金属腐蚀理论及腐蚀控制教学课件-第八节
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2024版《金属的腐蚀》PPT课件[1]
![2024版《金属的腐蚀》PPT课件[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/eeb318cb70fe910ef12d2af90242a8956aecaa74.png)
28
表面分析技术
原理
利用表面分析技术（如X射线光电子能谱、扫描电子显微镜 等）观察金属表面的形貌、成分和结构变化，以评估腐蚀程 度和类型。
缺点
需要专业的表面分析设备和操作技能，分析过程相对复杂。
优点
可以直观地观察金属表面的腐蚀形貌和产物，对局部腐蚀敏 感。
应用范围
适用于研究金属表面腐蚀行为和机理，以及腐蚀产物的分析。
34
THANKS
感谢观看
2024/1/28
35
2024/1/28
29
其他实验方法
01
气体分析法
通过测量金属在腐蚀过程中释放的气体成分和含量来评估腐蚀速率和类
型。
02
电阻法
通过测量金属在腐蚀过程中的电阻变化来评估腐蚀速率。
2024/1/28
03
声发射法
利用金属在腐蚀过程中产生的声发射信号来评估腐蚀速率和类型。
30
07 金属腐蚀的案例 分析与讨论
阳极氧化
通过电化学方法使金属表面形成氧化膜，提高耐蚀性和装饰性。
23
缓蚀剂应用
2024/1/28
无机缓蚀剂 如硅酸盐、钨酸盐等，通过与金属表面形成保护膜来抑制 腐蚀。
有机缓蚀剂 如胺类、羧酸类等，通过吸附在金属表面改变其电化学行 为来减缓腐蚀。
复合缓蚀剂 将无机和有机缓蚀剂复配使用，发挥协同作用，提高缓蚀 效果。
2024/1/28
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。
腐蚀分类
根据腐蚀机理和形态，可分为化学 腐蚀、电化学腐蚀、局部腐蚀和全 面腐蚀等。
4
金属腐蚀的危害
01
02
03
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。
金属腐蚀的基本原理腐蚀原理PPT课件
①阴极极化：当有电流通过时，阴极的电极电位向
负方向偏移的现象。
②阳极极化:当有电流通过时，阳极的电极电势向正
的方向偏移的现象。
第31页/共55页
极化的结果：阴极电位变得更负；阳极电位变得更正。
发生极化的根本原因：电极反应速度与电子迁移速度之间
的差异性。
极化曲线：描述电极电位与通过电极电流密度之间 关系的曲线。极化曲线越陡，表明电极材料的极化 性能越强，极化电阻越大，电极反应越难进行，反 之越易进行。
腐蚀电池分为宏观腐蚀电池和微观腐蚀电池。 （一）宏观腐蚀电池：是指人们眼睛可以看得到电极的原电池，短
时间内可产生明显的局部腐蚀。
电偶腐蚀电池：当两种具有不同电极电位的金属互相接触或用 导线连接起来，并处于电解质溶液中时形成的电池。 浓差电池：当同一种金属不同部位所接触的介质具有不同浓 度，引起了电极电位的不同而形成的腐蚀电池。又分为俩种
PO 2 (COH )4
第20页/共55页
氧浓差电池实例
第21页/共55页
(2)金属离子浓差电池：同一金属与浓度不同的盐接触时形成 的电池。在这种电池中，金属与稀溶液接触的部位是阳极，与 浓溶液接触的部位是阴极。
第22页/共55页
补充(温差电池)： 浸在电解液中的金属，由于所处于温度的不同而形成的电池 为温差电池。它常常发生在换热器、蒸发器两端温差较大的 部位。 高温端：电位低为负极、该电极发生氧化反应，为阳极，该 部位的金属遭到腐蚀； 低温端：电位高为正极、该电极发生还原反应，为阴极，该 部位的金属受到保护。
Ⅱ
很耐蚀
3 0.005~0.01
Ⅲ
4 0.01~0.05
5 0.05~0. 1
耐蚀
Ⅳ
6 0. 1~0.5
负方向偏移的现象。
②阳极极化:当有电流通过时，阳极的电极电势向正
的方向偏移的现象。
第31页/共55页
极化的结果：阴极电位变得更负；阳极电位变得更正。
发生极化的根本原因：电极反应速度与电子迁移速度之间
的差异性。
极化曲线：描述电极电位与通过电极电流密度之间 关系的曲线。极化曲线越陡，表明电极材料的极化 性能越强，极化电阻越大，电极反应越难进行，反 之越易进行。
