电化学腐蚀的种类和金属

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金属腐蚀的定义及分类

金属腐蚀的定义及分类

金属腐蚀的定义及分类金属腐蚀是指金属与周围环境中的物质或电化学作用发生反应,导致金属表面变质,甚至破坏金属结构和性能的过程。

金属腐蚀是对于环境保护和金属制品使用寿命等方面的重要问题。

下面,我们将对金属腐蚀进行分类和说明。

1. 电化学腐蚀电化学腐蚀是指在电解质介质中,电化学反应与化学反应相结合导致金属腐蚀的过程。

一般情况下,电化学腐蚀是由于金属与溶液中存在的氧化还原电对发生反应,导致金属与环境发生相应的化学反应,并最终导致金属的腐蚀和损坏。

常见的电化学腐蚀有电解腐蚀、生物腐蚀和缝隙腐蚀等。

2. 化学腐蚀化学腐蚀是指金属在含有化学腐蚀介质的环境中,通过在金属表面上的物理化学反应而导致金属表面产生腐蚀现象。

化学腐蚀的发生是由于化学环境中存在的化学介质会被吸附在金属表面形成化学凝结物,进而导致金属表面加速腐蚀。

常见的化学腐蚀有腐蚀性气体腐蚀和液态金属腐蚀等。

3. 氧化腐蚀氧化腐蚀是指金属在氧气气体和水的环境中因氧气和水作用而导致的腐蚀现象。

在氧化腐蚀中,由于金属表面形成的氧化皮层密封缺陷,导致氧化腐蚀过程大大加速,最终导致金属材料的损坏。

常见的氧化腐蚀有锈蚀、烧蚀和高温氧化腐蚀等。

4. 物理腐蚀物理腐蚀是指金属在运动中受到磨擦、撞击等作用而导致的腐蚀现象。

在运动中,由于金属表面处于不断的接触状态下,所以金属局部表面会受到物理上的磨损和腐蚀,最终导致金属材料的破坏。

常见的物理腐蚀有磨损、冲蚀等。

总之,金属腐蚀是一个复杂的化学和物理过程,不同类型的腐蚀都有其独特的发生机制和特点。

因此,针对不同类型的腐蚀,应采取相应的腐蚀防治措施,以保障金属材料的性能和使用寿命。

金属材料的电化学性能与腐蚀

金属材料的电化学性能与腐蚀

金属材料的电化学性能与腐蚀作为我们生活中不可或缺的重要材料,金属材料的电化学性能和腐蚀问题一直备受关注。

电化学性能是指通过电化学测试手段所分析出的金属在不同电位下的电化学行为,包括氧化还原反应、阳极反应、阴极反应等。

而腐蚀,则是由于金属材料在介质中的环境条件下化学反应而产生的材料损失及力学性能退化现象。

本文就深入探讨金属材料的电化学性能和腐蚀问题,以便更好地保护和利用金属材料。

金属材料的电化学性能金属材料的电化学性质与其晶体结构、原子成分、晶格常数、位错等微观结构有关。

金属被用于电化学反应的原因是其在水溶液中可以产生多种离子,并且电导率很大。

金属中的电子只占据了部分点阵空间,可以与其他离子以及溶液中的物质发生电化学反应。

在电化学实验中,人们经常使用电化学电池来测试金属材料的电化学性能。

电化学电池包括了两个半电池——阳极和阴极。

阴极是一个还原剂,即自身能够接受阳极产生的电子,并由此发生还原反应。

而阳极则是一个氧化剂,即可以吸收阴极产生的电子,并由此发生氧化反应。

在电化学实验中,针对单个金属样品的研究可以采用半电池配置,而研究不同金属的电化学行为则需要使用完整的电化学电池。

常见的金属电化学性能测试方法包括交流阻抗、Tafel曲线分析、电极电位扫描等。

其中,交流阻抗法由于比较精确且测试速度快而被广泛应用。

交流阻抗法是根据交流信号通过测试电极的电阻与电容来确定材料的电化学行为。

通过该法可以分析出电池的电极电势、电化学活性、电导率等重要参数,从而进行材料的性能测试。

腐蚀问题金属材料在使用过程中,由于介质、温度、湿度等条件的影响,很容易发生腐蚀现象,如铁锈。

腐蚀过程是有极化和非极化两个阶段的。

