电化学课程读书报告金属腐蚀与防护
金属腐蚀与防护的实验报告-中南大学粉冶院
![金属腐蚀与防护的实验报告-中南大学粉冶院](https://img.taocdn.com/s3/m/55424325f011f18583d049649b6648d7c0c7085c.png)
⾦属腐蚀与防护的实验报告-中南⼤学粉冶院实验⼀恒电位法测定阳极极化曲线⼀、⽬的1.了解⾦属活化、钝化转变过程及⾦属钝化在研究腐蚀与防护中的作⽤。
2.熟悉恒电位测定极化曲线的⽅法。
3.通过阳极极化曲线的测定,学会选取阳极保护的技术参数。
⼆、实验基本原理测量腐蚀体系的极化曲线,实际就是测量在外加电流作⽤下,⾦属在腐蚀介质中的电极电位与外加电流密度(以下简称电密)之间的关系。
测量极化曲线的⽅法可以采⽤恒电位和恒电流两种不同⽅法。
以电密为⾃变量测量极化曲线的⽅法叫恒电流法,以电位为⾃变量的测量⽅法叫恒电位法。
⼀般情况下,若电极电位是电密的单值函数时,恒电流法和恒电位法测得的结果是⼀致的。
但是如果某种⾦属在阳极极化过程中,电极表⾯壮态发⽣变化,具有活化/钝化变化,那么该⾦属的阳极过程只能⽤恒电位法才能将其历程全部揭⽰出来,这时若采⽤恒电流法,则阳极过程某些部分将被掩盖,⽽得不到完整的阳极极化曲线。
在许多情况下,⼀条完整的极化曲线中与⼀个电密相对应可以有⼏个电极电位。
例如,对于具有活化/钝化⾏为的⾦属在腐蚀体系中的阳极极化曲线是很典型的。
由阳极极化曲线可知,在⼀定的电位范围内,⾦属存在活化区、钝化过渡区、钝化区和过钝化区,还可知⾦属的⾃腐蚀电位(稳定电位)、致钝电密、维钝电密和维钝电位范围。
⽤恒电流法测量时,由⾃腐蚀电位点开始逐渐增加电密,当达到致钝电密点时⾦属开始钝化,由于⼈为控制电密恒定,故电极电位突然增加到很正的数值(到达过钝化区),跳过钝化区,当再增加电密时,所测得的曲线在过钝化区。
因此,⽤恒电流法测不出⾦属进⼊钝化区的真实情况,⽽是从活化区跃⼊过钝化区。
图1 恒电位极化曲线测量装置三、实验仪器及药品电化学⼯作站CHI660D、铂电极、饱和⽢汞电极、碳钢、天平、量筒、烧杯、电炉、⽔砂纸、U型管蒸馏⽔、碳酸氢铵、浓氨⽔、浓硫酸、琼脂、氯化钠、氯化钾、⽆⽔⼄醇、棉花四、实验步骤1.琼脂-饱和氯化钾盐桥的制备烧杯中加⼊3g琼脂和97ml蒸馏⽔,使⽤⽔浴加热法将琼脂加热⾄完全溶解。
金属的电化学腐蚀与防护教学反思(优秀6篇)
![金属的电化学腐蚀与防护教学反思(优秀6篇)](https://img.taocdn.com/s3/m/bd10f77f0a4c2e3f5727a5e9856a561252d32109.png)
金属的电化学腐蚀与防护教学反思(优秀6篇)金属的电化学腐蚀与防护教学反思篇一本节课的教学任务是两个考点:1、比较金属活动性顺序的方法;2、以金属为主线的工业流程图。
这两个考点运用的知识都是金属的化学性质和金属的活动性顺序。
通过本节课的教学及课后的思考,反思如下:一、行之有效的方法1、采用学生自主学习的课堂模式。
学生通过思考、讨论、分析、归纳、总结等过程,既掌握和巩固了考点的知识,又提升了学习的能力。
2、通过先练习考题再归纳总结的学习方法,学生从点到面的学习过程中,学会整合知识,培养学生举一反三,触类旁通的能力。
3、通过自己思考、归纳总结,学生对知识的理解和掌握都更加透彻。
反馈在学生作业[课后提升]中,大部分学生的做题思路清晰,答案准确率高。
4、课堂上请学生讲解思路、归纳和总结知识的次数比较多。
很好的培养了学生的表达能力和语言组织能力。
由于长期的积累,所以大部分学生的语言组织表达能力都较好。
5、在思考、讨论、归纳、总结等环节活动汇报成果时,没有采用学习小组长汇报成果,而是采用点名汇报的方式。
让学生在学习活动中的参与面更广,避免有学生没有有效参与到自主学习的各个环节中。
这对教学中的全体性很有必要。
二、不足之处1、进行堂上练习,这对及时反馈所学知识的巩固与运用非常有必要,而本节课的堂上练习较少,大部分在[课后提升]中完成。
这是本人在以后的课堂教学和课堂设计中应改进和完善的地方。
2、化学是一门与生活息息相关的学科,在化学的教学中应结合生活实际,把知识运用在解决生活中的问题。
本课在以金属为主线的工业流程图的。
学习中有进行有关生活、生产中问题解决的教育教学。
但本课总体与生活的联系较少,这也是本节课的教学中有待改进的地方。
总体上,本人认为这是一节温暖的实效复习课。
虽然没有引人入胜的引入,也没有流连忘返的结尾,但课堂气氛融洽,师生的情感交流真挚;虽然不足之处很多,要改进的地方也很多,但学生和老师都得到了成长,收获了过程,也收获了结果!金属的电化学腐蚀与防护教学反思篇二今天上完这节课,得到与会专家和同行的一致好评。
《金属的电化学腐蚀与防护》 讲义
![《金属的电化学腐蚀与防护》 讲义](https://img.taocdn.com/s3/m/387e6649b5daa58da0116c175f0e7cd184251892.png)
《金属的电化学腐蚀与防护》讲义一、金属腐蚀的危害在我们的日常生活和工业生产中,金属材料无处不在。
从小小的螺丝钉到庞大的桥梁建筑,金属都发挥着至关重要的作用。
然而,有一个“敌人”始终威胁着金属的稳定存在,那就是腐蚀。
金属腐蚀会带来诸多严重的危害。
首先,它会导致金属材料的强度降低,使得原本坚固的结构变得脆弱不堪。
比如,一座长期遭受腐蚀的桥梁,可能会在某一天突然坍塌,造成无法估量的生命和财产损失。
其次,腐蚀会增加设备的维修和更换成本。
工厂里的机器设备如果经常受到腐蚀,就需要频繁地进行维修,甚至提前更换,这无疑会增加企业的生产成本,降低生产效率。
再者,金属腐蚀还可能造成环境污染。
一些腐蚀产物可能是有毒有害物质,它们进入土壤、水源,会对生态环境造成破坏。
二、金属电化学腐蚀的原理要理解金属的电化学腐蚀,我们首先得明白什么是电化学。
简单来说,电化学就是研究电能和化学能相互转化的一门科学。
当金属与周围的电解质溶液接触时,就可能发生电化学腐蚀。
这主要包括两种常见的类型:吸氧腐蚀和析氢腐蚀。
吸氧腐蚀通常在中性或弱酸性环境中发生。
以铁为例,铁会失去电子变成亚铁离子进入溶液:Fe 2e⁻= Fe²⁺。
同时,空气中的氧气在水的作用下得到电子,生成氢氧根离子:O₂+ 2H₂O + 4e⁻= 4OH⁻。