腐蚀电池分为宏观腐蚀电池和微观腐蚀电池。 （一）宏观腐蚀电池：是指人们眼睛可以看得到电极的原电池，短
时间内可产生明显的局部腐蚀。
电偶腐蚀电池：当两种具有不同电极电位的金属互相接触或用 导线连接起来，并处于电解质溶液中时形成的电池。 浓差电池：当同一种金属不同部位所接触的介质具有不同浓 度，引起了电极电位的不同而形成的腐蚀电池。又分为俩种
PO 2 (COH )4
第20页/共55页
氧浓差电池实例
第21页/共55页
(2)金属离子浓差电池：同一金属与浓度不同的盐接触时形成 的电池。在这种电池中，金属与稀溶液接触的部位是阳极，与 浓溶液接触的部位是阴极。
第22页/共55页
补充(温差电池)： 浸在电解液中的金属，由于所处于温度的不同而形成的电池 为温差电池。它常常发生在换热器、蒸发器两端温差较大的 部位。 高温端：电位低为负极、该电极发生氧化反应，为阳极，该 部位的金属遭到腐蚀； 低温端：电位高为正极、该电极发生还原反应，为阴极，该 部位的金属受到保护。
Ⅱ
很耐蚀
3 0.005~0.01
Ⅲ
4 0.01~0.05
5 0.05~0. 1
耐蚀
Ⅳ
6 0. 1~0.5
金属的腐蚀与防腐PPT课件(上课用)
97.有三个人是我的朋友爱我的人.恨 我的人 .以及 对我冷 漠的人 。 爱我的人教我温柔；恨我的人教我谨 慎；对 我冷漠 的人教 我自立 。――[J·E·丁 格] 98.过去的事已经一去不复返。聪明 的人是 考虑现 在和未 来，根 本无暇 去想过 去的事 。――[英国哲 学家培 根]
99.真正的发现之旅不只是为了寻找 全新的 景色， 也为了 拥有全 新的眼 光。― ―[马塞 尔·普 劳斯特]
113.人生的目的有二：先是获得你 想要的 ；然后 是享受 你所获 得的。 只有最 明智的 人类做 到第二 点总与 幽默的 人相伴 ，健康 总与阔 达的人 相伴。 20、对所学知识内容的兴趣可能成 为学习 动机。 ——赞 科夫 21、游手好闲地学习，并不比学习游手 好闲好 。—— 约翰·贝 勒斯
95.没有比时间更容易浪费的,同时没 有比时 间更珍 贵的了 ，因为 没有时 间我们 几乎无 法做任 何事。 ――[威廉·班]
96.人生真正的欢欣，就是在于你自 认正在 为一个 伟大目 标运用 自己； 而不是 源于独 自发光.自私渺 小的忧 烦躯壳 ，只知 抱怨世 界无法 带给你 快乐。 ――[萧伯纳]
Fe2O3 ·nH2O （铁锈）
联 系
通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。
相互关系：往往同时发生，电化腐蚀要比化学腐蚀普遍得 多。
2、金属腐蚀的防止与利用
讨论与交流 金属腐蚀的防止方法
隔离法、电镀法
隔离法 钢铁发蓝处理、阳极氧化处理、
离子注入、表面渗镀
电镀法
电镀是应用电解原理在某些金属表面 镀上一薄层其他金属或合金的过程。
100.这个世界总是充满美好的事物 ，然而 能看到 这些美 好事物 的人， 事实上 是少之 又少。 ――[罗 丹]
99.真正的发现之旅不只是为了寻找 全新的 景色， 也为了 拥有全 新的眼 光。― ―[马塞 尔·普 劳斯特]
113.人生的目的有二：先是获得你 想要的 ；然后 是享受 你所获 得的。 只有最 明智的 人类做 到第二 点总与 幽默的 人相伴 ，健康 总与阔 达的人 相伴。 20、对所学知识内容的兴趣可能成 为学习 动机。 ——赞 科夫 21、游手好闲地学习，并不比学习游手 好闲好 。—— 约翰·贝 勒斯
95.没有比时间更容易浪费的,同时没 有比时 间更珍 贵的了 ，因为 没有时 间我们 几乎无 法做任 何事。 ――[威廉·班]
96.人生真正的欢欣，就是在于你自 认正在 为一个 伟大目 标运用 自己； 而不是 源于独 自发光.自私渺 小的忧 烦躯壳 ，只知 抱怨世 界无法 带给你 快乐。 ――[萧伯纳]
Fe2O3 ·nH2O （铁锈）
联 系
通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。
相互关系：往往同时发生，电化腐蚀要比化学腐蚀普遍得 多。
2、金属腐蚀的防止与利用
讨论与交流 金属腐蚀的防止方法
隔离法、电镀法
隔离法 钢铁发蓝处理、阳极氧化处理、
离子注入、表面渗镀
电镀法
电镀是应用电解原理在某些金属表面 镀上一薄层其他金属或合金的过程。