极化是指腐蚀过程发生阴极反应和/或阳极反应,形成电化学电位差,即金属的电位差趋于正常电位之后卡在某一特定位置不再变化,称为“均衡电位”,金属处于极化状态。

非极化过程则是指在极化状态下,金属在电化学电位上来回反复波动的现象。

金属的电化学腐蚀与防护

金属的电化学腐蚀与防护

金属的电化腐蚀中,只有在金属活动性顺序中位于氢
之前的金属才可能发生析氢腐蚀,而位于氢之后的金属
只能发生吸氧腐蚀.
[例2] ( )
(2009· 青岛模拟)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
D.4OH--4e- === 2H2O+O2↑
解析:酸性条件下发生析氢腐蚀. 答案:C
2.下列方法中,不能用于进行金属防腐处理的是 . A.油漆 B.铝热反应 C.电镀
(
)
D.改变金属的内部结构
解析:铝热反应常用于由活泼金属Al制不活泼金属.
答案:B
3.钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀,发生的原电池反应为
能转化为电能的装置,C错误;由于吸氧腐蚀与氧气、水
有关,所以钢柱在空气与水交界处比水下部分更容易腐蚀, D错误. 答案:A
4.为了保护地下钢管不受腐蚀,可采取的措施有(
A.与石墨棒相连
)
B.与直流电源负极连接
C.与直流电源正极连接 D.与钢板相连
解析:金属保护的电化学方法:形成原电池的正极、电解 池的阴极. 答案:B
________.(填序号)
A.铜 C.锌 B.钠 D.石墨
(3)图乙所示的方案也可以降低铁闸门的腐蚀速率, 其中铁闸门应该连接在直流电源的________极.
解析: (1)发生吸氧腐蚀时,负极上Fe失去电子,正
极上O2得到电子. (2)铁闸门上连接一块比铁活泼的金属如Zn,就可由 Zn失去电子,Zn被溶解,而Fe被保护,属于牺牲阳 极的阴极保护法.

金属的电化学腐蚀

金属的电化学腐蚀

(1)若液面上升,则溶液呈 弱酸性或中性 ,发生 吸氧 腐蚀,电极反应式为: -=2Fe2+ 2Fe - 4e 负极: -=4OH- O +2H O+4e 正极: 2 2
(2)若液面下降,则溶液呈 较强酸性 ,发生析氢 腐蚀, 电极反应式为: 负极:Fe-2e-=Fe2+ 正极:2H++2e-=H2↑
金属跟接触到的干燥气体(如SO2、Cl2、O2等)或 非电解质溶液(石油)等直接发生化学反应而引起 的腐蚀。
电化学腐蚀:
不纯的金属与电解质溶液接触时,发生原电池反应, 比较活泼的金属失去电子被氧化。
金属的腐蚀以电化学腐蚀为主

C
负极 Fe-2e- = Fe2+
正极 2H+ +2e- = H2↑
总反应 Fe+2H+=Fe2++H2↑
P66 9. (选做)
金属的电化学腐蚀
观察这些金属腐蚀的图片
一、金ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的腐蚀
1、什么是金属腐蚀? 指金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学 反应而腐蚀损耗的过程。 2、金属腐蚀的本质是什么? 是金属本身失去电子变成阳离子的过程(发生氧化 反应)。 M - ne- = Mn+
3、金属腐蚀的类型有哪些? ——根据与金属接触的介质不同 化学腐蚀:
电 正极 2H++2e-=H2↑ 极 总反应 Fe+2H+=Fe2++H ↑ 2Fe+2H O+O = 2 Fe(OH) 2 2 2 2 反 4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3 应
Fe2O3 ·nH2O (铁锈)

