金属与其他物质直接接触发生氧化还原反应而引起的腐蚀，电化学腐蚀是指不纯的金属或合金发生原电池反应而引起的腐蚀。
【师】非常好。
大家要注意化学腐蚀是金属和其他物质直接接触，而电化学腐蚀是不纯的金属或合金在环境中发生原电池反应。
【板书】一、金属腐蚀化学腐蚀：直接腐蚀电化学腐蚀：原电池反应【师】我们知道这两种腐蚀都是氧化还原反应，它们的本质都是？【生】金属失去电子被氧化的过程。
【师】对的，但是在现实生活中，电化学腐蚀现象要比化学腐蚀现象严重得多，其中钢铁在潮湿的空气中生锈就是最典型的电化学腐蚀。
【板书】二、钢铁的电化学腐蚀【师】大家看ppt上的这幅图，这是一幅钢铁在潮湿环境中的腐蚀示意图，钢铁中有铁和碳，由于是潮湿环境，所以钢铁表面附着了一层水膜，这层水膜可以构成一个电解质溶液，铁做负极，碳做正极，由此构成了原电池，发生了电化学腐蚀。
根据这层水膜中的酸性的强弱，钢铁的电化学腐蚀又可以分为？【生】吸氧腐蚀和析氢腐蚀。
【师】我们之前在必修二中有学到过析氢腐蚀和吸氧腐蚀的区别，当水膜中溶液显中性或是弱酸性时，发生什么腐蚀？【生】吸氧腐蚀【师】是的，当水膜中溶液显中性或是弱酸性时，钢铁发生了吸氧腐蚀，大家看这幅图，在图中，铁做负极失去电子，在正极，溶解在水膜中的氧气得到电子，生成氢氧根离子（同时板书写下正负极电极方程式和总方程式）。
到这里反应并没有停止，由于氢氧化亚铁很容易被氧气氧化成氢氧化铁，而氢氧化铁容易脱去一部分水生成Fe2O3·nH2O，它就是铁锈的主要成分。
【提问】那么析氢腐蚀需要在什么条件下发生呢？【生】酸性较强【师】对，钢铁表面吸附的水膜酸性较强时，腐蚀过程中会不断有H2放出，发生析氢腐蚀。
下面请同学们根据这幅示意图写出析氢腐蚀的电极反应式和总方程式。
下面同学也拿出纸和笔写一下，我请一位同学来黑板上写一下。
【生】负极：Fe - 2e－= Fe2+正极：2H+ + 2e－= H2↑总：Fe + 2H+ = Fe2++ H2↑【师】大家看一下他写的对不对？【生】对【师】是的，析氢腐蚀时负极还是铁去失去电子，而在正极由于水膜酸性较强，因此是氢离子去得电子生成了氢气。
【板书】【思考交流】结合金属的腐蚀类型说说钢铁腐蚀主要以哪种为主？【生】吸氧腐蚀。
【师】对，由于钢铁所处的外部环境通常比较干燥，氧气的存在又比较广泛，且原电池反应要比一般的氧化还原反应速率高，所以钢铁主要是电化学腐蚀，又因为钢铁表面一般不会遇到酸性较强的溶液，因此钢铁的腐蚀主要是吸氧腐蚀。
【思·悟1】金属活动顺序表中排在“H”后的金属能发生析氢腐蚀吗?【生】不能。
排在“H”后的金属不能置换出酸中的氢，只能发生吸氧腐蚀。
【思·悟2】将纯铁放入稀硫酸中，发生的是析氢腐蚀吗?【生】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，纯铁遇稀硫酸发生的是化学腐蚀。
【交流与讨论】请大家翻到课本的25页交流与讨论上面的内容。
请解释下列有关铁生锈的原因。
【师】1.相对于在内河行驶的轮船来说，海轮更容易被腐蚀。
【生】海水中有大量的如氯化钠一样的电解质，电解质溶液浓度大，因此海轮更容易被腐蚀。
【师】2.1910年遗留在南极的食品罐头盒，至今其表面很少有铁锈出现。
【生】常年在零度以下，化学腐蚀在这样的温度时不容易发生。
【师】3.用于连接铜板的铁螺丝容易生锈。
【生】吸氧腐蚀。
【师】4.当化工厂排出的废气为酸性时，工厂附近的钢铁设施容易生锈。
【生】析氢腐蚀。
【拓展训练】略【师】学习过了电化学腐蚀，我们现在来了解一下金属的防护措施。
那么，我们一般有一下几种方法：1.改变金属内部结构。
比如制合金，我们日常生活中最常见的是不锈钢，工艺上在其中掺入了一些防腐蚀的元素，铬和镍等等。
2.在金属表面覆盖保护层。