100.这个世界总是充满美好的事物 ，然而 能看到 这些美 好事物 的人， 事实上 是少之 又少。 ――[罗 丹]
《金属腐蚀的机理》课件
在腐蚀介质中添加缓蚀剂，以减缓或抑制 金属的腐蚀速率。
06 案例分析
石油工业金属腐蚀案例
总结词
石油工业中金属腐蚀的严重性
详细描述
石油工业中，金属管道、储罐和设备长期处于高温、高压、腐蚀性介质的环境中，容易发生严重的腐蚀。例如， 输油管道因腐蚀穿孔而泄漏，炼油设备因腐蚀减薄而破裂等。这些腐蚀事故不仅造成巨大的经济损失，还可能引 发环境污染和安全事故。
汽车行业金属腐蚀案例
要点一
总结词
汽车行业金属腐蚀对性能的影响
要点二
详细描述
汽车行业中的金属材料，如钢铁、铝合金等，广泛应用于 汽车零部件和车身制造。由于汽车在使用过程中会受到各 种环境因素的影响，如雨、雪、盐、尘等，金属材料容易 发生腐蚀。这些腐蚀会导致汽车零部件性能下降、车身锈 蚀等问题，严重影响汽车的安全性和使用寿命。同时，金 属腐蚀还会增加汽车的维护和修理成本，降低其经济性。
浪费。
安全隐患
设备设施因腐蚀而损坏 ，可能引发安全事故。
环境破坏
金属腐蚀过程中可能产 生有毒有害物质，对环
境造成污染。
经济损失
设备维修、更换和防护 措施等导致经济损失。
02 金属腐蚀的机理
电化学腐蚀机理
• 总结词：电化学腐蚀是金属表面与电解质溶液发生电化学反应而引起的
破坏。
• 详细描述：电化学腐蚀是由于金属表面形成原电池而产生的。当金属暴露在潮湿环境中时，金属表面的氧化层或污染层 会与水分子和离子发生反应，形成电解质溶液。在金属表面形成原电池后，电流在阳极和阴极之间流动，导致金属的离 子化，最终导致金属破坏。
《金属腐蚀的机理》 ppt课件
目录
CONTENTS
• 金属腐蚀的基本概念 • 金属腐蚀的机理 • 金属腐蚀的影响因素 • 金属防腐的方法与技术 • 金属腐蚀的监测与控制 • 案例分析
[化学]第八章金属阳极过程与金属腐蚀
![[化学]第八章金属阳极过程与金属腐蚀](https://img.taocdn.com/s3/m/18d2fd79453610661fd9f44d.png)
一、金属阳极溶解 1.溶解历程
❖ ①金属晶格离解破坏，晶格中的金属原子离解或变成吸附态的金属原子。 Me→Me(吸)
❖ ②吸附态金属原子失去电子变成金属离子，成为水化离子（或配离子）。 Me(吸) →Men+ ·nH2O（表面）
❖ ③形成的水化金属离子经过扩散从电极表面进入本体溶液中。 Men+·nH2O(表面） →Men+ ·nH2O(本体)
如碱性溶液中： O H O 22H 2O 4e
酸性深液中： 2H 2O 4e O 24H
8.4 金属的钝化现象
三、 阳极钝化的条件
1.外加电位大于临界钝化电位。当φ＜φ钝化时，金属处于活性溶解区， 不会出现钝化。当φ＞φ钝化后，就会出现钝化。φ钝化越小，金属越 容易钝化，φ钝化与金属本性，合金的形成及溶液的pH值有关。 2.阳极电流大于临界钝化电流，iA>i钝化，同样的i钝化越小，金属越容 易钝化。 ❖ 同样，当发生化学钝化时，也可以观察到电极电势显著的向正方向移 动。而且为了使某种金属转变为钝态溶液中氧化剂的浓度也不能小于 某一临界数值。称为“临界钝化浓度”。若氧化剂的浓度低于此临界 浓度，则不但不会导致钝态的出现，反而将引起金属更快的溶解。
石墨是熔盐电解中不可缺少的阳极材料，导电性好，又能抵抗1000度 左右高温条件下溶盐的侵蚀和冲刷。但在水溶液中由于会吸水发生胀 裂以及受析出气体的腐蚀，只在某些特殊情况下才采用。 ❖ ②表面覆盖具有电子导电性的氧化物层的金属材料。如锰电解和锌电 解中广泛使用的Pb-Ag（~1%）阳极。其表面生成一层的PbO2+Ag2O膜。 这层膜极其致密与稳定。
8.3可溶阳极的溶解
❖ 实践证明，在电流密度较小时，许多金属的阳极溶解过程电化学极化 非常明显，浓差极化几乎忽略不计。即使电流密度增大时，虽有浓差 极化，但是浓差极化较小。
❖ ①金属晶格离解破坏，晶格中的金属原子离解或变成吸附态的金属原子。 Me→Me(吸)
❖ ②吸附态金属原子失去电子变成金属离子，成为水化离子（或配离子）。 Me(吸) →Men+ ·nH2O（表面）
❖ ③形成的水化金属离子经过扩散从电极表面进入本体溶液中。 Men+·nH2O(表面） →Men+ ·nH2O(本体)
如碱性溶液中： O H O 22H 2O 4e
酸性深液中： 2H 2O 4e O 24H