金属的电化学腐蚀与防护

金属的电化学腐蚀与防护
2.外加电流的阴极保护法 利用电解池原理,把被保护的钢铁设备作为阴极,用惰性电极作 为辅助阳极,在电解质溶液里,接外加直流电源。如图所示:
一二
思考感悟 电化学防护的实质是什么? 提示:电化学防护的实质是把被保护的金属作原电池的正极或电 解池的阴极,不参与电极反应,从而不被氧化。
一、化学腐蚀与电化学腐蚀的区别和联系
中性或碱性
性较强
现象 无电流产生
有微弱电流产生
化学腐蚀 电化学腐蚀(主要)
反应
负极:Fe-2e- Fe2+
式(以 2Fe+3Cl2 铁腐蚀 2FeCl3
为例)
正极:2H2O+O2+4e4OH-
正极:2H++2eH2↑
联系
两种腐蚀往往同时发生,只是电化学腐蚀比化学腐蚀 更普遍,危害更大
特别提醒只有在金属活动ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ顺序中位于氢前面的金属才可能发生 析氢腐蚀,位于氢之后的金属只能发生吸氧腐蚀。
知识点1 知识点2 知识点3
点拨主要从以下几个方面来解决此类题目。 ①正确地判断出金属腐蚀是化学腐蚀还是电化学腐蚀。 ②如果是电化学腐蚀,判断出正、负极,一般活泼的金属为负极
被腐蚀,不活泼的金属为正极被保护。
知识点1 知识点2 知识点3
金属腐蚀快慢的比较 【例题2】 如图,各烧杯中盛有海水,铁在其中被腐蚀由快到慢的 顺序为( )
三、金属的电化学防护 1.金属的防护方法
2.金属的电化学防护 (1)牺牲阳极的阴极保护法。 将还原性较强的金属作为保护极与被保护金属相连构成原电池, 还原性较强的金属将作为负极发生氧化反应而被损耗,被保护金属 作为正极就可以避免被腐蚀。这种保护法牺牲了阳极保护了阴极。 (2)外加电流的阴极保护法。 将被保护金属与外加直流电源的负极相连让其成为阴极,而将外 加直流电源的正极接到惰性电极上,让其成为阳极。

电化学腐蚀

电化学腐蚀
辅助阳极 (不溶性)
外加电流的阴极保护法示意图
小结
金属防护的几种重要方法 ①在金属表面覆盖保护层。 ②改变金属内部的组织结构,制成合金。 ③电化学保护法,即将金属作为原电池的 正极或电解池的阴极而受到保护。
一、金属的电化学腐蚀
P85实验4-3
小结
在同一电解质溶液中,金属腐蚀的 快慢规律如下: 电解原理引起的腐蚀>原电池原理引
分析:中性或酸性很弱或碱性条件下,易发生吸氧腐蚀。
b装置中:
负极: Fe - 2e- = Fe2+ 正极: 2H++ 2e- =H2 ↑ 电池反应: Fe + 2H+ =Fe2+ + H2 ↑
分析:当钢铁处于酸性气氛中时,易发生析氢腐蚀; 析氢腐蚀和吸氧腐蚀都属于电化学腐蚀。
知识总结
一、金属腐蚀
1、金属腐蚀:是指金属或合金跟接触的气体或液体发 生氧化还原反应而腐蚀损耗的过程。
2、金属腐蚀的本质:
金属原子
失e氧化反应
金属阳离子
化学腐蚀
M – ne-→Mn+
3、金属腐蚀的类型
析氢腐蚀
电化腐蚀
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
(常见普遍) 吸氧腐蚀
钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
条 件
水膜呈酸性。
水膜呈中性或酸性很弱或碱性。
联 系
通常两种腐蚀同时存在,但以后者更普遍。
交流与讨论
铁生锈除了必须有空气及水的参与外,还受其他一些因素 的影响。请解释下列有关铁生锈现象的原因。
1.相对于在内河行驶的轮船来说,海轮更容易被腐蚀。
因为海水中含有较多的氯化钠等盐类,导电能力比内河 的水更强,而在电解质溶液中,电化学腐蚀更容易进行。

