民用飞机结构腐蚀与防护

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1、《民用飞机结构腐蚀与防护》教案机务系结构修理教研室魏静广州民航职业技术学院33民用飞机结构腐蚀与防护绪论　　　　　　　　　　　　　§０-１　　基本概念一、腐蚀的定义定义：材料（通常是金属）与环境介质相互作用而导致的变质或破坏的现象。主体：①材料　　　　　　　②环境防腐：两者隔离１.材料：８０余种金属在一定条件下受不同程度的腐蚀贵重金属：金Ａu铂　Ｐt（家长的手饰佩戴久了会发黑）　　　↓　　　　　　　　　腐蚀性差，不易腐蚀　　　　　　↑　　　　　腐蚀是绝对的，不腐蚀是相对的２.介质:大气、水、土壤、

2、灰尘、化学原料及不同种类的金属窗户的锁扣上的螺钉生锈——尽量用同一种金属。　　　　　　　　　　　　§０-２　金属腐蚀过程的本质　　　　　腐蚀单质　　　　　　　　化合物　　　（不活跃的如金　　也是金矿的形式　　　　　冶炼　　　　　　　　　　活跃的　　如硫　　硫矿FeS）铁　→　水合氧化铁FeO·XH2O(吸水个数不定，量不大时有多少吸多少)　高能量状态到低能量状态自发的；低能量状态到高能量状态要大量的热能金属腐蚀的本质：金属在一定的环境中经过反应回复到化合物状态即:金属材料＋腐蚀介质→腐蚀产物＋热量

3、因此腐蚀过程是一个放热的过程。（只是有些速度慢觉察不到）反应速度快的例子：金属钠（Ｎa）放到水里→有声音、有热量（极端例子，反应相当快）　　　　　　　　　§０-３　　　腐蚀的类型一、按腐蚀反应的机理分类33（一）化学腐蚀　　（发生机率不大）　　　纯化学反应，无电子的移动，无电流的产生（不多）　　　通常发生在干性（高温）环境下，如飞机上涡轮叶片高温氧化（二）电化学腐蚀　　（最普遍，最常见）e　　　指金属与电解质溶液因发生电化学作用而产生的破坏阴极ZnCu阳极水（电解质，不是绝对纯）　　　　　　在同一

4、种金属上也会发生腐蚀。二、按腐蚀的环境分类　　分为：大气腐蚀，水的蒸汽腐蚀，土壤腐蚀，化学介质腐蚀（酸、碱、盐）三、按腐蚀的外观特征分类可分为：全面腐蚀和局部腐蚀ΔＷ　　　　全面腐蚀：腐蚀分布在整个表面，相对较均匀。　局部腐蚀：腐蚀主要集中在某一区域，分布不均匀，危险性很大。发生水桶效应　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　看最弱处（又如材料的承载能力）　　　　　　　　　　最弱处才是基准局部腐蚀腐蚀危害性很大，大约５７种常见的有：应力腐蚀、点蚀、晶间腐蚀、电偶腐蚀、

5、缝隙腐蚀、垢下腐蚀、冲刷腐蚀33第一章电化学腐蚀的基本概念第一节金属腐蚀的电化学反应一、腐蚀电化学反应的实质e阳极ZnCu阴极H2SO4A指针活跃金属为阳极，受腐蚀阳极：Zn–2e→Zn2+↓受腐蚀阴极：2H++2e→H2↑↓受保护用牺牲材料的方法来保护金属，如镀锌等等腐蚀电化学反应实质：一个发生在金属和溶液界面上的多相界面反应电子的传递：阳极→阴极→电解质溶液阳极反应：M→Mn++n.e阴极反应：D+n.e→[D.ne]↓去极剂接受电子后生成的物质溶液中能接受电子的物质，称去极剂或氧化剂常见的去

6、极剂：1.H+（还原成H2）——析氢反应（相应的腐蚀叫析氢腐蚀）2H++2e→H2↑2.溶解在溶液中的O23．金属高价离子33Mn++n.e→M沉积反应（电解精炼铜）Mn++e→M(n-1)+较低价态的金属离子（三类五种）共同特点：耗电子第二节金属电化学腐蚀倾向的判断性质+介质如ZnAl性质不同在于电极电位（一）电极电位1、双电层结构和电极电位双电层：金属进入溶液中，在金属和溶液界面可能发生带电粒子的转移，电荷从一相通过界面进入另一相，结果在两相中都会出现剩余电荷，并或多或少地集中在界面两侧，形成

7、一边带正电一边带负电的“双电层”。例如：Zn浸在自身的盐溶液中————+++电解质溶液金属（倾向快）Zn–2e→Zn2+进入溶液（倾向慢）Zn2++2e→Zn沉积在Zn片的表面++++——————金属电解质溶液如果是Cu与Cu2+，则（倾向慢）Cu–2e→Cu2+（倾向快）Cu2++2e→Cu电极电位正好反过来电极电位：我们称这样一个金属/电解质溶液体系为电极，而将体系中金属与溶液之间的电位差称为该电术的电极电位。2、平衡电极电位与能斯特方程式平衡电极电位（可逆电位）双电层不随时间变化，即电荷平衡

8、，物质平衡。标准电极电位标准状态下的平衡电极电位标准状态：纯金属，纯气体，1.01x105Pa，25℃，单位活度33按标准电极电位值由小到大的顺序排列—标准电极电位序或简称为电动序实际中用别的电极作为参比电极用参比电极测得的电位值要换算：相对参比电极的电位+参比相对标准氢电极电位能斯特方程式：用于非标准状态下的平衡电位Ee=E°+Ln对于金属固体：Ee=E°+Lna实际腐蚀中有多种不同物质反应，物质和电荷不可能都平衡称只有电荷平衡为稳定如锌在盐酸中腐蚀：由两个电极过程完成阳阴极反应