8.4 金属的钝化现象
三、 阳极钝化的条件
1.外加电位大于临界钝化电位。当φ＜φ钝化时，金属处于活性溶解区， 不会出现钝化。当φ＞φ钝化后，就会出现钝化。φ钝化越小，金属越 容易钝化，φ钝化与金属本性，合金的形成及溶液的pH值有关。 2.阳极电流大于临界钝化电流，iA>i钝化，同样的i钝化越小，金属越容 易钝化。 ❖ 同样，当发生化学钝化时，也可以观察到电极电势显著的向正方向移 动。而且为了使某种金属转变为钝态溶液中氧化剂的浓度也不能小于 某一临界数值。称为“临界钝化浓度”。若氧化剂的浓度低于此临界 浓度，则不但不会导致钝态的出现，反而将引起金属更快的溶解。
石墨是熔盐电解中不可缺少的阳极材料，导电性好，又能抵抗1000度 左右高温条件下溶盐的侵蚀和冲刷。但在水溶液中由于会吸水发生胀 裂以及受析出气体的腐蚀，只在某些特殊情况下才采用。 ❖ ②表面覆盖具有电子导电性的氧化物层的金属材料。如锰电解和锌电 解中广泛使用的Pb-Ag（~1%）阳极。其表面生成一层的PbO2+Ag2O膜。 这层膜极其致密与稳定。
8.3可溶阳极的溶解
❖ 实践证明，在电流密度较小时，许多金属的阳极溶解过程电化学极化 非常明显，浓差极化几乎忽略不计。即使电流密度增大时，虽有浓差 极化，但是浓差极化较小。
《金属腐蚀》课件
防腐蚀技术的创新与突破
新型防腐涂料：开发具有更高耐腐蚀性和更长使用寿命的 涂料
纳米技术：利用纳米材料提高防腐蚀性能
智能防腐技术：通过传感器和智能系统实时监测和保护金 属表面
绿色环保防腐技术：采用环保材料和工艺，减少对环境的 影响
复合材料：开发具有更高强度和耐腐蚀性的复合材料
生物防腐技术：利用生物技术提高金属表面的抗腐蚀能力
影响金属制品的安全性和 可靠性
造成环境污染和资源浪费
03
金属腐蚀的原理
电化学腐蚀
原理：金属与 电解质溶液发 生电化学反应， 导致金属被腐
蚀
过程：金属失 去电子，变成 离子进入溶液，
形成电流
影响因素：电 解质浓度、温 度、湿度、氧
气等
防护措施：使 用防腐涂料、 电镀、阴极保
护等
化学腐蚀
原理：金属与环境 中的化学物质发生 化学反应，导致金 属表面被破坏
合涂层等。
应用：广泛应 用于建筑、汽 车、船舶、航 空航天等领域。
注意事项：选 择合适的涂层 材料和工艺， 确保涂层的附 着力和耐腐蚀
性。
电化学保护
方法：阳极保护、阴极保护、 牺牲阳极保护等
原理：利用电化学反应，使 金属表面形成一层保护膜， 防止腐蚀
应用：广泛应用于船舶、桥 梁、石油化工等领域
优点：保护效果好，使用寿 命长，环保无污染
蚀
微生物腐蚀
微生物腐蚀原理： 微生物在金属表 面形成生物膜， 分泌酸性物质， 导致金属腐蚀
微生物种类：包 括细菌、真菌、 藻类等
影响因素：温度 、湿度、氧气、 营养物质等
防护措施：使用 防腐涂料、添加 杀菌剂、控制环 境条件等
04
金属腐蚀的影响因素
金属的腐蚀和防护PPT教学课件
金属防护方法总结
1)、改变金属的内部结构 2)、在金属表面覆盖保护层 3)、电化学保护法
练习1.下列现象与电化学腐蚀无关的是:( D )
A.黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿 B.生铁比纯铁更易生锈 C.铁质器件附有铜质配件,在接触处易生锈 D银质奖牌久置表面变暗
2.铁钉和碳棒用导线连接后,浸入到食盐溶液 中,可能发生的反应是: ( BD )
总反应：
Zn + 2H+ = Zn2+ + H2
小结：
①、原电池反应与普通氧化—还原反应在原理上是一 样只是把氧化还原反应分别在两极进行，所以有电 流产生。
②、较活泼的金属通常为负极，被氧化而溶解；较不 活泼的金属为正极，附近阳离子被还原而析出物质 (如：H2)。
判断下列装置能否构成原电池，并说明原因。
练习一：
石墨晶体的层状结构， 层内为平面正六边形结构 （如图），试回答下列问题： （1）图中平均每个正六边 形占有C原子数为____个、 占有的碳碳键数为___2_个。 碳原子数目与碳碳化3学键数
目之比为_______. 2:3
练习二
2001年报道的硼和镁形成的化合物刷新了金属化合物 超导温度的最高记录。如图所示的是该化合物的晶体 结构单元：镁原子间形成正六棱柱，且棱柱的上下底 面还各有1个镁原子，6个硼原子位于棱柱内。则该化
猫眼石
紫水晶
黄黄水水晶晶
NaCl晶体结构示意图：
