腐蚀与防护-第十章 化学腐蚀课件.ppt

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1、化学腐蚀纯氧化还原过程。金属被氧化，腐蚀介质被还原反应进行中没有电流产生化学腐蚀定义指材料与周围的介质（如氧气、二氧化碳、二氧化硫等）直接发生纯化学作用而导致的腐蚀损伤金属化学腐蚀的分类气体腐蚀金属在干燥气体或高温气体作用下的腐蚀，如：坦克、火箭、飞机发动机燃烧室内壁的燃气腐蚀非电解质溶液腐蚀金属在有机液体（酒精、石油）中的腐蚀，镁或钛在甲醇中的腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀条件金属和氧化剂直接接触不纯金属或合金与电解质溶液接触现象无电流产生有微弱电流产生本质金属被氧化的过程较活泼的金属被氧化的过程化学腐蚀：不形成腐蚀电池电化学腐蚀：腐蚀电池化学腐蚀与电化学腐蚀的比较项目化学腐蚀电化学腐

2、蚀介质干燥气体或非电解质溶液电解质溶液反应式过程规律化学反应动力学电极过程动力学能量转换化学能与热化学能与电能电子传递直接的，不具备方向性，测不出电流间接的，有一定的方向性，能测出电流反应区在碰撞点瞬时完成在相对独立的阴、阳极区同时完成产物在碰撞点直接形成一次产物在电极上完成，二次产物在一次产物相遇处形成温度主要在高温条件下室温和高温条件下化学腐蚀的热力学化学反应的热力学判据平衡勒夏特列原理：把平衡状态的某一因素加以改变之后，将使平衡状态向抵消原来因素改变的效果的方向移动T、P因素泛化的勒夏特列原理——承受外加限制条件的系统具有反抗外加限制条件改变的能力。化学腐蚀的动力学阿累尼乌

3、斯公式微分形式积分形式大多数金属氧化在其表面上形成一层氧化物固相膜氧化膜减慢金属继续氧化的速度金属的化学腐蚀（1）金属氧化及其氧化膜金属腐蚀的热力学参数（2）钢铁的气体腐蚀高温氧化脱碳氢蚀铸铁肿胀高温硫化①高温氧化铁在铸造、扎制、热处理过程中发生高温氧化温度对钢铁高温氧化影响极大，温度升高，腐蚀速率显著增加570℃以下，生成的氧化物为Fe3O4和Fe2O3超过570℃时，在氧化膜内层生成FeO高于800℃，表面上就开始形成多孔、疏松的“氧化皮”Fe+CO2FeO+COFe+H2OFeO+H2②脱碳脱碳是指在腐蚀过程中，除了生成氧化皮层外，与氧化皮层相连的内层渗碳体Fe3C与介

4、质中的氧、二氧化碳、水等作用，生成的气体降低了膜的保护作用。钢铁工件表面脱碳后硬度和强度显著下降，直接影响零件的使用寿命Fe3C+1/2O23Fe+COFe3C+CO23Fe+2COFe3C+H203Fe+CO+H2Fe3C+2H23Fe+CH4防止：增加气体介质中CO和CH4的含量或在钢中添加铝和钨。③氢蚀含氢化合物在钢材表面发生化学反应酸洗反应：FeO+2HCl＝FeCl2+H20Fe+2HCl=FeCl2+2H硫化氢反应：Fe+H2S=FeS+2H高温水蒸气氧化：Fe+H20＝FeO+2H合成氨，合成甲醇、石油加氢等含氢化合物参与的工艺中，钢铁设备都存在着氢脆的危害

5、，特别对高强度钢铁构件的危害更应引起注意。防止：降低含碳量、加合金元素。④铸铁的肿胀是一种晶间气体腐蚀。腐蚀性气体沿晶界、石墨夹杂物和细微裂缝渗入到铸铁内部，发生氧化作用。由于氧化物的生成，铸铁体积变大，产生肿胀，其强度大大降低。防止：加适量硅（5%—10%）。⑤高温硫化高温硫化反应一般在钢铁材料表面的晶界发生，逐步沿晶界向内部扩展，高温硫化后的构件，机械强度显著下降，以至整个构件报废。在采油、炼油及高温化工生产中，常会发生高温硫化腐蚀。Fe+S=FeSFe+H2S=FeS+H2合金化加入元素Cr、Al、Si，在氧化性介质中形成极稳定的Cr2O3、Al2O3、SiO2，形成有效的

6、保护层改善介质通过设法改善介质成分应用保护性覆盖层涂层将金属和气体介质隔离开来耐高温氧化的陶瓷覆盖层：采用热喷涂或等离子喷涂的方法，在金属表面形成耐高温氧化的陶瓷覆盖层。（3）防止钢铁气体腐蚀的方法非金属的化学腐蚀（1）高分子材料老化光、热、机械力等引起的降解和交联化学反应高分子物质活性基团的消除、加成、取代、成盐、水解等反应（2）无机非金属材料混凝土、陶瓷、玻璃（3）复合材料化学腐蚀性介质酸酸雨：工业废气引起中的氮氧化物、碳氢化物、硫氧化物等碱对人身体的腐蚀；对玻璃的腐蚀性大；Na、K遇水盐“废渣”、“废液”强氧化性物质（强酸、强氧化性物质的联合）王水、洗液、F2魔酸（超强酸）

7、：氢氟酸和五氟化锑按1：0.3（摩尔比）混合时，它的酸性是浓硫酸的1亿倍；按1：1混合时，它的酸性是浓硫酸的10亿倍。能溶解不溶于王水的高级烷烃蜡烛化学腐蚀的防护材质聚四氟乙烯、树脂环境减少污染，降低酸雨。化学腐蚀防护罩、橡胶手套涂层：具体分析实验台（威盛亚理化板、生化板），涂防护剂腐蚀与加工机械加工：车床化学腐蚀加工：蚀刻（如：电路板、标牌、微加工等）、次序选择性腐蚀、模板法（如：表面活性剂等）电解加工：以电能驱动反应的进行抛光