八大腐蚀类型

八大腐蚀类型

八大腐蚀类型腐蚀是指金属或其他材料在特定环境中受到化学或电化学作用而逐渐损坏的过程。

腐蚀不仅会降低材料的强度和耐久性,还可能导致设备故障和安全事故。

了解不同的腐蚀类型对于预防和控制腐蚀至关重要。

本文将介绍八大腐蚀类型,并探讨其特点和防治方法。

1. 电化学腐蚀电化学腐蚀是最常见的腐蚀类型之一。

它是由于金属与电解质溶液中的化学反应而引起的。

在电化学腐蚀中,金属表面的阳极和阴极区域形成,形成电池。

阳极区域发生氧化反应,而阴极区域发生还原反应。

防治电化学腐蚀的方法包括使用阴极保护、涂层保护和合适的材料选择。

2. 空气腐蚀空气腐蚀是由于金属与空气中的氧气和湿气发生反应而引起的。

常见的空气腐蚀类型包括氧化腐蚀和水蒸气腐蚀。

氧化腐蚀是金属与氧气反应形成氧化物的过程,而水蒸气腐蚀是金属与湿气反应形成氢氧化物的过程。

防治空气腐蚀的方法包括使用防腐涂层、控制湿度和氧气浓度。

3. 酸性腐蚀酸性腐蚀是由于金属与酸性溶液接触而引起的。

酸性腐蚀可以分为酸性溶液直接腐蚀和酸性气体腐蚀两种类型。

酸性溶液直接腐蚀是酸性溶液中的氢离子与金属表面发生反应,而酸性气体腐蚀是酸性气体与金属表面发生反应。

防治酸性腐蚀的方法包括使用耐酸材料、控制酸性溶液的浓度和温度。

4. 碱性腐蚀碱性腐蚀是由于金属与碱性溶液接触而引起的。

碱性腐蚀可以分为碱性溶液直接腐蚀和碱性气体腐蚀两种类型。

碱性溶液直接腐蚀是碱性溶液中的氢氧根离子与金属表面发生反应,而碱性气体腐蚀是碱性气体与金属表面发生反应。

防治碱性腐蚀的方法包括使用耐碱材料、控制碱性溶液的浓度和温度。

5. 微生物腐蚀微生物腐蚀是由微生物对金属表面进行代谢活动而引起的。

微生物腐蚀可以分为微生物菌膜腐蚀和微生物产生的酸性物质腐蚀两种类型。

微生物菌膜腐蚀是微生物在金属表面形成菌膜,并通过代谢活动产生酸性物质进行腐蚀。

防治微生物腐蚀的方法包括使用抗菌剂、控制温度和湿度。

6. 应力腐蚀应力腐蚀是由于金属在受到应力的同时与腐蚀介质接触而引起的。

第2章_金属腐蚀及电位-PH图

第2章_金属腐蚀及电位-PH图

H2(pH2)|H2SO4(aq)|O2(pO2)
氢电极: 2H++2e - → H2(pH2)
aH2 RT E (H ,H 2 ) = − ln( 2 ) 2F aH+
+
RT pH 2 =− ln ∅ − 0.0592pH 2F p
当氢气压力为标准压力时,截距为0 V,用蓝线表示。
H2(pH2)|H2SO4(aq)|O2(pO2)
物组成的疏松的混杂物质。
腐蚀时阴极上的反应 (1) 析氢腐蚀 酸性介质中 H+在阴极上还原成氢气析 出。
H + e → 1 H 2 (g) 2
+ −
RT aH 2 E (H |H 2 ) = − ln F aH +
+
设 aH2 =1, aH+ =10
−7

E(H+|H2 ) = −0.413 V 则
氧化和氧化组分的还原是一次发生的,是不可 分割的过程。
电化学腐蚀:电子的传递是间接的。金属的氧化与氧化组分
的还原过程可在一定程度上看作是彼此独立的。
电化学腐蚀的两种类型
1. 由金属本身的表面不均匀引起的
铜板上的铁铆钉为什么特别容易生锈?
带有铁铆钉的铜板若 暴露在空气中,表面被湿 空气或雨水浸润,空气中 的 CO 2 ,SO 2和海边空气中 的NaCl溶解其中,形成电 解质溶液,这样组成了原 电池,铜作阴极,铁作阳 极,所以铁很快腐蚀形成 铁锈。
氢电极:H2(pH2)→ 2H++2e -
aH2 RT E (H ,H 2 ) = − ln( 2 ) 2F aH+
+
RT pH 2 =− ln ∅ − 0.0592pH 2F p
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电化学腐蚀的种类和金属
金属是以稳定状态的氧化物、硫化物、碳酸盐等物质存在于大自然的矿石之中,经开采、冶炼得到较纯金属。