ClNa+
金刚石晶体 结构示意图
干 冰 晶 体 结 构
非晶态又称玻璃态
玻璃结构示意图
B M
O
Si
晶体的原子呈周期性排列 非晶体的原子不呈周期性排列
宏观晶体的形貌
金属腐蚀原理教学课件-腐蚀控制的基本概念
返回
2. 腐蚀控制的途径
从腐蚀体系构成分析（三个控制途径）
金属材料 （1）选择恰当的耐蚀材料（预定环境）
（2）研制更优良耐蚀性能的新材料（使用环境中）
环境 降低环境对金属材料的腐蚀性。 界面 （1）避免设备暴露表面局部区域条件强化。
（2）用覆盖层将金属材料与环境隔离开 。
从电化腐蚀历程分析（四条控制途径）
腐蚀控制的目标：使金属设备、结构或零部件 的腐蚀速度保持在一个比较合理的，可以接受的水 平。
返回
确定腐成的厚壁减薄对设备使用性能的影响 （2）腐蚀产物给产品质量和生产过程带来的问题 （3）腐蚀破坏在安全方面造成的后果 （4）腐蚀控制的费用 （5）预期的使用寿命
热力学控制： 降低体系腐蚀倾向
阴极控制：
增大阴极反应阻力
阳极控制：
增大阳极反应阻力
欧姆电阻控制： 增大电流回路欧姆电阻
返回
热力学 控制
阴极 控制
阳极 控制
12
3
4
789
10
11
5
6
欧姆电阻 控制
12
金属
环境
界面
腐蚀控制可能的途径 （金属电化学腐蚀历程）
返回
3. 腐蚀控制的环节
腐蚀控制的要求应贯穿于设备制作 和运行的全过程，存在以下控制环节：
第九章 腐蚀控制的基本概念
腐蚀控制的要求 什么是腐蚀控制 确定腐蚀控制水平时需要考虑的因素
腐蚀控制的途径 从腐蚀体系的构成分析 从电化学腐蚀的历程分析 腐蚀控制途径的归纳
腐蚀控制的环节 腐蚀控制的环节 关于“全面腐蚀控制”
1 腐蚀控制的要求
腐蚀控制定义
调节金属材料与环境之间的相互作用，使金属 设备、结构或零部件保持其强度和功能，不致因发 生腐蚀而劣化甚至损坏，以实现长期安全运行，叫 做腐蚀控制 。
2. 腐蚀控制的途径
从腐蚀体系构成分析（三个控制途径）
金属材料 （1）选择恰当的耐蚀材料（预定环境）
（2）研制更优良耐蚀性能的新材料（使用环境中）
环境 降低环境对金属材料的腐蚀性。 界面 （1）避免设备暴露表面局部区域条件强化。
（2）用覆盖层将金属材料与环境隔离开 。
从电化腐蚀历程分析（四条控制途径）
腐蚀控制的目标：使金属设备、结构或零部件 的腐蚀速度保持在一个比较合理的，可以接受的水 平。
返回
确定腐成的厚壁减薄对设备使用性能的影响 （2）腐蚀产物给产品质量和生产过程带来的问题 （3）腐蚀破坏在安全方面造成的后果 （4）腐蚀控制的费用 （5）预期的使用寿命
热力学控制： 降低体系腐蚀倾向
阴极控制：
增大阴极反应阻力
阳极控制：
增大阳极反应阻力
欧姆电阻控制： 增大电流回路欧姆电阻
返回
热力学 控制
阴极 控制
阳极 控制
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欧姆电阻 控制
12
金属
环境
界面
腐蚀控制可能的途径 （金属电化学腐蚀历程）
返回
3. 腐蚀控制的环节
腐蚀控制的要求应贯穿于设备制作 和运行的全过程，存在以下控制环节：
第九章 腐蚀控制的基本概念
腐蚀控制的要求 什么是腐蚀控制 确定腐蚀控制水平时需要考虑的因素
腐蚀控制的途径 从腐蚀体系的构成分析 从电化学腐蚀的历程分析 腐蚀控制途径的归纳
腐蚀控制的环节 腐蚀控制的环节 关于“全面腐蚀控制”
1 腐蚀控制的要求
腐蚀控制定义
调节金属材料与环境之间的相互作用，使金属 设备、结构或零部件保持其强度和功能，不致因发 生腐蚀而劣化甚至损坏，以实现长期安全运行，叫 做腐蚀控制 。
金属的电化学腐蚀完整版PPT课件-2024鲜版
8
金属的电化学腐蚀过程
阳极过程
金属原子失去电子成为金属离子，进入电解质溶液。 阳极反应通常是金属的氧化反应。
阴极过程
电解质溶液中的氧化剂在阴极接受电子，发生还原反 应。阴极反应通常是氧或氢离子的还原。
电流回路
通过电解质溶液和金属内部的电子流动，形成闭合回 路，维持腐蚀反应的进行。
2024/3/28
2024/3/28
19
缓蚀剂的应用
无机缓蚀剂
如硅酸盐、磷酸盐等，通过与金 属表面发生化学反应形成保护膜，
减缓金属的腐蚀速率。
2024/3/28
有机缓蚀剂
如胺类、醛类、羧酸类等有机化合 物，通过吸附在金属表面形成保护 膜或改变金属表面的电化学性质来 抑制腐蚀。