亚铁离子和氢氧根离子进一步反应,生成氢氧化亚铁,氢氧化亚铁再被氧化为氢氧化铁,最终形成铁锈。
析氢腐蚀则常见于酸性较强的环境。
还是以铁为例,铁失去电子:Fe 2e⁻= Fe²⁺,同时溶液中的氢离子得到电子生成氢气:2H⁺+2e⁻= H₂↑。
三、影响金属电化学腐蚀的因素金属电化学腐蚀的速率和程度受到多种因素的影响。
首先是金属本身的性质。
不同的金属在相同的环境中,腐蚀的难易程度是不同的。
例如,在潮湿的空气中,铁很容易生锈,而金则几乎不会被腐蚀。
这是因为金的化学性质非常稳定,不容易失去电子。
其次是环境因素。
湿度、温度、酸碱度等都会对腐蚀产生重要影响。
金属材料的电化学腐蚀行为与防护
![金属材料的电化学腐蚀行为与防护](https://img.taocdn.com/s3/m/b275155d1fd9ad51f01dc281e53a580216fc502f.png)
金属材料的电化学腐蚀行为与防护引言:金属材料是广泛应用于工业和日常生活中的重要材料之一。
然而,金属材料在使用过程中往往会受到电化学腐蚀的影响,而腐蚀会导致金属材料性能下降、损坏甚至失效。
因此,了解金属材料的电化学腐蚀行为及其防护对于延长材料寿命、提高使用性能具有重要意义。
一、电化学腐蚀行为1. 腐蚀机理金属腐蚀主要是通过电化学反应进行的。
在电化学腐蚀中,金属表面发生氧化和还原反应,形成电荷传递过程,导致金属离子溶解和产生腐蚀产物。
2. 影响因素电化学腐蚀行为受多种因素影响,包括金属材料的组成、结构、表面状态、溶液环境等。
其中,溶液环境的酸碱度、温度、溶解氧含量等因素对金属腐蚀具有重要影响。
3. 腐蚀类型金属腐蚀可分为多种类型,包括常见的均匀腐蚀、局部腐蚀和应力腐蚀等。
均匀腐蚀是指金属表面均匀溶解,而局部腐蚀则是指局部区域发生腐蚀。
应力腐蚀是指金属在受到应力作用下发生腐蚀。
二、电化学腐蚀防护方法1. 材料选择选择耐腐蚀性能好的金属材料是防护的首要措施。
不同金属的耐腐蚀性能不同,可以通过选择具有更好耐腐蚀性能的金属或合金来减轻腐蚀问题。
2. 表面处理通过表面处理来改变金属表面的状态,形成保护层来防止腐蚀的产生。
常见的表面处理方法包括电镀、喷涂、阳极氧化等。
3. 缓蚀剂缓蚀剂是一种能够与金属表面形成保护膜的物质,可以减缓金属腐蚀速率的发展。
常见的缓蚀剂包括钝化剂、缓蚀剂添加剂等。
4. 阴极保护阴极保护是通过将金属材料变为阴极,从而减少其腐蚀速度。
常见的阴极保护方法有外加电流阴极保护和阳极保护。
5. 涂层保护将金属表面涂覆一层抗腐蚀的涂层,形成保护层来防止金属腐蚀。
常见的涂层材料包括有机涂层、无机涂层等。
三、电化学腐蚀行为与防护应用举例1. 钢铁的电化学腐蚀行为与防护钢铁作为常见的金属材料,其电化学腐蚀问题尤为突出。
可以通过合金化、阴极保护等方式来减缓钢铁腐蚀速率。
2. 铜及其合金的电化学腐蚀行为与防护铜及其合金在湿润环境中易受电化学腐蚀。
《金属的电化学腐蚀与防护》教学反思
![《金属的电化学腐蚀与防护》教学反思](https://img.taocdn.com/s3/m/55c992b9760bf78a6529647d27284b73f3423661.png)
《金属的腐蚀与防护》教学反思本节课,从内容上有助于培养学生节约资源、爱护环境的意识,在金属的腐蚀造成的资源浪费引发学生思考金属腐蚀的原理,从源头解决金属腐蚀严重的问题。
学生积极性尤其高,踊跃发言,环保意识很高。
无论是情景设置、试验探究还是小组活动,本课时的教学安排以学生为主体,紧紧围绕提高学生的科学探宄能力,充足体现了新课标昀理念。
尤其是在对金属的防护上,运用探究试验,正反对比思想,由学生归纳总结试验现象,并得出初步结论,在性质探究方面学生亲自实践感受深刻,这样有助于激发学生的学习积极性。
但对照新的课程原则,我觉得还存在诸多遗憾。
一、引入的内容略显反复,幻灯片中间个别地方没有实现同步,出现了个别口头语。
二、教师应把自己的角色定位在引导者上,尊重学生的差异和多样性,把培养学生积极进取,各具特色的个性作为一项重要的教育任务。
这节课的构造教学上,应充足调动学生想象空间;金属腐蚀的类型,针对该类型如何防护,学生都可以作出其个性回答,在学生个性思索后来,教师适时地予以引导。
假如下次再有机会我会充足调动学生联络实际找出生活中的金属腐蚀现象,让学生自己展示。
三、新课程强调,教学是教与学的交往、互动,师生双方互相交流、互相沟通、互相启发、互相补充,在这个过程中教师与学生分享彼此的思索、经验和知识,交流彼此的情感、体验与观念,从而到达共识、共同发展。
但本节课我总觉得自己第一种讲还是有些紧张略显拘束,课堂气氛没有足够活跃,同组,组与组之间讨论不够到位。
四、在老式的应试教育模式下,由于急功近利式的应对考试,往往忽视人文教育,新课标对培养什么样的人作了较高的规定,对教育的规定不仅仅是知识的传授,而是培养全面发展的人。
本节课上在对金属的防护的意义等的人文教育是不够的,仅仅是作为科普简介,一带而过。
《金属的腐蚀与防护》电化学防腐实例
![《金属的腐蚀与防护》电化学防腐实例](https://img.taocdn.com/s3/m/04250ab00875f46527d3240c844769eae109a35c.png)
《金属的腐蚀与防护》电化学防腐实例在我们的日常生活和工业生产中,金属材料无处不在,从建筑结构到交通工具,从家用电器到精密仪器。
然而,金属的腐蚀问题却一直困扰着我们,它不仅会导致金属材料的性能下降、使用寿命缩短,还可能引发安全隐患和经济损失。
为了有效地解决金属腐蚀问题,人们采取了各种各样的防护措施,其中电化学防腐技术因其高效、可靠而得到了广泛的应用。
让我们先来了解一下金属腐蚀的本质。
金属腐蚀实际上是金属原子失去电子变成阳离子的过程,这个过程可以分为化学腐蚀和电化学腐蚀。
化学腐蚀是金属与周围的化学物质直接发生化学反应而引起的腐蚀,例如金属在高温下与氧气的反应。
而电化学腐蚀则是由于金属表面形成了原电池,导致电子的转移而引起的腐蚀,这种腐蚀在日常生活中更为常见。
电化学防腐的原理就是通过改变金属的电化学性质,来阻止或者减缓腐蚀的发生。
下面我们将介绍几种常见的电化学防腐实例。
一、牺牲阳极的阴极保护法牺牲阳极的阴极保护法是一种应用广泛的电化学防腐方法。
在这种方法中,通常会将一种比被保护金属更活泼的金属(称为牺牲阳极)与被保护金属连接在一起,形成一个原电池。
