电化学法研究金属防腐蚀新进展..doc

电化学法研究金属防腐的新进展 白煜磊（201450039） 摘要：金属腐蚀是指在各种环境条件下发生的破坏和变质。腐蚀问题带来巨额经济损失，阻碍国民经济的发展，金属腐蚀的防治工作始终占居着电化学领域重要位置。本文简单介绍金属的电化学腐蚀主要类型机理，并针对不同的机理归纳出国内外电化学法研究金属腐蚀的新进展。 关键词：电化学；金属防腐；新进展 Research Progress of New Techniques on Zinc Plating Bai Yulei（201450039） Abstract:Because of the simple process,low price and obvious anti-corrosion effect,zinc plating is widely used as a well protective coating.The production account for 60-70 percent of the whole electroplating industry.In this essay,zinc plating bath are divided into two parts,acid zinc plating bath and base zinc plating bath.The essay is also given a progress of the new techniques on zinc plating in recent years and described the advantages disadvantages of it. Keywords :zinc ; electroplating ; new techniques 1.前言 金属材料的腐蚀，是指金属材料和周围介质接触时发生化学或电化学作用而引起的一种破坏现象。从热力学的观点来看，除了少数贵金属(如金、铂等)外，各种金属都有转变成离子的趋势[1]。因此，金属元素比它们的化合物具有更高的自由能，必然有自发地转回到热力学上更稳定的自然形态——氧化物的趋势，所以说金属腐蚀是自发的普遍存在的一种现象，是不可避免的。据统计，全世界现存的钢铁及金属设备大约每年腐蚀率为10%，全世界每年因腐蚀损失约高于7000亿美元。世界各发达国家每年因金属腐蚀而造成的经济损失约占其国民生产总值3.5％～4.2％，超过每年各项大灾（火灾、风灾及地震等）损失的总和。有人甚至估计每年全世界腐蚀报废和损耗的金属约为1亿吨！[2]对于金属而言，在自然界大多是以金属化合物的形态存在。 电化学保护是指在电化学腐蚀系统中，通过施加外加电流将被保护金属的电位移向免蚀区或钝化区，以降低金属腐蚀程度，这是一项经济而有效的腐蚀控制措施。研究金属材料的腐蚀机理，弄清腐蚀发生的原因及采取有效的防护措施，对于延长设备寿命、降低成本、提高劳动生产力都具有十分重大的意义。本论文主要综合讲述了金属的电化学腐蚀的基本原理和分类，以及讨论了有关现实生产生活中具体的防护措施，以更好的指导现实实践。 2、基本原理： 2.1、金属材料的腐蚀机理 2.1.1化学腐蚀 是指金属与介质之间直接发生纯化学作用而引起的破坏。其腐蚀过程是一种纯氧化和还原的纯化学反应，即腐蚀介质直接同金属表面的原子相互作用而形成腐蚀产物，电子的传递是在它们之间直接进行的，因而反应进行过程中没有电流产生，其过程符合化学动力学规律。实际上单纯化学腐蚀的例子是较少见到的，例如金属因高温氧化而引起的腐蚀，曾一直作为化学腐蚀的典型实例。但是瓦格纳根据氧化膜的近代观点提出，在高温气体中，金属氧化过程的开始，虽然是由化学反应引起的，但后来膜的成长过程则属于电化学机理。 2.1.2 电化学腐蚀 是金属与介质之间发生电化学作用而引起的破坏。反应过程同时有阳极失去电子的阳极反应，阴极获得电子的阴极反应以及电子的流动（电流），其历程服从电化学动力学的基本规律。 绝大多数情况下，由于金属表面组织结构不均匀，上述的一对电化学反应分别在金属表面的不同区域进行在。例如当把碳钢放在稀盐酸中时，在钢表面铁素体处进行的是阳极反应（即Fe→Fe2++2e-），而在钢表面碳化铁处进行的则是阴极去极化反应（即2H++2e-→H2↑）。与这一对电化学反应进行的同时，则有电子不断地从铁素体流向碳化铁。我们把发生阳极反应的区域叫做阳极区，铁素体是阳极；把发生阴极反应的区域叫做阴极区，碳化铁是阴极；而在阳极与阴极之间不断地有电子流动。这种情况和电池的工作情况极为类似，只不过这里的阳极（铁）和阴极（碳化铁）的数目极多，面积极小，靠的极近而已，所以通常称它为腐蚀微电池。 金属的电化学腐蚀之所以采取腐蚀微电池的形式