复合缓蚀剂
将无机缓蚀剂和有机缓蚀剂复配使 用，发挥协同作用，提高缓蚀效果。
2024/3/28
表面改性
通过化学或物理方法改变 金属表面的性质，提高其 耐蚀性，如化学镀、激光 处理等。
表面合金化
在金属表面形成耐蚀性合 金层，提高金属的耐蚀性 能。
18
阴极保护与阳极保护
阴极保护
通过向金属施加负电位，使其成为阴 极而得到保护，如外加电流阴极保护 和牺牲阳极阴极保护等。
阳极保护
将金属连接到外加电源的正极上，使其 成为阳极并形成致密的氧化膜，从而防 止金属的进一步腐蚀。
可以缩短试验周期，降低成本，同时模拟多 种腐蚀因素的作用。
缺点
应用范围
模拟条件与实际使用环境可能存在差异，结 果仅供参考。
适用于金属材料的耐腐蚀性能评估和选材依 据。
2024/3/28
25
06
金属电化学腐蚀的案例分析与讨论
2024/3/28
金属的电化学腐蚀过程
阳极过程
金属原子失去电子成为金属离子，进入电解质溶液。 阳极反应通常是金属的氧化反应。
阴极过程
电解质溶液中的氧化剂在阴极接受电子，发生还原反 应。阴极反应通常是氧或氢离子的还原。
电流回路
通过电解质溶液和金属内部的电子流动，形成闭合回 路，维持腐蚀反应的进行。
2024/3/28
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缓蚀剂的应用
无机缓蚀剂
如硅酸盐、磷酸盐等，通过与金 属表面发生化学反应形成保护膜，
减缓金属的腐蚀速率。
2024/3/28
有机缓蚀剂
如胺类、醛类、羧酸类等有机化合 物，通过吸附在金属表面形成保护 膜或改变金属表面的电化学性质来 抑制腐蚀。
复合缓蚀剂
将无机缓蚀剂和有机缓蚀剂复配使 用，发挥协同作用，提高缓蚀效果。
2024/3/28
表面改性
通过化学或物理方法改变 金属表面的性质，提高其 耐蚀性，如化学镀、激光 处理等。
表面合金化
在金属表面形成耐蚀性合 金层，提高金属的耐蚀性 能。
18
阴极保护与阳极保护
阴极保护
通过向金属施加负电位，使其成为阴 极而得到保护，如外加电流阴极保护 和牺牲阳极阴极保护等。
阳极保护
将金属连接到外加电源的正极上，使其 成为阳极并形成致密的氧化膜，从而防 止金属的进一步腐蚀。
可以缩短试验周期，降低成本，同时模拟多 种腐蚀因素的作用。
缺点
应用范围
模拟条件与实际使用环境可能存在差异，结 果仅供参考。
适用于金属材料的耐腐蚀性能评估和选材依 据。
2024/3/28
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06
金属电化学腐蚀的案例分析与讨论
2024/3/28
金属的腐蚀PPT教学课件
2. 实质（原因）:基因选择性表达的结果
细胞分化是否只发生在人的胚胎发育阶段,还
是贯穿于整个生命进程中?这说明细胞分化具
有什么特点?
持久性
下列事实说明细胞分化还具有哪些特点?
在细胞分化过程中,假如当A细胞分化形成B细
胞后,一般不会再表现出B细胞反方向分化形成
A细胞,这说明细胞分化具有
不可逆性
离体培养的上皮细胞，始终保持为上皮细胞，
（D）
A. 神经细胞 B. 人体表皮细胞 C. 肌肉细胞 D. A、B、C三项都不是
5. 取高度分化的月季的叶肉细胞，经离体组
织培养出月季幼苗，说明植物细胞（ A ）
A.具有全能性 B. 分化后恢复原状态
C.畸形分化
D. 具有再生能力
C
6.生物体内细胞没有表现出全能性,原因
是( B)
A.细胞丧失了全能性 B.基因的表达有选择性
C.基因发生了变化 D.不同细胞基因不同 7.以下能证明植物细胞具有全能性的生产实践是
( C)
A. 从一粒菜豆种子长成一棵植株
B. 用植物激素培育无籽果实
C. 用一小块芹菜叶片,培养出一棵完整植株 D. 袁隆平杂交水稻培育成功
8、观察由一个细胞培养出试管植物过程的示意图，并回答问题：
A
B
C
D
1）.从A到B经过细胞的增__殖__（__分__裂__）___
溶液 冷却的蒸馏
冷却的蒸馏
水
水
有气泡产
记 生，反应 录 速率快
相当长时 间铁钉才 被腐蚀
铁钉渐 渐生锈
无现象
植物油 无现象
结
铁钉被腐 蚀最快
论
由于缺O2， 较长时间 铁钉才被 腐蚀
细胞分化是否只发生在人的胚胎发育阶段,还
是贯穿于整个生命进程中?这说明细胞分化具
有什么特点?
持久性
下列事实说明细胞分化还具有哪些特点?