比如在钢铁表面涂油或油漆，覆盖塑料，镀不活泼金属等。
通过上述措施使钢铁与空气、水隔绝，以达到防止钢铁腐蚀的目的。
由于金属常常发生电化学腐蚀，因此，我们今天来重点了解一下电化学防护措施。
3.电化学防护。
a.牺牲阳极的阴极保护法。
它所采用的是原电池原理，将被保护金属与比其更活泼的金属连接在一起，更活泼的金属作负极不断被腐蚀，可定期更换，而作为正极的金属就能不被腐蚀而得到保护。
常用于保护海轮外壳及石油管道等。
（加上图片解释）【提问】大家想想看我们还可以用什么原理来防止金属腐蚀？【生】电解池原理。
【师】很好，我们常用的另一种方法就是利用电解池原理的外加电流的阴极保护法。
如图所示，将被保护的钢铁作为阴极，另一附加惰性电极作为阳极，两者都处在电解质溶液（如海水）中，接上外加直流电源。
通电后，电子流向被保护的钢铁设备，在钢铁表面积累了大量的负电荷，从而抑制钢铁失去电子，组织钢铁被腐蚀。
【板书】三、金属防护1.改变金属内部结构。
2.在金属表面覆盖保护层。
3.电化学防护。
a.牺牲阳极的阴极保护法。
(原电池原理）被保护的金属作正极b.外加电流的阴极保护法。
(电解池原理）被保护的金属作阴极【思考1】金属铝比金属铁还要活泼，但铝却经久耐用，这是为什么？【生】金属铝在空气中很容易被氧化，生成的氧化物薄膜非常致密，可以阻止铝进一步被氧化。
【思考2】白铁皮(镀锌铁板)的镀层遭到破坏后，是否还起到保护铁的作用？【生】白铁皮的镀层破坏后，因为镀层金属锌的活泼性比铁强，因此当发生电化学腐蚀时，铁将作原电池的正极，会被保护。
【师】最后，我们来学习下金属腐蚀快慢的规律。
大家把这几条规律记一下。
【ppt展示】1.作电解池的阳极>作原电池的负极>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀。
2.对同一种金属来说，在不同的电解质溶液中腐蚀的快慢规律：强电解质溶液>弱电解质溶液>非电解质溶液。
3.活泼性不同的两种金属，活泼性差别越大，活泼性强的金属腐蚀越快。
4.对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。
（适当讲解解释一番）【师】那么在采取防腐蚀措施时也有从好到差的顺序：【习题】例1.下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是( )A．纯银器表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗B．当镀锡铁制品的镀层破损时，镀层仍能对铁制品起保护作用C ．在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法D ．可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀(2012·东营高二质检)如图所示，各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时，由快到慢的顺序是()A ．④>②>①>③B ．②>①>③>④C ．④>②>③>①D ．③>②>④>① 例3:下列金属防腐的措施中,使用外加电流的阴极保护法的是 () A.水中的钢闸门连接电源的负极B.金属护栏表面涂漆C.汽车底盘喷涂高分子膜D.地下钢管连接镁块六、板书设计金属的腐蚀与防护一、金属腐蚀化学腐蚀：直接腐蚀电化学腐蚀：原电池反应二、钢铁的电化学腐蚀三、金属的防护1.改变金属内部结构。
2.在金属表面覆盖保护层。
3.电化学防护。
a.牺牲阳极的阴极保护法。
(原电池原理）被保护的金属作正极b.外加电流的阴极保护法。
(电解池原理）被保护的金属作阴极四、判断金属腐蚀快慢的规律。