材料腐蚀与防护

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1、材料腐蚀与防护一、名词解释：1.腐蚀：腐蚀是材料由于环境的作用而引起的破坏和变质。2.高温腐蚀：在高温条件下，金属与环境介质中的气相或凝聚相物质发生反应而遭受破坏的过程称为高温氧化，亦称高温腐蚀。3.极化：由于电极上有净电流通过，电极电位（ΔEt）显著地偏离了未通净电流时的起始电位（ΔE0）的变化现象。4.去极化：能消除或抑制原电池阳极或阴极极化过程的叫作去极化。5.非理想配比：是指金属与非金属原子数之比不是准确的符合按化学分子式的比例，但仍保持电中性。6.全面腐蚀:全面腐蚀：指暴露于腐蚀环境中，在整个金属表面上进行的腐蚀。7.点腐蚀：（孔蚀）是一种腐蚀集中在

2、金属（合金）表面数十微米范围内且向纵深发展的腐蚀形式，简称点蚀。8.应力腐蚀（SCC）：是指金属材料在特定腐蚀介质和拉应力共同作用下发生的脆性断裂。9.腐蚀疲劳：是指材料或构件在交变应力与腐蚀环境的共同作用下产生的脆性断裂。10.干大气腐蚀：干大气腐蚀是在金属表面不存在液膜层时的腐蚀。11.潮大气腐蚀：指金属在相对湿度小于100%的大气中，表面存在看不见的薄的液膜层发生的腐蚀。12.湿大气腐蚀：是指金属在相对湿度大于100%的大气中，表面存在肉眼可见的水膜发生的腐蚀。13.缓蚀剂：是一种当它以适当的浓度和形式存在于环境（介质）地，可以防止或减缓腐蚀的化学物质或

3、复合物质。14.钝化：电化学腐蚀的阳极过程在某些情况下会受到强烈的阻滞，使腐蚀速度急剧下降，这种现象叫金属的钝化。15.平衡电极电位（可逆电极电位）E：当金属电极上只有惟一的一种电极反应，并且该反应处于动态平衡时，金属的溶解速度等于金属离子的沉积速度时，电极所获得的不变电位值。16.非平衡电极电位（不可逆电极电位）：金属电极上可能同时存在两个或两个以上不同物质参与的电化学反应，当动态平衡时，电极上不可能出现物质交换与电荷交换均达到平衡的情况，这种情况下的电极电位称为非平衡电极电位。17.稳态电极电位：在一个电极表面上同时进行两个不同的氧化、还原过程，当平衡时仅

4、仅是电荷平衡而无物质平衡时的电极电位。亦称为开路电位，即外电流为零时的电极电位（Ei=0），也可称作自腐蚀电位，用ER表示。18.析氢腐蚀：由氢去极化引起的金属腐蚀称为析氢腐蚀。19电极：电子导体与离子导体构成的体系。可分为单电极和多电极。20、电极反应：在金属溶液的界面上进行的电化学反应。21、电极电位：电极反应导致在金属和溶液的界面上形成双电层，双电层两侧的电位差称为电极电位。绝对电极电位无法测得，但可通过测定电池电动势的方法测出其相对电极电位值。8 1、氢去极化反应：以氢离子作为去极剂，在阴极上发生2H++2e→H2的电极反应。2、腐蚀：腐蚀是材料由于环

5、境的作用而引起的破坏和变质。3、研究材料腐蚀的重要性：（1）材料腐蚀给国民经济带来巨大损失；（2）腐蚀事故危及人身安全；（3）腐蚀耗费大量的资源和能源；（4）污染人类生存环境。4、分类：（1）按腐蚀原理分类：化学腐蚀和电化学腐蚀；（2）按腐蚀形态分类：全面腐蚀和局部腐蚀；（3）按腐蚀环境分类：A、按环境种类：大气腐蚀、海水腐蚀、土壤腐蚀、燃气腐蚀、体内腐蚀等等；B、按环境温度：高温和常温腐蚀；C、按环境的湿润程度：干腐蚀和湿腐蚀。5、腐蚀控制的方法：（1）根据使用的环境，正确地选用金属材料或非金属材料；（2）对产品进行合理的结构设计和工艺设计，以减少产品在加工

6、、装配、贮存等环节中的腐蚀；（3）采用各种改善腐蚀环境的措施，如在封闭或循环的体系中使用缓蚀剂，以及脱气、除氧和脱盐等；（4）采用电化学保护方法，包括阴极保护和阳极保护技术；（5）在基材上施加保护涂层，包括金属涂层和非金属涂层。第一章金属与合金的高温氧化1.0基本概念1、高温氧化：在高温条件下，金属与环境介质中的气相或凝聚相物质发生反应而遭受破坏的过程称为高温氧化，亦称高温腐蚀。1.1金属高温氧化的热力学基础1金属氧化的的热力学判据：1）如果P’o2>Po2,,则△GT<0，反应向生成MeO2方向进行；                         2）如果

7、P’o20，反应向MeO2分解方向进行；                         3）如果P’o2=Po2，则△GT=0，金属氧化反应达到平衡。（△GT=4.575T（lgPo2-lgP’o2）,Po2 给定温度下的MeO2的分解压；P’o2  给定温度下的氧分压）1.2金属氧化膜1、氧化膜的形成：氧的吸附最初是氧分子在裸露金属表面上松散的物理吸附，随着氧分子的分解，变成紧密结合的化学吸附，接近于发生化学反应水平。金属表面点阵缺陷的露头处具有更大的吸附能力，促使氧化物首先于此生核，不断长大直到完全覆盖金属表面，形成完整的氧化膜。2、

8、氧化膜生长：A、反应物通过氧化膜扩散形