在这个原电池中,牺牲阳极作为负极,失去电子发生氧化反应,被逐渐腐蚀;而被保护金属作为正极,得到电子发生还原反应,从而得到保护。
例如,在船舶的外壳上,通常会镶嵌锌块。
锌比铁更活泼,在海水中会优先失去电子被腐蚀,从而保护了船壳上的钢铁。
同样,在地下管道的保护中,也经常使用镁作为牺牲阳极来保护钢铁管道。
这种方法的优点是简单易行、成本较低,而且不需要外部电源。
但是,牺牲阳极的使用寿命有限,需要定期更换。
二、外加电流的阴极保护法与牺牲阳极的阴极保护法不同,外加电流的阴极保护法是通过外部电源向被保护金属施加电流,使其成为阴极,从而达到防腐的目的。
在这种方法中,需要将被保护金属与电源的负极相连,将辅助阳极(通常是惰性电极,如铂、石墨等)与电源的正极相连,然后将它们一起放置在电解质溶液中。
金属的电化学腐蚀与防护教学反思(5篇范例)
![金属的电化学腐蚀与防护教学反思(5篇范例)](https://img.taocdn.com/s3/m/414703d54793daef5ef7ba0d4a7302768f996f45.png)
金属的电化学腐蚀与防护教学反思(5篇范例)第一篇:金属的电化学腐蚀与防护教学反思人教版选修四第四章第四节《金属的电化学腐蚀与防护》是在学习了原电池和电解池原理的基础上展开的,学生已经具备了一定的理论知识,本节课的学习有利于培养学生探索问题、解决问题能力。
本节课讲述了金属腐蚀的严重危害、电化学腐蚀的原理和防止金属腐蚀的方法,重点是掌握金属电化学腐蚀1、析氢腐蚀2、吸氧腐蚀和防护金属电化学腐蚀的方法。
本节课是原电池和电解池原理的实际应用,和生活联系很多,容易引起学生学习的兴趣,具有学习好的原动力,存在的问题是学生理解起来有点困难。
据新课程的理念,在教学过程中设计教学情景,激发起学生学习的兴趣,突出学生学习的主体地位,引导学生探索问题、解决问题能力,让学生参与到整个课堂教学中。
由实物和图片导入课程,学生课堂气氛活跃。
通过比较的方法学好1、析氢腐蚀2、吸氧腐蚀,收到了很好的效果。
在讲述防护金属电化学腐蚀的方法时,由轮船引入学生再次提高兴趣,总体效果良好。
这节课通过自主学习和比较对比,分析、讨论得出金属腐蚀的本质,引导学生得出析氢腐蚀和吸氧腐蚀的形成条件及二者的区别,达到学以致用之目的。
第二篇:《金属的电化学腐蚀与防护》教学设计《金属的电化学腐蚀与防护》教学设计三维目标:知识与技能:1.了解金属腐蚀及其危害。
2.了解金属电化学腐蚀的原因及反应原理。
3.了解金属防护的一般方法,特别是电化学防护的方法。
过程与方法:事例引入,激发兴趣;分组实验,总结结论,典型题例,强化理解。
情感态度与价值观:通过生活事例引发学生思考,体现化学与生活的紧密联系,激发学生的探索精神,并让学生体会到学以致用的科学精神。
教学重点:金属的电化学腐蚀及金属的电化学防护。
教学难点:金属发生吸氧腐蚀的电化学原理。
教具:提供试剂:锌片铜片稀硫酸氯化钠溶液提供仪器:水槽导管电流表教学过程:【事例引入(配合投影)】在我们的生活中经常可以看到这些现象(投影图片)。
《腐蚀电化学原理》读书报告
![《腐蚀电化学原理》读书报告](https://img.taocdn.com/s3/m/7806cc06763231126edb11d3.png)
研 究 生 课 程 论 文(2013-2014学年第二学期)腐蚀电化学原理研究生:程兴腐蚀电化学原理读书报告1 腐蚀腐蚀有两种解释,广义的解释是指材料由于环境作用引起的破坏或变质。
这里所指的环境作用不只限于化学和电化学作用,还包括化学-机械、电化学-机械、生物作用以及单纯的物理作用(溶解)等。
但它不包括单纯机械作用所引起的材料断裂和磨损等破坏。
不过目前习惯上所说的腐蚀,多半仍然是指金属腐蚀,它是指金属材料以及由它们制成的结构物,在自然环境中或者在工况条件下,由于与其所处环境介质发生化学或者电化学作用而引起的变质和破坏,其中也包括上述因素与力学因素或者生物因素的共同作用。
某些物理作用例如金属材料在某些液态金属中的物理溶解现象也可以归入金属腐蚀范畴。
2 腐蚀作用由于地下水中氢离子置换铁,使铁离子溶于水中,从而使钢铁材料受到腐蚀的作用。
氢离子可以是水中原有的,也可以是由于锅炉中水温增高,弱基性盐类经水解而生成。
此外,溶解于水中的O2、C02、H2S也可以成为腐蚀作用的因素。
锰的盐类、硫化铁、有机物及油脂都能作接触剂而加强这一作用。
一般氢离子浓度较高(pH<7)的酸性水都有腐蚀性。
深部碱性碳酸钠水对钢管有强烈腐蚀作用。
3 腐蚀反应金属材料与电解质溶液接触,通过电极反应产生了腐蚀。
电化学腐蚀反应是一种氧化还原反应。
在反应中,金属失去电子而被氧化,其反应过程称为阳极反应过程,反应产物是进入介质中的金属离子或覆盖在金属表面上的金属氧化物(或金属难溶盐);介质中的物质从金属表面获得电子而被还原,其反应过程称为阴极反应过程。
在阴极反应过程中,获得电子而被还原的物质习惯上称为去极化剂。
在均匀腐蚀时,金属表面上各处进行阳极反应和阴极反应的概率没有显著差别,进行两种反应的表面位置不断地随机变动。
如果金属表面有某些区域主要进行阳极反应,其余表面区域主要进行阴极反应,则称前者为阳极区,后者为阴极区,阳极区和阴极区组成了腐蚀电池。
电化学金属腐蚀与防护原理及应用
![电化学金属腐蚀与防护原理及应用](https://img.taocdn.com/s3/m/f460b0703868011ca300a6c30c2259010202f3c5.png)
电化学金属腐蚀与防护原理及应用电化学金属腐蚀是指金属在电解质溶液中发生的一种化学反应,会导致金属表面产生氧化、溶解或析出等不可逆过程。
金属腐蚀会导致金属失去原有的性能,降低材料的强度、硬度和可靠性,造成经济损失。
因此,为了保护金属材料免受腐蚀的损害,人们研究了多种防护技术。
电化学金属腐蚀的原理是基于金属表面的电化学反应。
金属在电解质溶液中处于一种平衡状态,既有金属的氧化(腐蚀)反应,也有金属的还原反应。
这个平衡状态被称为电池电位或者腐蚀电位。
当金属表面存在助腐蚀因素(如氧、酸、碱、盐)时,金属表面的氧化反应将被加速,导致金属腐蚀的加剧。
如果能够降低或改变金属表面的电位,就可以减缓金属腐蚀的发生。