在细胞分化过程中,假如当A细胞分化形成B细
胞后,一般不会再表现出B细胞反方向分化形成
A细胞,这说明细胞分化具有
不可逆性
离体培养的上皮细胞，始终保持为上皮细胞，
（D）
A. 神经细胞 B. 人体表皮细胞 C. 肌肉细胞 D. A、B、C三项都不是
5. 取高度分化的月季的叶肉细胞，经离体组
织培养出月季幼苗，说明植物细胞（ A ）
A.具有全能性 B. 分化后恢复原状态
C.畸形分化
D. 具有再生能力
C
6.生物体内细胞没有表现出全能性,原因
是( B)
A.细胞丧失了全能性 B.基因的表达有选择性
C.基因发生了变化 D.不同细胞基因不同 7.以下能证明植物细胞具有全能性的生产实践是
( C)
A. 从一粒菜豆种子长成一棵植株
B. 用植物激素培育无籽果实
C. 用一小块芹菜叶片,培养出一棵完整植株 D. 袁隆平杂交水稻培育成功
8、观察由一个细胞培养出试管植物过程的示意图，并回答问题：
A
B
C
D
1）.从A到B经过细胞的增__殖__（__分__裂__）___
溶液 冷却的蒸馏
冷却的蒸馏
水
水
有气泡产
记 生，反应 录 速率快
相当长时 间铁钉才 被腐蚀
铁钉渐 渐生锈
无现象
植物油 无现象
结
铁钉被腐 蚀最快
论
由于缺O2， 较长时间 铁钉才被 腐蚀
金属的腐蚀与防护ppt课件
牺牲阳极保护法 外加电流的阴极保护法
21
总反应： Fe + 2H+ =Fe2+ + H2↑
★析氢腐蚀和吸氧腐蚀都属于电化学腐蚀
9
条件
化学腐蚀
金属与干燥气体或非电 解质液体直接接触
电化学腐蚀
不纯金属或合金与电解 质溶液接触
现象 无电流产生
有微弱电流产生
本质 金属被氧化
较活泼金属被氧化
影响 与接触物质的氧化性及 与电解质溶液的酸碱性
因素 温度有关
化学 · 选修4《化学反应原理》
1.3 金属的腐蚀与防护
1
钢 铁 生 锈
2
铜 器 生 锈
3
金属腐蚀 • 我国是世界上钢铁产量最多的国家，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 。 • 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。
4
一、金属的电化学腐蚀 1、 金属腐蚀 指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。
➢金属腐蚀的本质 M – ne- → Mn+ (氧化反应)
化学腐蚀 ➢金属腐蚀的类型
电化学腐蚀
5
2、化学腐蚀 金属与其他物质直接接触反生氧化还原反应而引起的腐蚀
燃气灶的中心部位易生锈
食品罐头 放在南极80多年却很少生锈
及金属活性有关
联系 两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍
10
1、用压强传感器探究生铁在pH=2和pH=4醋酸溶液中发生腐蚀的装 置及得到的图象如下，以下结论错误的是( C ) pH=2时，压强逐渐增
21
总反应： Fe + 2H+ =Fe2+ + H2↑
★析氢腐蚀和吸氧腐蚀都属于电化学腐蚀
9
条件
化学腐蚀
金属与干燥气体或非电 解质液体直接接触
电化学腐蚀
不纯金属或合金与电解 质溶液接触
现象 无电流产生
有微弱电流产生
本质 金属被氧化
较活泼金属被氧化
影响 与接触物质的氧化性及 与电解质溶液的酸碱性
因素 温度有关
化学 · 选修4《化学反应原理》
1.3 金属的腐蚀与防护
1
钢 铁 生 锈
2
铜 器 生 锈
3
金属腐蚀 • 我国是世界上钢铁产量最多的国家，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 。 • 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。
4
一、金属的电化学腐蚀 1、 金属腐蚀 指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。
➢金属腐蚀的本质 M – ne- → Mn+ (氧化反应)
化学腐蚀 ➢金属腐蚀的类型
电化学腐蚀
5
2、化学腐蚀 金属与其他物质直接接触反生氧化还原反应而引起的腐蚀
燃气灶的中心部位易生锈
食品罐头 放在南极80多年却很少生锈
及金属活性有关
联系 两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍
10
1、用压强传感器探究生铁在pH=2和pH=4醋酸溶液中发生腐蚀的装 置及得到的图象如下，以下结论错误的是( C ) pH=2时，压强逐渐增
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（3）阴、阳极表面面积比S1/S2
随着阴极性金属M1面积增大，阳极性金属 M2的电偶电流密度ig都增大，电偶腐蚀破 坏加重。
所以，大阴极小阳极的电偶组合是很有害 的，应当避免。
（4）溶液导电性
溶液导电性对电偶电流的分布有很大的影
响。
E
阴极
E
阴极
面积
面积
Sl`
Sl
E`g
E`g Eg
Eg
Lg|i|
Lgig
Lgi`g Lg|i|
阴极面积由Sl改变到Sl` 阳极的电偶电流密度的变化
lg i`g =
ig
bc ba+bc
lg=
S`l Sl
阴极面积Sl对电偶腐蚀电流密度的影响
(活化极化控制腐蚀体系)
lg iAg (UA/cm2)
3
2
1
Al 2024/3.5%Nacl 阴极属性
