材料腐蚀与防护68PPT课件

全面变薄。
2 电化学过程特点
腐蚀电池的阴、阳极面积非常小；微阴极和微阳极
的位置变幻不定，整个金属表面在溶液中都处于活化状
态。
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三 局部腐蚀（Localized Corrosion） 1 腐蚀特征
腐蚀仅局限或集中在金属的某一特定部位。
2 电化学过程特点
阳极和阴极是独立分开；腐蚀电池中的阳极 溶解反应和阴极区腐蚀剂的还原反应在不同区域 发生，而腐蚀产物在第三地点形成；通常阳极区 的面积比阴极区的面积小得多，使阳极区腐蚀剧 烈。
2 三层镍铬镀层
Fe / 半光亮Ni(20μm) / 高硫Ni(1μm)光亮Ni(10μm) / Cr(0.3μm);
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各镍层硫含量及电势差
半光亮镍层 w(S) < 0.005% 光亮镍层 w(S) = 0.05%~0.1%; 高硫镍层 w(S)>0.1%
1 半光 Ni亮 光N 亮 i12 ～ 1 06 m 0V 2＝光N 亮 － i 高N 硫 ＝ i 2m 0 V
装饰防护性镀层：
Fe/Cu/Ni/Cr; Fe/Ni/Cr;
F /F e 2 e 0 .4V 4 , C 0 /C u 2 u 0 .3V 32 N /N i2 i 0 .2V 5 , C 0 /C r 3 r 0 .7V 40
多层镀镍体系：
1 双层镍铬镀层
Fe / 半光亮Ni(20μm) / 光亮Ni(10μm) / Cr(0.3μm);
辅助光亮剂具有不饱和的脂肪族链，磺化 基团－SO3－不一定与不饱和碳相连。
如：乙烯磺酸钠； 烯丙基磺酸钠； 苯乙烯磺酸钠；
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多层镍体系的抗蚀性
双层镍铬镀层：
半光亮镍镀层的硫含量相对于光亮镍镀层硫含量
低，即半光亮镍镀层的电势比光亮镍镀层的电势正，
半光亮镍镀层作铁基体上的底镀层，在其上再镀光亮
阳极面积<<阴极面积
阳极电势＝阴极电势＝腐 蚀电势
可能对金属有保护作用
阳极电势<阴极电势 无保护作用
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第二节 小孔腐蚀(点腐蚀、孔蚀)
定义：深入到金属内部的蚀孔腐蚀状态。
衡量小孔腐蚀程度指标――点蚀系数（点蚀 因子）：
点蚀系数 最＝ 大腐蚀＝ 深P度 平均腐蚀深d度
点蚀系数越大，表示点腐蚀程度越严重。
（4）镀有机械保护的阴极性镀层的金属基体
易发生小孔腐蚀；
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Pitting in Aluminum
CO2 Pitting Corrosion
临界电势 ( br ):
金属表面局部地区的电势≥某一临界电势值时，才
能形成小孔腐蚀。这一临界电势称为小孔腐蚀电势或
“击穿电势”，
孔蚀电势 br 和保护电势 rp 是表征金属材料
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一 小孔腐蚀的形貌与特征
1 形貌
由于材料和腐蚀介质不同，小孔腐蚀的形
貌多种多样。
2 点腐蚀发生的特征（产生点腐蚀的条件）
（1）点腐蚀多发生在有表面钝化膜的金属材
料上；
（2）在有特殊离子的介质中易发生小孔腐蚀
如卤素离子Cl－、Br－、I－以及SCN－、
ClO4－；
（3）小孔腐蚀发生在某一临界电势以上；
孔蚀敏感性的基本电化学参数。
（1）A br 钝化膜被击穿，形成新的蚀孔，已
有的蚀孔继续长大；
（2） rpAbr不会形成新的蚀孔，原有的蚀孔
继 续长大；
（3）A rp 不形成新的孔蚀，原有的蚀孔全部
钝越化接；近，br说值明越钝正化，膜耐修孔复蚀能性力能越越强好；；rp与br 的值
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多层镀镍体系的电化学保护
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3 引起局部腐蚀的原因
（1）异种金属接触――电偶腐蚀；
（2）同一种金属上的自发微观电池――晶间
腐蚀、选择性腐蚀、孔蚀、石墨化腐蚀
以及应力腐蚀断裂；
（3）差异充气电池引起的局部腐蚀――土壤
腐蚀、缝隙腐蚀、水线腐蚀；
（4）金属离子浓差引起的局部腐蚀；
（5）膜－孔电池或活性－钝性电池引起的局
镍层，光亮镍镀层对于半光亮镍镀层是阳极性镀层。
若光亮镍镀层中存在孔隙，将下部的半光亮镍镀
层暴露在外时，空气中的水分成为电解质，形成以光
亮镍层为阳极，半光亮镍层为阴极的微电池，使腐蚀
沿着横向在光亮镍层中发展，保护了半光亮镍层不被
腐蚀，从而进一步保护了铁基体，达到电化学保护的
部腐蚀；
（6）杂散电流引起的局部腐蚀；
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四 全面腐蚀与局部腐蚀的比较
项目 1 腐蚀形貌 2 腐蚀电池 3 电极面积 4 电势 5 腐蚀产物
全面腐蚀
局部腐蚀
腐蚀分布在整个金属表面
阴、阳极在表面上变幻不 定，阴、阳极不可辨别 阳极面积＝阴极面积
腐蚀平衡集中在一定区 域，其他部分不腐蚀 阴、阳极可分辨
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电镀镍添加剂
1 第一类光亮剂（初级光亮剂） （1）类型 具有 ＝C－SO2－结构
① 对甲苯磺酰胺； ② 糖精（芳香族磺酰亚胺类） ③ 噻吩－2－磺酸 ④ 苯亚磺酸（芳香族亚磺酸）
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（2）初级光亮剂的特点
① 能使镀层晶粒减小，具有一定的光泽，但单 独使用时不能产生全光亮镀层，只能与第二 类光亮剂配合使用，才能使镀层达到全光亮； ② 能降低镀层的张应力，但用量过多时会给镀层带来 压应力； ③ 具有 ＝C－SO2－ 结构，在镍催化作用下，使镀层 的硫含量达0.05～0.1％； ④ 通过初级光亮剂的不饱和链吸附在阴极表面的晶体 生长部位。由于适宜于吸附的部位有限，能有效地 控制镀层硫的夹入量。
第二节 小孔腐蚀(点腐蚀、孔蚀) 第三节 电偶腐蚀 第四节 晶间腐蚀 第五节 选择性腐蚀 第六节 缝隙腐蚀
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第一节 局部腐蚀与全面腐蚀的比较
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
一 全面腐蚀与局部腐蚀的主要腐蚀形态 二 全面腐蚀（General Corrosion）
1 腐蚀特征
腐蚀分布于金属的整个表面，腐蚀的结果是使金属
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2 第二类光亮剂(次级光亮剂)
主要包括醛类、酮类、炔类、氰类和杂环类。 ① 甲醛，水合氯醛 ② 香豆素 ③ 1，4丁炔二醇 ④ 乙撑氰醇 ⑤ 喹啉甲碘化合物
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近年来发展的辅助光亮剂除具有第一类光 亮剂的某些作用外，还能防止或减少镀层针孔， 与第一类光亮剂、第二类光亮剂配合使用，加 快出光速度和整平速度，对低电流密度区镀层 的光亮起良好作用，还能降低其他光亮剂的消 耗。