为了实现金属腐蚀的防护,我们可以采用以下几种方法:1.阻止金属与电解质接触:通过物理屏障(如油漆、涂层、涂料等)将金属表面与电解质隔开,阻止金属被电解液侵蚀,起到保护金属的作用。
2.加强阳极的保护:在金属表面形成一层更活泼、更易氧化的金属层,作为阳极,吸引电流,减缓金属的腐蚀。
常见的做法是采用镀层、热浸镀、电镀等方法,在金属表面形成一层保护膜。
3.采用阻止电流流动的方法:通过在金属表面施加外加电流或者电磁场,阻止电流在金属间流动,减缓金属的腐蚀。
常见的做法是采用阴极保护或者磁场保护方法。
4.控制电解质环境:通过改变电解质的成分、浓度、温度等参数,使其不利于金属的氧化反应,减缓金属的腐蚀。
例如,对于钢铁材料,可以通过控制水中的溶解氧、酸碱度等因素,来减少金属腐蚀的发生。
电化学金属腐蚀防护的应用非常广泛。
在船舶、桥梁、海洋工程、化工设备等领域,金属材料容易受到海水、氧气、酸碱等环境的腐蚀,因此需要采取有效的防护措施。
例如,对于船舶,在船体表面施加阴极保护,将船体作为阴极,以减缓钢铁的腐蚀。
在化工设备中,常常采用高温涂层、耐酸碱材料等措施,延长设备的使用寿命。
总之,电化学金属腐蚀防护技术的目标是保护金属材料免受腐蚀的侵害,延长材料的使用寿命。
金属的电化学腐蚀和防护
![金属的电化学腐蚀和防护](https://img.taocdn.com/s3/m/3ba16e3e4b73f242336c5ff7.png)
4、2000年5月,保利集团在香港拍卖会上花费3000多万 港币购回在火烧圆明园时流失的国宝:铜铸的牛首、猴 首和虎首,普通铜器时间稍久容易出现铜绿,其主要成 分是[Cu2(OH)2CO3]这三件1760年铜铸的国宝在240 年后 看上去仍然熠熠生辉不生锈,下列对起原因的分析,最 可能的是( )
A.它们的表面都电镀上了一层耐腐蚀的黄金 B.环境污染日趋严重,它们表面的铜绿被酸雨溶解洗去
4、为了避免青铜器生成铜绿,下列方法中不正 确的是( ) A.将青铜器放在铝质托盘上 B.将青铜器保存在干燥的环境中 C.将青铜器保存在潮湿的空气中 D.在青铜器的表面覆盖一层防渗的高分子膜 答案 C
2.如图所示,甲、乙两试管中各放一枚铁钉, 甲试管中为NaCl溶液,乙试管为NH4Cl溶液(溶 液呈弱酸性).数天后观察到的现象是 ________________________________________ _, 甲中正极反应为 __________________________. 乙中正极反应为 __________________________. 试管中残留气体平均相对分子质量 的变化为甲____________, 乙 ____________.
C.铜的金属活动性比氢小,因此不宜被氧化
D.它们是含一定比例金、银、锡、锌的合金
;
5、Ag2S而呈黑色,有人设计用原电池原理加以除去。具 体作法是将发黑银器放入一铝制容器中,再加入一定浓 度的食盐水将银器完全淹没,放置一段时间后,银器表 面不仅黑色褪去,而且银不损失;但铝制容器发生损耗。 由以上实验可推知该原电池发生的电极反应式和总反应 式为 -=2Ag+S2Al -3e-=Al3+, __________________________________ Ag S+2e 2 3Ag2S+2Al+6H2O=6Ag+3H2S↑+2Al(OH)3↓ ; 装置中食盐水的作用是 作为电解质溶液 。
《金属的腐蚀与防护》金属腐蚀的微观世界
![《金属的腐蚀与防护》金属腐蚀的微观世界](https://img.taocdn.com/s3/m/b3ac03c8dc88d0d233d4b14e852458fb770b38f2.png)
《金属的腐蚀与防护》金属腐蚀的微观世界在我们的日常生活中,金属制品无处不在,从小小的螺丝钉到庞大的桥梁建筑,金属材料都发挥着至关重要的作用。
然而,有一个看不见的“敌人”始终在悄悄地侵蚀着这些金属,那就是金属腐蚀。
要理解金属腐蚀,我们首先得走进它的微观世界。
在这个微观世界里,金属原子不再是我们肉眼所见的坚固实体,而是一个个活跃的粒子。
金属腐蚀的本质其实是金属原子失去电子变成离子的过程。
就拿常见的铁来说,在空气中,铁与氧气、水等物质发生反应,铁原子失去电子,变成了亚铁离子和铁离子,这些离子与环境中的物质结合,形成了我们所看到的铁锈。
从电化学的角度来看,金属腐蚀可以分为化学腐蚀和电化学腐蚀两大类。
化学腐蚀相对比较简单,是金属直接与具有腐蚀性的化学物质发生反应,比如铁在高温下与氯气直接反应生成氯化铁。
而电化学腐蚀则更为复杂和常见。
电化学腐蚀通常发生在金属表面存在电解质溶液的情况下。
以铁在潮湿空气中的腐蚀为例,铁表面吸附的水膜中溶解了氧气等物质,形成了电解质溶液。
铁中的杂质与铁本身形成了无数微小的原电池。
在这些原电池中,铁作为负极,失去电子被氧化;杂质作为正极,氧气在正极得到电子被还原。
在这个过程中,电子从铁原子转移到杂质上,然后与正极的氧气和水反应生成氢氧根离子。
这些离子进一步与亚铁离子结合,最终形成了铁锈。
金属腐蚀的速度和程度受到多种因素的影响。
首先是金属的本性,不同的金属化学活泼性不同,像钠、钾等活泼金属就很容易被腐蚀,而金、铂等则相对稳定。
其次是环境因素,湿度、温度、酸碱度以及存在的腐蚀性物质都会加速金属的腐蚀。
金属表面的状态也起着重要作用。
粗糙的表面比光滑的表面更容易腐蚀,因为粗糙表面的表面积更大,与外界物质接触的机会更多。
了解了金属腐蚀的微观机制和影响因素,接下来我们要探讨如何防护金属免受腐蚀的侵害。
一种常见的防护方法是在金属表面覆盖保护层。
这就好比给金属穿上一层“防护服”,将金属与外界的腐蚀性物质隔离开来。
金属腐蚀和防护的实验报告
![金属腐蚀和防护的实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/c239ea02326c1eb91a37f111f18583d049640fdb.png)
金属腐蚀和防护的实验报告金属腐蚀和防护的实验报告摘要:本实验通过对不同金属材料在不同环境条件下的腐蚀程度进行观察和分析,探讨了金属腐蚀的原因及其防护方法。
实验结果表明,不同金属在不同环境中呈现出不同的腐蚀程度,其中自然环境和酸性环境对金属腐蚀的影响较大。
为了减轻金属腐蚀的程度,我们采用了表面涂层和阴极保护等方法进行防护。
本实验为相关领域的研究和应用提供了有益的参考。
