课题2　金属材料 (7).ppt

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1、金属材料选修2《化学与技术》第2课时二、金属的腐蚀及防止我国作为世界上钢铁产量最多的国家（2005年全国生产钢材37117.02万吨），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（2005年我国国内生产总值将达15万亿元）。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。另据国外统计，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。看后：你有何感想？金属阳离子失e-氧

2、化反应3、金属腐蚀的类型化学腐蚀（温度的影响很大）电化学腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀（常见、普遍）（一）、金属的腐蚀金属原子2、金属腐蚀的本质：1、金属腐蚀：是指金属或合金跟接触的气体或液体发生氧化还原反应而腐蚀损耗的过程。M–ne-→Mn+事实上，电化学腐蚀是形成了许多微型原电池，下面我们以铁生锈为例分析一下：对比对比中性溶液或碱性溶液或酸性极弱——吸氧腐蚀（钢铁腐蚀的主要情况）2H2O+O2+4e－=4OH－Fe－2e-=Fe2+正极：得电子负极：失电子2H++2e-=H2↑酸性较强——析氢腐蚀Fe－2e-=Fe2+正极：负极：钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较Fe2O3·

3、nH2O（铁锈）通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。析氢腐蚀吸氧腐蚀条件水膜呈酸性。水膜呈中性或酸性很弱或碱性电极反应负极Fe(-)Fe-2e-=Fe2+2Fe-4e-=2Fe2+正极C(+)2H++2e-=H2↑O2+2H2O+4e-=4OH-总反应:Fe+2H+=Fe2++H2↑2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3联系化学腐蚀与电化学腐蚀的比较:化学腐蚀电化学腐蚀条件现象本质联系金属跟非金属单质直接接触不纯金属或合金跟电解质溶液接触无电流产生有微弱电流产生金属被氧化较活泼金属被氧化两者往往同时发生，电化学

4、腐蚀更普遍（二）、金属腐蚀的防止和利用金属腐蚀的防护方法1.金属表面覆盖保护层如油漆、油脂等，在金属表面氧化形成致密的氧化物薄膜作保护层。原理：隔绝金属与外界空气、电解质溶液的接触。2.电镀如电镀一些在空气或溶液里不易发生化学变化的金属（如Cr、Zn、Ni等）或合金作保护层。原理：应用电解原理，镀件作阴极镀层金属作阳极。练一练：实验3-2发生了什么反应？3.改变金属的内部结构4.电化学保护法（1）形成原电池反应时，让被保护金属做正极，不反应，起到保护作用，牺牲负极保护正极的方法，习惯上叫牺牲阳极保护阴极法。(如：轮船下装块锌片）（2）外加电流的阴极保护法：活泼金属

5、发生氧化反应被腐蚀或让被保护金属做电解池的负极而受到保护。如将Cr、Ni等金属加进钢里制成不锈钢。金属腐蚀的快慢及判断方法1、电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀2、强电解质溶液>弱电解质溶液>非电解质溶液3、两金属活泼性差异越大，较活泼的金属被腐蚀的越快4、电解质溶液浓度越大，金属腐蚀的越快5、析氢腐蚀速率>吸氧腐蚀速率金属腐蚀的利用金属腐蚀的会带来严重危害和损失，但也可被利用来进行材料加工。例如：化学蚀刻就是利用腐蚀原理进行金属定域“切削”的加工方法（如书图3-28所示）化学蚀刻不仅适用于难切削的不锈钢、钛合金、铜合金等，更广泛

6、地用于印刷电路的铜布线腐蚀、半导体器件与集成电路制造中的精细加工等。科学视野——化学镀1.埋在地下的自来水铁管，在下列情况被腐蚀的速率最慢的是：Ａ.在含有铁元素较多的酸性土壤中Ｂ.在潮湿、疏松的土壤中Ｃ.在自来水的铁管上用导线连接一块锌块后，再埋入不透气的土壤中Ｄ.在自来水铁管上用导线连接铜块后，再埋入潮湿、松的土壤中课堂练习C2.下列现象与电化学腐蚀无关的是：Ａ.黄铜（铜锌合金）制作的铜锣不容易生锈Ｂ.生铁比软铁芯（几乎是纯铁）容易生锈Ｃ.铁质器件附有铜质配件，在接触处容易生锈Ｄ.银质奖牌久置表面变暗D3.下列几种铁板，在镀层被破坏后，最耐腐蚀的是：Ａ.镀锌铁板

7、　　　Ｂ.镀铜铁板Ｃ.镀锡铁板　　　Ｄ.镀铅铁板A4.下列方法可用于金属防护的是：①原电池原理②涂油漆　③电镀④置于干燥环境Ａ.②③④Ｂ.①②Ｃ.②③Ｄ.全部D幻灯片22幻灯片22