金属不是十分稳定的,它与大自然中的水、氧接触,会使其表面发生氧化还原反应,生成多种金属氧化物或氢氧化物。

氧、水与金属反应生成的这些金属氧化物有固态的、液态的和气态的,其物理化学性质对金属都是有害的,因为它们存在与金属表面可以加快金属的腐蚀过程。

即使给金属提供各种较好的存放条件,若不采取防腐措施,也是无济于事的。

金属在干燥条件中或理想环境中,只能降低或减缓腐蚀的进程。

因此,必须认真研究金属腐蚀的机理,了解金属遭受腐蚀过程、腐蚀的种类及表现形式,以便有针对性地采取有效的防腐措施。

金属腐蚀的种类很多,依据腐蚀过程中表现的不同特点,可分化学腐蚀、电化学腐蚀两大类。

其腐蚀分类的含义如下:
化学腐蚀顾名思义,化学腐蚀就是金属表面在各种化学介质作用下所受到的腐蚀,称为化学腐蚀。

化学腐蚀又分为在气体中腐蚀和在下导电溶液中的腐蚀。

气体腐蚀是指干燥气体同金属相接触,使金属表面生成化合物,例如氧化物、氯化物、硫化物等。

又如钢材在扎制、焊接、热处理过程中,因高温氧化而生成氧化皮。

有时在常温下,放置一段时间后的电镀件表面光泽发暗等也属此类腐蚀。

金属在不导电溶液中的腐蚀是指金属在诸如石油、乙醇等有机液体中受到腐蚀(是硫化物作用的结果)。

电化学腐蚀电化学腐蚀是金属与周围的电解质溶液相接触时,由于电流作用而产生的腐蚀。

电化学腐蚀是很普遍的,为人们所常见,其腐蚀原理与原电池一样。

电化学腐蚀的表面形式很多,又可分为:空气腐蚀、导电介质中的腐蚀和其它条件下的腐蚀。

空气腐蚀,是金属在潮湿的空气中的腐蚀。

导电介质中的腐蚀,是金属在受到雨水浇淋,或在各种酸、碱、盐类的水溶液中的腐蚀。

其它条件下的腐蚀,是指地下铺设的金属管道、构件等,长期受到潮湿土壤中的多种腐蚀介质的侵蚀而遭到的腐蚀破坏。

我国作为世界上钢铁产量最多的国家(2005年全国生产钢材37117.02万吨),每年被腐蚀的铁占到我国钢铁年产量的十分之一,因为金属腐蚀而造成的损失占到国内生产总值的2%~4%;约合人民币:3000亿元( 2005年我国国内生产总值将达15万亿元)。

根据各国调查结果,一般说来,金属腐蚀所造成的经济损失大致为该国国民生产总值的4%左右。

另据国外统计,金属腐蚀的年损失远远超过水灾、火灾、风灾和地震(平均值)损失的总和,在这里还不包括由于腐蚀导致的停工、减产和爆炸等造成的间接损失。

金属腐蚀的主要害处,不仅在于金属本身的损失,更严重的是金属制品结构损坏所造成的损失比金属本身要大到无法估量。

腐蚀不仅造成经济损失,也经常对安全构成威胁。

国内外都曾发生过许多灾难性腐蚀事故,如飞机因某一零部件破裂而坠毁;桥梁因钢梁产生裂缝而塌陷;油管因穿孔或裂缝而漏油,引起着火爆炸;化工厂中储酸槽穿孔泄漏,造成重大环境污染;管道和设备跑、冒、滴、
漏,破坏生产环境,有毒气体如Cl
2、H
2
S、HCN等的泄漏,更会危及工作人员和
附近居民的生命安全。

面对这样惊人的数据和金属腐蚀危害事实,大家有没有想过,铁怎么会被腐蚀?怎样防腐?。

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