一、引言金属是广泛应用于工业领域的材料,但其腐蚀问题一直困扰着科学家和工程师。
金属腐蚀不仅会降低材料的力学性能和寿命,还可能对工业设备和基础设施造成严重的损害。
因此,研究金属腐蚀的原因和防护方法对于保证金属材料的可靠性和延长其使用寿命至关重要。
二、实验原理金属腐蚀是指金属与周围环境介质接触后发生的化学反应,导致金属发生溶解和腐蚀现象。
多种因素会影响金属腐蚀的程度,主要包括环境介质、金属种类、温度、湿度和氧气含量等。
本实验选取了常见的钢铁、铝和铜等金属材料,将其置于自然环境和酸性环境中,观察并比较其腐蚀程度。
三、实验步骤1. 准备金属试样:分别选取同一尺寸和形状的钢铁、铝和铜试样,保证其表面光洁。
2. 自然环境观察:将金属试样暴露在自然环境中,每隔一段时间观察试样表面的变化,并记录下来。
3. 酸性环境观察:将金属试样置于酸性溶液中,每隔一段时间观察试样表面的变化,并记录下来。
4. 分析实验结果:根据观察记录,比较不同金属试样在不同环境中的腐蚀程度,并进行结果分析。
四、实验结果与分析根据实验观察,在自然环境中,铁表面出现了明显的锈斑,而铝和铜表面没有明显腐蚀现象。
这是由于铁在湿氧气环境下容易氧化生成铁锈,而铝和铜具有更好的抗氧化性能。
在酸性环境中,铁和铝表面均出现了腐蚀现象,与自然环境下相比,腐蚀速度更快。
铜的腐蚀程度较轻,表面仅有些微变化。
这是由于酸性溶液中的氢离子和氧气能够加速金属的腐蚀反应。
为了减轻金属腐蚀的程度,我们可以采用表面涂层和阴极保护等方法进行防护。
金属的电化学腐蚀与防护
![金属的电化学腐蚀与防护](https://img.taocdn.com/s3/m/05406e9532d4b14e852458fb770bf78a64293a41.png)
新型防腐技术的研发与推广
新型防腐技术:包括 涂层保护、电化学保
护、缓蚀剂保护等
推广应用:在石油、 化工、船舶、电力等
领域的应用情况
研发进展:新型防腐 材料、新型涂层技术、 新型电化学保护技术
等
未来展望:新型防腐 技术的发展趋势和前
景
金属电化学腐蚀与防护的理论研究进展
金属腐蚀电化学原理:介 绍了金属腐蚀的电化学机 制,包括阳极反应和阴极
金属电化学腐蚀与防护的研究 进展
新型防腐材料的研究与应用
新型防腐材料的 种类:包括金属 氧化物、陶瓷、 高分子材料等
新型防腐材料的 性能特点:具有 良好的耐腐蚀、 抗氧化、抗疲劳 等性能
新型防腐材料的 应用领域:广泛 应用于石油、化 工、海洋工程、 航空航天等领域 的设备防腐
新型防腐材料的 发展趋势:高效、 环保、节能、低 成本等方向
金属电化学腐蚀产生有害物 质,污染环境
金属腐蚀导致资源浪费和环 境污染
腐蚀过程中可能产生有毒气 体和液体,对人类健康造成
威胁
பைடு நூலகம்
金属电化学腐蚀的防护措施
金属材料的选用与处理
选用耐腐蚀材料: 选择具有较高耐 腐蚀性能的材料, 如不锈钢、钛合 金等。
表面涂层处理: 在金属表面涂覆 防腐涂层,如油 漆、防锈油等, 以隔离金属与腐 蚀介质。
性能下降:腐蚀导致金属 性能如强度、塑性、韧性 等下降,影响正常使用。
安全隐患:腐蚀严重时可 能引发安全事故,如设备
突然断裂、爆炸等。
经济损失:金属腐蚀造成 设备维修、更换等额外费
用,影响生产效益。
设备的损坏
金属电化学腐蚀会导 致设备外观损坏,影 响美观和使用性能。
腐蚀会导致设备强度 降低,容易发生安全
金属的腐蚀与电化学防护
![金属的腐蚀与电化学防护](https://img.taocdn.com/s3/m/920535ad5ff7ba0d4a7302768e9951e79b896988.png)
金属的腐蚀与电化学防护导语:当金属与周围的环境接触时,会发生腐蚀现象,破坏金属的性能与外观。
针对金属腐蚀问题,我们可以采取多种防护措施,其中电化学防护是一种有效的方式。
本文将探讨金属的腐蚀原理、腐蚀的分类以及电化学防护的原理和方法。
一、金属腐蚀原理金属腐蚀是指金属与外界环境(如氧气、水、酸、碱等)发生化学反应而导致的金属表面的损失。
常见的金属腐蚀有钢铁的锈蚀、铝的氧化以及铜的氧化等。
金属腐蚀的过程可以简单概括为两个步骤:阳极反应和阴极反应。
阳极反应是金属离子的氧化过程,金属原子失去电子转变为阳离子;阴极反应则是物质还原的过程,物质从离子态回到中性态,同时获得电子。
二、金属腐蚀的分类根据金属腐蚀的性质和发生环境的不同,我们可以将金属腐蚀分为以下几类:1. 干腐蚀:即在无水环境下发生的金属腐蚀。
典型的例子是金属在干燥空气中发生氧化反应,形成氧化物。
2. 湿腐蚀:是在存在水分的环境中发生的金属腐蚀,水起到了催化剂的作用。
常见的湿腐蚀有金属在水中发生氧化反应以及在潮湿气候中发生氧化等。
3. 电化学腐蚀:是指金属腐蚀过程中涉及电化学反应的腐蚀类型,包括阳极溶解、阳极极化和阴极保护等。
三、电化学防护的原理和方法电化学防护的基本原理是通过改变金属与周围环境之间的电化学反应来减缓或抑制金属腐蚀的发生。
以下是一些常见的电化学防护方法:1. 阳极保护:通过在金属表面形成保护性的氧化膜,阻止金属表面的进一步腐蚀。
常见的例子包括金属的阳极氧化和镀层等。
2. 阴极保护:将金属表面连接到一个电源的负极,使金属处于阴极状态,从而减缓或抑制金属的腐蚀。
这常用于金属的阴极保护涂层、阴极保护电流等。
3. 缓蚀剂:缓蚀剂是一种可以在金属表面形成保护性膜的物质,能够减缓腐蚀的发生。
常见的缓蚀剂包括有机酸、缓蚀油等。
四、电化学防护的应用电化学防护广泛应用于金属材料的防腐领域,有效地减缓或抑制金属腐蚀的发生。
以下是电化学防护在实际应用中的一些例子:1. 阳极保护:在海洋工程中经常使用阳极保护技术来防止金属构件的腐蚀。
金属的电化学腐蚀与防护
![金属的电化学腐蚀与防护](https://img.taocdn.com/s3/m/f5ad7929f56527d3240c844769eae009581ba2cf.png)
金属的电化学腐蚀与防护在我们的日常生活和工业生产中,金属材料无处不在,从建筑结构到交通工具,从家用电器到机械设备。
然而,金属的腐蚀问题却始终困扰着我们,给社会带来了巨大的经济损失和安全隐患。
其中,电化学腐蚀是金属腐蚀中最常见、危害最大的一种形式。
那么,什么是金属的电化学腐蚀?它是如何发生的?又该如何进行有效的防护呢?让我们一起来深入了解一下。
