金属腐蚀与防腐绪论

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1、第一章绪论材料腐蚀与防护基本概念材料腐蚀与防护重要性腐蚀速度的表示学科的发展慨况1§1.1腐蚀的基本概念历史悠久—古希腊Herodus和古罗马Plinins在2000年前已提出用锡防止铁生锈；我国商代（3000年前）发明锡青铜；出土铁器可见古人防蚀成就。18世纪工业发展—腐蚀与防护学科形成、发展。普遍性—材料腐蚀司空见惯，无所不在，无时不有,十分普遍.材料的腐蚀与防护的重要性已成共识。必然性—热力学观点，一切材料在环境作用下,将逐渐自发地腐蚀、变质、退化。金属—由元素状态转变成金属化合物(生锈)，有机

2、/无机材料—化学变化（老化/风化…)。2春秋战国18世纪19世纪20世纪青铜剑、箭镞——含铬表面涂层大漆——防腐涂料金属的氧化、溶解、钝化铁的钝化膜形成历程、金属溶解的电化学本质、腐蚀微电池特征、金属在酸中溶解的动力学独立学科，腐蚀历程的基本电化学规律，腐蚀科学的基本理论：现代腐蚀科学37腐蚀科学的发展历史3381748罗蒙诺索夫1790凯依尔1830德.拉.里夫1833法拉第18401881卡杨捷尔1913金属的氧化（质量不灭定律—推翻了“热素”说）铁在硝酸中的钝化金属腐蚀微电池电解定律——腐蚀量化

3、计算热镀锌保护钢板获得专利金属在酸中的溶解动力学镍、铬不锈钢开始获得实际应用1920-伊文思瓦格纳布拜腐蚀极化图混合电位理论电位-pH图尤里格、方坦纳、阿基莫夫、费鲁姆金……4越王勾践宝剑5曾侯乙编钟（战国）6断裂：强度、力学破坏、瞬间破坏磨损：表面、力学-摩擦损坏、缓慢腐蚀：表面、化学-力学损坏、不可再生材料失效的基本形式7矿石（稳定）金属（不稳定）冶炼(＋能量)腐蚀（－能量）自发过程能量差＝腐蚀驱动力8塑料发胀或开裂木头干裂或腐烂花岗岩风蚀水泥剥离脱落材料+化学+力学腐蚀腐蚀的定义腐蚀(corro

4、sion)源于拉丁文“corrdere”，意即“损坏”、“腐烂”20世纪60年代前，材料腐蚀的定义只局限于金属生锈：铁及铁基合金生成以水合氧化铁为主的腐蚀腐蚀的概念逐步涉及到整个材料领域910•广义的腐蚀材料在服役损坏过程中，腐蚀与磨损、腐蚀与断裂往往协同进行，甚至三种损坏同时发生。广义的腐蚀包括了腐蚀与磨损、断裂等的协同作用，是一个交叉学科的领域。腐蚀的定义10•材料损伤宏观上：材料质量流失、强度退化微观上：组织、结构或价态的改变腐蚀的定义★腐蚀是材料受环境介质的化学、电化学和物理作用产生的损坏或变

5、质现象。腐蚀包括化学、电化学与机械因素或生物因素的共同作用。•环境介质：材料-环境交互作用•表面/界面现象•自发现象11三个基本要素腐蚀的对象腐蚀的性质腐蚀的后果◆耐蚀性指材料抵抗环境介质腐蚀的能力◆腐蚀性指环境介质腐蚀材料的强弱程度1213（2）普遍性纯金属最低能级状态一般为其化合物（除Au、Pt）普遍存在的空气和水是两类主要腐蚀环境（O2、H+）腐蚀的特点14（3）隐蔽性发展速度缓慢•不锈钢在海水中点蚀：10年孕育期表现形式不易被发觉•生锈：容易观察•应力腐蚀断裂：表面光亮如新内部满布裂纹腐蚀的特

6、点15§1.2研究腐蚀与防护的重要意义直接损失材料、构件、设备的直接腐蚀破坏；防止腐蚀或延缓腐蚀的投入（高耐腐蚀材料、表面处理、涂覆、电化学保护、环境介质处理等），可估算。据国际权威统计-金属年产量的1/3受腐蚀报废，其中2/3尚可回炉,即约10％金属永久腐蚀损失。全世界金属产量约为10亿吨，损失1亿吨/年我国金属年产量达1亿吨，损失0.1亿吨/年据权威报告(英国Hoar报告和美国NBS报告)估计：每年因腐蚀造成的经济损失占国民经济总值2-4%16材料腐蚀给国民经济带来巨大损失腐蚀事故危及人身安全腐蚀

7、造成资源和能源的浪费腐蚀引起环境污染腐蚀造成的危害171钢铁工业－腐蚀掉大量的钢铁每年腐蚀：大约10～20％的金属年产量2003年钢产量世界：9.625亿吨中国：2.2亿吨美国：0.914亿吨世界每年腐蚀掉的钢>美国的钢产量；中国一年被腐蚀掉的钢=一大型钢铁企业年产量腐蚀造成的危害18••••钢轨的锈蚀、磨损机车底架：侧梁铆钉头被局部腐蚀穿透机车气缸：气缸套壁空泡腐蚀：9mm5mm，甚至穿透……带来极大的事故隐患!2300万吨x1%/年=23万吨/年每年使用120万吨：1/5被腐蚀18腐蚀造成的危害2

8、交通运输：铁轨、机车部件的腐蚀和磨蚀；飞机零部件的高温腐蚀和应力腐蚀；船舶在海洋环境中的腐蚀；19•海洋环境中：海水腐蚀介质、海洋大气腐蚀介质、海水冲刷、复杂波动载荷等；•船舶腐蚀：船体锈蚀、螺旋桨叶片电偶腐蚀、水线腐蚀、应力腐蚀等。腐蚀造成的危害2021222325腐蚀造成的危害导电电路绝缘层硅衬底元件结构集成电路示意及照片5机械电子2425§1.3腐蚀的分类及腐蚀形式材料腐蚀破坏局部腐蚀均匀腐蚀点腐蚀缝隙腐蚀晶间腐蚀电偶腐蚀选择性腐蚀….无机材料腐蚀