Cu 4130钢 304不锈钢 Ti-6Al-4V
lgig lgig` Lg|i|
(a)活化极化控制腐蚀体系 lg(i`g/ig)=bc/(ba+bc)lg(ioc)`/ioc
(b)受阴极反应浓度极化控制的腐蚀体系 (b)ig=id i`g=i`d
阴极反应极化性能对电偶腐蚀电流密度的影响
( 阴,阳极面积相等)
●● 吸氧腐蚀
如果阴极反应受氧扩散控制，阴极反应速 度等于氧分子极限扩散电流密度，ic= id 。那么各种金属上阴极反应的极化性能是 一样的，此时ig(M2)与阴极性金属的种类 无关，仅取决于id的大小，id增大，则 ig(M2)增大 ，阳极性金属M2的电偶腐蚀破 坏加剧。
• 发生局部腐蚀的条件
(1) 金属方面或溶液方面存在较大的电化学 不均一性，因而形成了可以明确区分的阳 极区和阴极区，它们遵循不同的电化学反 应规律。
(2) 阳极区和阴极区的电化学条件差异在腐 蚀过程中一直保持下去，不会减弱，甚至 还会不断强化，使某些局部区域的阳极溶 解速度一直保持高于其余表面。这是局部 腐蚀能够持续进行(发展)的条件。
学性质存在显著差异。——内因 （2）晶粒和晶界的差异要在适当的环境下
才能显露出来。 ——外因
• 不锈钢的晶间腐蚀
●●敏化热处理 不锈钢的晶间腐蚀常常是在受到不正确的热处理 以后发生的，使不锈钢产生晶间腐蚀倾向的热处 理叫做敏化热处理。奥氏体不锈钢的敏化热处理 范围为450C—850C。当奥氏体不锈钢在该温 度范围较长时间加热(如焊接)或缓慢冷却，就产 生了晶间腐蚀敏感性。铁素体不锈钢的敏化温度 在900C以上，而在700-800C退火可以消除晶
√a
iAg
V-ａ
(mdd)
1000
100
0
-2
-1
0
10
1
2
lg(Sc/Sa) 或 lg(1+Sc/Sa)
Al2024的电偶电流密度iAg和溶解速度V-a与面积比Sc/Sa的关系
根据Mansfeld等,引自<Corrosion Ｓｃｉｅｎｃｅ＞１５．２３９（１９７５）
3. 晶间腐蚀
晶间腐蚀指腐蚀主要发生在金属材料的晶 粒间界区，沿着晶界发展，即晶界区溶解 速度远大于晶粒溶解速度。 ❖ 发生晶间腐蚀的电化学条件 （1）晶粒和晶界区的组织不同，因而电化
（2） 极化性能
一般说来，在阴极性金属M1上去极化剂还 原反应愈容易进行，即阴极反应极化性 能愈弱，阳极性金属M2的电偶腐蚀效 应愈大，造成的破坏愈严重。
●●析氢腐蚀 在发生析氢腐蚀的环境，与低氢过电位的 阴极性金属接触，将造成阳极性金属发生 严重的电偶腐蚀。
E ioc
(ioc)`
E
lgig
lgig` Lg|i|
2. 电偶腐蚀
❖ 发生电偶腐蚀的几种情况 (1) 异金属(包括导电的非金属材料，如石墨)
部件的组合。 (2) 金属镀层。 (3) 金属表面的导电性非金属膜。 (4) 气流或液流带来的异金属沉积，也会导
致电偶腐蚀问题。
• 电偶腐蚀的影响因素
（1）腐蚀电位差 表示电偶腐蚀的倾向。两种金属在使用环 境中的腐蚀电位相差愈大，组成电偶对时 阳极金属受到加速腐蚀破坏的可能性愈大。 将各种金属材料在某种环境中的腐蚀电位 测量出来，并把它们从低到高排列，便得 到所谓电偶序(galvanic series) 。
1100
温
度
1000
(0
摄
氏
900
度
)
800
700
600 不发生晶间腐蚀区
500
400
0.015
0.15
1.5
15
150
银焊药
Monel(70Ni,32Cu)
铜镍合金(60~90Cu,40~11Ni)
青铜
铜
黄铜
Chlorimet2(66Ni,32Mo,1Fe)
Hastelloy B (60Ni,30Mo,6Fe,1Mn)
Inconel(活态)
镍(活态)
锡
铅
铅-锡焊药
18-8钼不锈钢(活态)
18-8不锈钢(活态)
高镍铸铁
第八章 局部腐蚀
1. 概述 ❖ 定义 局部腐蚀是指金属表面局部区域的腐蚀破坏
比其余表面大得多，从而形成坑洼、沟 槽、分层、穿孔、破裂等破坏形态。 ❖ 主要类型 电偶腐蚀 晶间腐蚀 选择性腐蚀
缝隙腐蚀 小孔腐蚀
应力腐蚀 磨损腐蚀 氢损伤 ❖ 危害性 举例： 局部腐蚀破坏有如下特征 : (1) 复杂性 (2) 集中性 (3) 突发性
一些工业金属和合金在海水中的电偶序
铂
金
阴 极
石墨
性
钛
银
Chlorimet 3(62Ni,18Cr,18Mo)
Hastelloy C (62Ni,17Cr,15Mo)
18-8Mo不锈钢(钝态)
18-8不锈钢(钝态)
11~30%Cr不锈钢(钝态)
Inconel(80Ni,13Cr,7Fe)(钝态)
镍(钝态)
间腐蚀倾向。●●TTSFra bibliotek线敏化处理对不锈钢晶间腐蚀的影响，与加 热温度、加热时间都有关系。将处理后的 试样进行试验，把结果表示在以加热温度 (T)和加热时间(T)为纵、横坐标的图上，发 生晶间腐蚀的区域的边界称为TTS曲线(S表 示晶间腐蚀敏感性)。 TTS曲线清楚地表明被试验不锈钢敏化处 理的温度和时间范围。
13%Cr不锈钢
铸铁
阳
钢或铁
极
2024铝(4.5Cu,1.5Mg,0.6Mu)
性
镉
工业纯铝(1100)
锌
镁和镁合金
注意：
❖ 比较腐蚀电位从而确定电偶对中哪个金属 是阳极时绝不能离开环境条件。同一种电 偶组合在不同环境条件中不仅腐蚀电位差 的数值不一样，甚至可能发生极性反转。
❖ 不仅环境条件不同，异金属组合的电位关 系不同，即使在同一环境中，随着腐蚀过 程的进行，两种金属的腐蚀电位相对关系 也会改变。