首先,我们来认识一下什么是电化学腐蚀。
简单来说,电化学腐蚀就是金属在电解质溶液中发生的氧化还原反应,导致金属原子失去电子变成离子而被腐蚀的过程。
与化学腐蚀不同,电化学腐蚀需要有电解质溶液的存在,并且会形成原电池,从而加速腐蚀的进行。
电化学腐蚀的发生通常需要满足几个条件。
第一,金属表面存在不均匀性,比如化学成分的差异、组织结构的不同或者物理状态的差别。
第二,要有电解质溶液,它可以是水、酸、碱或者盐溶液等。
第三,还需要有氧气或者其他氧化性物质的存在。
为了更清楚地理解电化学腐蚀的过程,我们以钢铁在潮湿空气中的腐蚀为例。
钢铁中通常含有碳等杂质,在潮湿的空气中,钢铁表面会吸附一层薄薄的水膜,水膜中溶解了氧气和二氧化碳等物质,形成了电解质溶液。
此时,钢铁中的铁和碳就构成了无数微小的原电池。
铁作为负极,失去电子被氧化成亚铁离子:Fe 2e⁻= Fe²⁺;碳作为正极,氧气在正极得到电子被还原:O₂+ 2H₂O + 4e⁻= 4OH⁻。
亚铁离子进一步与氢氧根离子结合生成氢氧化亚铁,氢氧化亚铁再被氧气氧化成氢氧化铁,最终脱水形成铁锈。
电化学腐蚀的危害是巨大的。
它不仅会导致金属材料的强度降低、性能下降,缩短设备的使用寿命,还可能引发严重的安全事故。
例如,桥梁的钢梁因为腐蚀而强度减弱,可能会发生坍塌;石油管道因为腐蚀而破裂,会造成环境污染和资源浪费。
既然电化学腐蚀如此可怕,那么我们应该如何进行防护呢?常见的防护方法主要有以下几种:第一种是涂层防护。
在金属表面涂上一层防腐涂料,如油漆、塑料、橡胶等,将金属与外界的电解质溶液隔离开来,从而阻止腐蚀的发生。
金属电化学腐蚀基本理论读后感
![金属电化学腐蚀基本理论读后感](https://img.taocdn.com/s3/m/d8a505a088eb172ded630b1c59eef8c75fbf95a6.png)
金属电化学腐蚀基本理论读后感以前,我就知道金属生锈是个麻烦事,家里的铁栏杆隔段时间就锈迹斑斑的,像生了病似的。
但我从没想过,这背后居然有着如此复杂又有趣的理论。
这书就像是一位特别会讲故事的老师,告诉我说金属电化学腐蚀啊,就像是金属内部有一群小粒子在“闹革命”。
在电解质溶液这个大舞台上,金属里的不同部分开始扮演起了不同的角色。
一部分金属像是慷慨的“捐赠者”,急急忙忙地把自己的电子送出去;而另一部分则像是贪婪的“接收者”,美滋滋地接纳这些电子。
这个过程就像一场不公平的交易,结果就是金属被腐蚀得千疮百孔。
我发现这里面最狡猾的要数那些电解质溶液了,它们就像一群狡猾的“小坏蛋”,到处挑拨离间金属内部的关系。
要是没有它们在中间掺和,也许金属就能安安稳稳地待着,不至于变得破破烂烂。
就好比在一个平静的小镇上,突然来了一群捣蛋鬼,把原本和谐的邻里关系搅得乱七八糟。
从这书里我还知道了,原来小小的腐蚀反应,里面的影响因素多得像天上的星星。
温度、湿度、金属的种类、电解质的浓度等等,每个因素都像是一个可以左右战局的小士兵。
有时候,仅仅是温度稍微高了一点,或者湿度大了一些,金属腐蚀的速度就像火箭一样飙升。
这让我想到,金属在大自然中就像一个弱小的生命,得小心翼翼地应对周围环境的各种变化。
而且,这个腐蚀的过程可不是匀速进行的,它就像一个调皮的孩子,有时候慢慢悠悠,有时候又突然加速,搞得人措手不及。
这让那些想用金属来建造高楼大厦或者制造各种设备的工程师们头疼不已。
他们得像超级侦探一样,时刻关注着金属可能出现的腐蚀情况,然后想办法阻止这场“灾难”的发生。
读完这本书,我感觉自己就像掌握了一个秘密武器。
下次再看到金属生锈,我就不会只想着拿砂纸去打磨,而是会像个专家一样,思考一下这背后是不是电化学腐蚀在捣鬼。
这书让我对周围那些看似普通的金属制品有了全新的认识,就好像给我打开了一扇通往微观世界的大门,让我看到了金属在微观层面上那些精彩又激烈的“生存斗争”。
金属电化学腐蚀基本理论读后感
![金属电化学腐蚀基本理论读后感](https://img.taocdn.com/s3/m/eda632e8cd22bcd126fff705cc17552707225ee2.png)
金属电化学腐蚀基本理论读后感篇一金属电化学腐蚀基本理论读后感哎呀,读了这关于金属电化学腐蚀基本理论的东西,我真是感慨万千呐!你说这金属电化学腐蚀,以前我都没怎么在意过,可一读起来,发现还真是挺有意思的。
这金属啊,就像我们人一样,也会“生病”,也会受到各种“伤害”。
电化学腐蚀就像是它们的“敌人”,悄咪咪地就把金属给“搞坏”了。
我就在想,这世界上那么多金属制品,比如那些大桥啦、汽车零件啦,要是都被腐蚀了,那得多危险,多浪费啊!也许我们平时觉得没什么大不了的,可一旦出了问题,那可就是大事儿了。
说起来,这腐蚀的过程就像是一场看不见的战争。
金属原子在电解质溶液里“打架”,有的被氧化,有的被还原,这过程复杂得让我脑袋都大了。
我觉得吧,研究这个的科学家们可真是太厉害了,能把这么复杂的东西搞明白。
不过,我又在想,我们知道了这个理论,能完全阻止金属被腐蚀吗?可能能,也可能不能。
毕竟实际情况那么复杂,谁知道呢?但不管怎么说,了解总比不了解强,说不定哪天我就能用上这些知识,拯救一块要被腐蚀的金属呢!这一路读下来,我收获还真不少,我觉得以后得多学点这种有用的知识,说不定啥时候就能派上用场啦!篇二金属电化学腐蚀基本理论读后感嘿,朋友们!读完这金属电化学腐蚀基本理论,我真的是有好多话想说。
刚开始看的时候,我心里还嘀咕:这能有多有趣?不就是金属被腐蚀嘛!可看着看着,我发现自己大错特错啦!这哪里是简单的腐蚀,简直就是一场神秘的化学魔法!你能想象得到吗?那些金属在电解质溶液里发生的反应,就好像是一个个小精灵在打架。
有的金属原子失去电子,变得可怜巴巴;有的金属原子得到电子,得意洋洋。
这场景,我觉得就像电视剧里的江湖争斗一样,充满了惊险和未知。
我不禁想到,我们生活中的那些金属制品,比如我心爱的自行车,如果不好好保养,说不定哪天就被腐蚀得不成样子了。
这可怎么办?也许我们应该多给它们涂涂防护层,就像给战士穿上铠甲一样。
但是,话说回来,就算我们采取了措施,就能百分百保证它们不被腐蚀吗?我觉得够呛。
金属的腐蚀与防护
![金属的腐蚀与防护](https://img.taocdn.com/s3/m/cfc9fefaf021dd36a32d7375a417866fb94ac063.png)
