金属耐蚀性与防护ppt课件.ppt

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1、材料腐蚀与防护第1章绪论第2章金属腐蚀电化学理论基础第3章金属常见腐蚀形态及机理第4章应力作用下的腐蚀第5章金属的高温腐蚀与防护第6章非金属材料的腐蚀行为第7章自然环境中的腐蚀第8章金属的腐蚀防护与控制方法目录8.1金属的耐蚀性•纯金属的热力学稳定性标准电极电位越负，则热力学上越不稳定标准电极电位越正，则热力学上越稳定∆G=−nFε•在恒温恒压条件下，反应的自由能与电动势或电位之间可依据下式转换：纯金属的耐蚀性＋0.007＋0.216＋0.24＋0.30＋0.30＋0.337＋0.40＋0.418＋0.521＋0.784＋0.789＋0.799

2、＋0.80＋0.854＋0.987＋1.00＋1.19＋1.50＋1.68Sn－4eBi－3eSb－3eRe－3eAs－3eCu－2eTe－2eCo－3eCu－ePb－4eHg－eAg－eRh－3eHg－2ePb－2eIr－3ePt－2eAu－3eAu－e3．热力学上中等稳定的金属（半贵金属），当无氧及氧化剂时，在中性和酸性介质中是稳定的。4．高稳定性金属（贵金属），在含氧的中性介质中不腐蚀，5．完全稳定的金属－0.402－0.342－0.336－0.283－0.277－0.250－0.20－0.15－0.136－0.126－0.11－0.03

3、7Cd－2eIn－3eTl－eMn－3eCo－2eNi－2eMo－3eGe－4eSn－2ePb－2eW－3eFe－3e2．热力学上不稳定的金属（半贱金属），无氧时在中性介质中是稳定的，但在酸性介质中能被腐蚀。－3.045－2.923－2.90－2.89－2.87－2.714－2.52－2.48－2.372－2.37－2.32－2.08－2.07－1.90－1.86－1.85－1.80－1.70－1.66－1.63－1.53－1.50－1.21－1.18－1.18－1.10－0.913－0.876－0.81－0.762－0.74－0.53－0.4

4、40Li－eCs－eBa－2eSr－2eCa－2eNa－2eLa－3eCe－3eY－3eMg－2eAm－3eSc－3ePu－3eTh－4eNp－3eBe－2eU－3eHf－4eAl－3eTi－2eZr－4eU－4eTi－3eV－2eMn－2eNb－3eCr－2eV－3eTa－Ta2O3Zn－2eCr－3eGa－3eFe－2e1．热力学上很不稳定的金属（贱金属），甚至在不含氧及氧化剂的中性介质中也能被腐蚀。热力学稳定性金属及其热力学稳定性金属及其V金属的耐蚀性与元素周期表1.2.3.同一族中：稳定性随元素的原子序数增大而增加最容易钝化金属：长周期

5、偶数列IV、VI，原子内电子层未被填满。最活性的金属：第I主族，比较不稳定的金属位于第II主族Ec−Ea耐蚀材料的合金化原理和途径I=00Pc+Pa+R耐蚀合金化途径的极化图(a）提高阳极金属的平衡电位；（b）增加阴极极化率；（c）增加阳极极化率；（d）加入易钝化元素使之钝化；（e）加入强阴极性元素促进阳极钝化；（f）增大腐蚀体系电阻合金化提高热力学稳定性•提高金属的热力学稳定性–加入平衡电位较高的合金元素（通常为贵金属），可使合金的平衡电位升高，增加热力学稳定性–塔曼定律或n/8定律•E０c－E０a：腐蚀过程的推动力•通过合金化把E0a提高，

6、对于非钝化控制的阳极活化溶解过程，使腐蚀电流降低Ni含量对Cu-Ni合金在氨溶液中浸泡120h腐蚀速度的影响Cu－Au合金在HNO3（90℃、相对密度1.3）中的化学稳定性与合金成分的关系•在实际中的应用有限•原因：使用大量的贵金属，价格过于昂贵固溶度有限合金化提高热力学稳定性合金化阻滞阴极过程•增加阴极极化率Pc，使阴极反应受阻•合金化阻滞阴极过程可使腐蚀减轻•若受氧扩散控制：合金化很难改善耐蚀性能–海水中，不论钢的组织是马氏体还是珠光体，是退火态还是冷加工状态，是碳钢、低合金钢还是铸铁，腐蚀速度都是在0.13mm／a左右合金化阻滞阴极过程•

7、阻滞析氢腐蚀阴极方法1.消除或减少阴极面积–冶金过程中金属和合金纯净度、固溶热处理2.提高阴极析氢过电位–在合金中加入析氢过电位高的元素，增大析氢反应的阻力–工业Zn中含Fe或Cu杂质，Fe、Cu的析氢过电位低，成为Zn在酸中腐蚀的有效阴极区，加速Zn的腐蚀；–加入析氢过电位高的Cd或Hg，由于增加了析氢反应的阻力，可使Zn的腐蚀速度显著降低•增加阳极极化率Pa，使阳极过程受阻：①减少阳极相的面积②加入易于钝化的合金元素③加入阴极性合金元素促进阳极钝化合金化阻滞阳极过程合金化阻滞阳极过程•减少阳极相的面积•基体是阴极，第二相或晶界是阳极，减少阳

8、极面积，提高耐蚀性•海水中，A1－Mg合金中的第二相Al2Mg3是阳极，随着Al2Mg3逐渐被腐蚀掉，阳极面积减小，腐蚀速度降低•合金中第二相是阳极的