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。
金属的电化学腐蚀与防护
![金属的电化学腐蚀与防护](https://img.taocdn.com/s3/m/e26f7efab1717fd5360cba1aa8114431b90d8ebc.png)
金属的电化学腐蚀与防护在我们的日常生活和工业生产中,金属材料无处不在,从建筑结构中的钢铁到电子产品中的微小零部件,金属的应用极其广泛。
然而,金属材料面临着一个严重的问题——电化学腐蚀。
这种腐蚀现象不仅会导致金属材料的性能下降,缩短其使用寿命,还可能引发安全隐患和巨大的经济损失。
因此,了解金属的电化学腐蚀机制以及掌握有效的防护方法至关重要。
首先,我们来了解一下什么是金属的电化学腐蚀。
简单来说,电化学腐蚀是指金属在电解质溶液中形成原电池,从而发生氧化还原反应导致金属腐蚀的过程。
在这个过程中,金属原子失去电子变成金属离子,进入溶液中,而电子则通过金属导体传递到另一个区域,与溶液中的氧化剂发生反应。
为了更清楚地理解电化学腐蚀,让我们以铁在潮湿空气中的生锈为例。
当铁暴露在潮湿的空气中时,表面会吸附一层薄薄的水膜,这层水膜中溶解了氧气和二氧化碳等物质,形成了电解质溶液。
铁中的杂质(如碳)与铁形成了无数微小的原电池。
在这些原电池中,铁作为负极失去电子,发生氧化反应:Fe 2e⁻= Fe²⁺。
电子通过铁传递到杂质处,氧气在杂质处作为正极得到电子,发生还原反应:O₂+ 2H₂O + 4e⁻= 4OH⁻。
生成的 Fe²⁺与 OH⁻结合形成氢氧化亚铁,氢氧化亚铁进一步被氧化为氢氧化铁,最终形成铁锈。
电化学腐蚀的类型多种多样,常见的有析氢腐蚀和吸氧腐蚀。
析氢腐蚀通常发生在酸性较强的环境中,例如酸洗车间。
在这种环境下,氢离子作为氧化剂得到电子生成氢气。
而吸氧腐蚀则更为常见,如上述铁在潮湿空气中的生锈就属于吸氧腐蚀,氧气作为氧化剂参与反应。
金属电化学腐蚀的影响因素众多。
首先是金属的本性,不同的金属在相同的环境中腐蚀速率可能相差很大。
一般来说,化学性质越活泼的金属越容易发生腐蚀,例如钾、钠等活泼金属在空气中极易被氧化。
其次,电解质溶液的性质也起着关键作用。
溶液的酸碱度、离子浓度、导电性等都会影响腐蚀的速率。
金属的电化学腐蚀与防护
![金属的电化学腐蚀与防护](https://img.taocdn.com/s3/m/8cc46121453610661ed9f4f3.png)
金属的电化学腐蚀与防护摘要:金属腐蚀是自发的普遍存在的一种现象,它对人类社会产生巨大的危害,对金属材料的腐蚀进行防护是十分必要的,本文主要介绍了金属电化学腐蚀机理,以及金属防腐方法。
关键词:金属、腐蚀机理、防腐蚀一、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。
对于金属而言,在自然界大多是以金属化合物的形态存在。
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。
因此,金属元素比它们的化合物具有更高的自由能,必然有自发地转回到热力学上更稳定的自然形态——氧化物的趋势。
电化学保护是指在电化学腐蚀系统中,通过施加外加电流将被保护金属的电位移向免蚀区或钝化区,以降低金属腐蚀程度,这是一项经济而有效的腐蚀控制措施。
在一定条件下,电化学保护不仅能防止金属在海水、土壤或化工介质中的腐蚀,而且还能防止金属发生全面腐蚀和局部腐蚀。
若将电化学保护与涂料、缓蚀剂联合起来,可取的更好的防止金属腐蚀的效果。
目前电化学保护技术已广泛应用于造船、海洋工程、石油和化工等部门,并作为一种标准的防腐蚀措施列入规范与法规之中。
由于金属材料的腐蚀可造成设备的跑、冒、滴、漏,污染环境,甚至发生中毒、火灾、爆炸等恶性事故以及资源和能源的严重浪费,因此腐蚀的防护成为急需发展的学科,研究金属材料的腐蚀机理,弄清腐蚀发生的原因及采取有效的防护措施,对于延长设备寿命、降低成本、提高劳动生产力都具有十分重大的意义。
二、金属的电化学腐蚀机理1、腐蚀概念金属表面由于外界介质的化学或电化学作用而造成的变质及损坏的现象或过程称为腐蚀。
2、电化学腐蚀机理反应过程同时有阳极失去电子的阳极反应,阴极获得电子的阴极反应以及电子的流动,其历程服从电化学动力学的基本规律。
绝大多数情况下,由于金属表面组织结构不均匀,上述的一对电化学反应分别在金属表面的不同区域进行在。
例如当把碳钢放在稀盐酸中时,在钢表面铁素体处进行的是阳极反应(即Fe→Fe2++2e-),而在钢表面碳化铁处进行的则是阴极去极化反应(即2H++2e-→H2↑)。
- 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)。
电化学课程读书报告
题目:金属腐蚀与防护
班级:031121班
姓名:张佳
学号:20121003634
指导老师:杨丽霞
金属腐蚀与防护
一、简述
腐蚀是金属材料失效的三种主要原因之一。
由于金属材料总是在一定的介质中使用的,而金属的腐蚀过程在热力学上是一个自发的过程,所以金属材料的腐蚀破坏是涉及许多生产领域的普遍性的问题。
但随着条件不同,腐蚀过程的动力学行为与腐蚀破坏的形式和特征有很大差别,因而有多种多样的腐蚀破坏。
有的腐蚀破坏是在孕育期间没有明显症状情况下突发地发生的,金属材料迅速地降低强度或破裂,从而引起灾害性的后果。
腐蚀过程是在金属表面上发生的过程。
由于一般的固体金属表面是不均匀的,又由于介质条件的多样性和金属材料的力学状态与腐蚀过程之间的交互效应,因而许多腐蚀破坏过程是极为复杂的过程。
按照介质条件和金属力学状态,腐蚀过程大致可以分成三个领域:(1)金属在离子导体介质中的腐蚀
包括在水溶液中的腐蚀、薄层水膜下的腐蚀和熔盐中的腐蚀。
这类腐蚀过程按电化学反应的途径进行,称为电化学腐蚀。
大多数腐蚀过程是电化学腐蚀过程。
其中在薄层熔盐下的腐蚀又称热腐蚀。
(2)高温气体腐蚀
一般认为这类腐蚀过程通过高温气体与金属之间的化学反应进行。
但由于生成的腐蚀产物复盖在金属表面上,形成分隔气体介质与金属表面的膜层,反应粒子必须通过这一膜层才能继续不断地进行反应,这就涉及固相中的传质问题和腐蚀产物膜层因内应力的积累而破裂的问题。
如果按温度条件来划分,也可以将熔盐腐蚀和热腐蚀与高温气体腐蚀合并为高温腐蚀领域。
(3)金属材料在力学因素作用条件下的腐蚀破坏
这类腐蚀破坏的种类也很多, 其中危险性最大、造成事故最多的是所谓“环境敏感断裂”。
即金属材料在静应力或交变应力与腐蚀反应的协同作用下的开裂和脆断问题。
这类腐蚀破坏过程的机理一般都比较复杂。
二、防护方法
金属材料的防腐蚀方法很多,主要有改善金属的本质,把被保护金属与腐蚀介质隔开,或对金属进行表面处理,改善腐蚀环境以及电化学保护等。
2.1改善金属的本质
根据不同的用途选择不同的材料组成耐蚀合金,或在金属中添加合金元素,提高其耐蚀性,可以防止或减缓金属的腐蚀。
例如,在钢中加入镍制成不锈钢可以增强防腐蚀能力。
2.2形成保护层
在金属表面覆盖各种保护层,把被保护金属气腐蚀性介质隔开,是防止金属腐蚀的有效方法。
工业上普遍使用的保护层有非金属保护层和金属保护层两大类,通常采用以下方法形成保护层:
2.2.1金属的磷化处理
钢铁制品去油、除锈后,放入特定组成的磷酸盐溶液中浸泡,即可在金属表面形成一层不溶于水的磷酸盐薄膜,这种过程叫做磷化处理。
磷化膜呈暗灰色至黑灰色,厚度一般为5至20微米,在大气中有较好的耐蚀性。
膜是微孔结构,对油漆等的吸附能力强,如用作油漆底层,耐腐蚀性可进一步提高。
2.2.2金属的氧化处理
将钢铁制品加到NaOH和NaNO2的混合溶液中,加热处理,其表面即可形成一层厚度约为0.5至1.5微米的蓝色氧化膜(主要成分为Fe3O4),以达到钢铁防腐蚀的目的,此过程称为发蓝处理,简称发蓝。
这种氧化膜具有较大的弹性和润滑性,不影响零件的精度。
故精密仪器和光学仪器的部件,弹簧钢、薄钢片、细钢丝等常用发蓝处理。
2.2.3非金属涂层
用塑料(如聚乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯等)喷涂金属表面,比喷漆效果更佳。
塑料覆盖层致密光洁。
色泽艳丽,兼具防蚀与装饰的双重功能。
搪瓷是含SiO2
量较高的玻璃瓷釉,有极好的耐腐蚀性能,因此作为耐腐蚀非金属涂层,广泛用于石油化工、医药、仪器等工业部门和日常生活用品中。
2.2.4金属保护层
这是以一种金属镀在被保护的另一种金属制品表面上所形成的保护镀层,前一种金属称为镀层金属。
金属镀层的形成,除电镀、化学镀外,还有热浸镀、热喷镀、渗镀、真空镀等方法。
热浸镀是将金属制件浸入熔融的金属中以获得金属涂层的方法,作为浸涂层的金属通常是采用低熔点金属,如锌、锡、铅和铝等。
热镀锌主要用于钢管、钢板、钢带和钢丝,应用最广;热镀锡用于薄钢板和食品加工等的贮存容器;热镀铅主要用于化工防蚀和包覆电缆;热镀铝则主要用于钢铁零件的抗高温氧化等。
2.3改善环境
改善环境对减少和防止金属腐蚀有重要作用。
例如,减少腐蚀介质的浓度,除去介质中的氧,控制环境温度、湿度等都可以减少和防止金属腐蚀。
也可以采用在腐蚀介质中添加能降低腐蚀速率的物质(缓蚀剂)来减少和防止金属腐蚀。
2.4电化学保护法
电化学保护法是根据电化学原理在金属设备上采取措施,使之成为腐蚀电池中的阴极,从而防止或减轻金属腐蚀的方法,主要有以下两种:
2.4.1牺牲阳极保护法
该方法是用电极电势比被保护金属更低的金属或合金做阳极,固定在被保护金属上,形成腐蚀电极,被保护金属作为阴极而得到保护。
牺牲阳极一般常用的材料有铝、锌及其合金。
此法常用于保护海船外壳、海水中的各种金属设备、构件和防止巨型设备(如贮油罐)以及石油管路的腐蚀。
2.4.2外加电流法
将被保护金属与另一附加电极作为电池的两个极,使被保护的金属作为阴极,在外加直流电的作用下使阴极得到保护。
此法主要用于防止土壤、海水及河水中金属设备的腐蚀。
虽然我们不能阻止金属回归至氧化物的趋势,但我们可以通过掌握金属腐蚀的机理,从而合理地选用金属材料或采取一定的防腐蚀方法以延缓金属材料的腐蚀速度,进而延长金属材料的使用寿命,降低因设备、管道等的腐蚀而发生的额外成本,同时对提高劳动生产率也起到了一定的积极作用。
三、金属防护实例
金属腐蚀与防护是一个历史悠久但又充满生机活力的研究领域,随着我国工业化进程的加快,腐蚀防护已成为关联国计民生#经济建设持续发展的重要技术之一,就我国而言,西气东输、青藏铁路、高速铁路、核电站、海洋采油等重大工程之建设都给腐蚀防护带来新的课题与新的挑战,以西气东输管线防腐蚀为例,该管线既要穿过较强的腐蚀区( 如沼泽区和盐渍土区) ,又要通过高电阻率地方( 砂石区、石方区) ,还要经过大城市和工业基地等土壤腐蚀环境差别巨大的区域,另外,输气管线有多处要穿越河流和公路,这些特殊的环境对腐蚀保护都有专门的要求,由于管输介质先前已经作过处理,其腐蚀性不强,因此可在管道内壁喷涂防腐涂层( 如环氧树脂) 防止内腐蚀,同时减少输送时的摩擦阻力,管道外壁的防护是重点,主要采用外涂防腐涂层与阴极保护相结合的联合保护方
式,并根据不同的区域环境因地制宜地设计不同的保护方案,其中,防腐涂层包括单层结构的环氧粉末涂层和三层结构的聚乙烯防腐层( 底层为熔结环氧粉末、中间层为胶粘剂、外层为聚乙烯),环氧粉末主要用于环境腐蚀性相对较弱和非石方区等地域,三层结构防腐层主要用于环境腐蚀性强的沼泽、水塘、盐油区以及机械破坏严重的石方区和安全性要求高的人口稠密区等,阴极保护方案根据环境及选择的防腐层,采取外加电流的阴极保护方式,预计全线大约要建50余座阴极保护站,同时在阴极保护电源的选用中注重与遥测系统之相匹配。
四、参考文献
[1]陈匡明主编.化工机械材料腐蚀于防护.化学工业出版社,1990.
[2]化学工业部化工机械研究院主编.腐蚀与防护手册.化学工业出版社,1991.10.
[3]秦国治.丁良棉.田志明主编.管道防腐蚀技术.化学工业出版社,2003.9.
[4]丁丕治主编.化工腐蚀与防护.化学工业出版社,2004.1.
[5]曹楚南.金属腐蚀与防护机理的研究.中国科学基金,1990.
[6]曹楚南.腐蚀电化学原理.化学工业出版社,2004:41.
[7]马厚义等.金属腐蚀与防护简谈.电化学,2011.8.
[8]韦华等.展望21世纪金属的腐蚀与防护.铸造设备研究,2000.1.
[9] 吴贤官.材料防腐蚀概论[J].腐蚀与防护,1998(1):44-48.
[10] 俞键.迈向21世纪的腐蚀与防护[J].腐蚀与防护,1996(12):5-9.。