金属与非金属材料的腐蚀解析.ppt

缝隙腐蚀机理 第二节 金属腐蚀的分类 缝隙腐蚀机理 第二节 金属腐蚀的分类 缝隙腐蚀机理 第二节 金属腐蚀的分类 缝隙腐蚀机理 第二节 金属腐蚀的分类 缝隙腐蚀机理 第二节 金属腐蚀的分类 缝隙腐蚀机理 阳极反应： M→Mn＋＋ ne 阴极反应 ：O2＋2H2O＋4e→4OH－ 缝内水解 反应： MC12＋H2O→M(OH)2↓＋2H＋ + C1- 驱动力： （１）氧浓差电池； （２）闭塞电池水解酸化； （３）大阴极小阳极。 第二节 金属腐蚀的分类 后期阶段 物质迁移困难 初期阶段 缝隙腐蚀常有一段较长的孕育期。当缝内pＨ值下降到临界值后，与孔蚀相似，产生加速腐蚀。 一般在含Cl-溶液中最易发生 有效的防止方法是消除缝隙 第二节 金属腐蚀的分类 缝隙腐蚀与点蚀的相互关系 通常，缝隙腐蚀所引起的危害比点蚀更大。 与点蚀相比较，在同样条件下，缝隙腐蚀可能有更大的腐蚀电位差，或者有更强的腐蚀电流密度。 第二节 金属腐蚀的分类 第二节 金属腐蚀的分类 防止缝隙腐蚀的措施 ①合理设计，尽量减少缝隙的存在，同时选择具有较稳定钝性的合金。 ②焊接比铆接或螺钉连结好，对焊优于搭焊。 ③螺钉接合结构中可采用低硫橡胶垫片，不吸水的垫片（聚四氟乙烯），或在接合面上涂以环氧、聚胺酯或硅橡胶密封膏，以保护连接处；或涂以有缓蚀剂的油漆。 ④如果缝隙难以避免时，则采用阴极保护，如在海水中采用锌或镁的牺牲阳极法。 ⑤选用耐缝隙腐蚀的材料。 ⑥带缝隙的结构若采用缓蚀剂法防止缝隙腐蚀，要采用高浓度的缓蚀剂。 第二节 金属腐蚀的分类 合理设计 第二节 金属腐蚀的分类 第二节 金属腐蚀的分类 5.剥蚀 剥蚀又称剥层腐蚀。这类腐蚀在表面的个别点上产生，随后在表面下进一步扩展，并沿着与表面平行的晶界进行。由于腐蚀产物的体积比原金属体积大，从而导致金属鼓胀或者分层剥落。 第二节 金属腐蚀的分类 5.剥蚀 铝的剥层腐蚀 在金属层状结构层与层之间产生腐蚀，先垂直向内发展，然后改变方向，有选择地腐蚀与表面平行的物质。（剥蚀） 腐蚀产物的膨胀力使未腐蚀的表层成层状脱离。 第二节 金属腐蚀的分类 6.选择性腐蚀 选择性腐蚀，是指腐蚀在合金的某些特定部位有选择性地进行。或者说，腐蚀是从一种固溶体合金表面除去其中某种元素或某一相，其中电势较低的金属或相发生优先溶解而被破坏。 特点：在二元或多元合金中，较贵的金属为阴极，较贱的金属为阳极，构成成分差异腐蚀原电池，较贵的金属保持稳定或与较活泼的组分同时溶解后再沉积在合金表面，而较贱的金属发生溶解。 比较典型的选择性腐蚀：黄铜脱Zn 第二节 金属腐蚀的分类 黄铜脱锌：锌溶入溶液，黄铜表面覆盖一层疏松的红色薄膜。实际上铜也溶解，但其后又沉积在合金表面上。除均匀的层状脱锌外，还有局部的带状或栓状脱锌。 黄铜脱锌分三步： 黄铜脱Zn Cu-Zn合金，加Zn可提高Cu的强度和耐冲蚀性能，但随Zn含量的增加，脱锌腐蚀将变得严重。 黄铜脱锌即是Zn被选择性溶解，留下了多孔的富Cu区，从而导致合金强度大大下降。黄铜脱锌是个复杂的电化学反应过程，而不是一个简单的活泼金属分离现象。 黄铜脱Zn ? ? ? 阳极反应：Zn→Zn2+ +2e， Cu→ Cu++e 阴极反应：O2+2H2O+4e →4OH+ Zn 2+留在溶液中，而Cu+与溶液中氯化物作用形成Cu2Cl2，并分解： Cu2Cl2→ Cu+CuCl2 Cu又沉淀到基体上 ? ? Cu 2+参加阴极反应：Cu+ 2e →Cu 总的效果是Zn溶解，留下多孔的Cu 7.丝状腐蚀——特殊形式的缝隙腐蚀 丝状腐蚀是一种浅型的涂膜下腐蚀。 定义：在非金属涂层下面的金属表面发生的一种细丝状腐蚀。如在镀镍的钢板上、在镀铬或搪瓷的钢件上都曾发现这种腐蚀。而在清漆或瓷漆下面的金属上这类腐蚀发展得更为严重。因多数发生在漆膜下面，因此也称作膜下腐蚀。 第二节 金属腐蚀的分类 丝状腐蚀特征 腐蚀产物呈丝状纤维网的样子，沿着线迹所发生的腐蚀在金属上掘出了一条可觉察的小沟，深度约为5-8μm，而且在小沟上每隔一段距离就有一个较深的小孔。 图1-3 丝状腐蚀示意图 第二节 金属腐蚀的分类 丝状腐蚀的产生条件 （1）较高的相对湿度 金属发生丝状腐蚀的相对湿度范围为 60%～95%，相对湿度在80%～85%时通常最易引发丝状 腐蚀。高于95%时，丝充分宽化，以致造成涂层鼓泡。 （2）涂（镀）层存在缺陷 丝状腐蚀通常起源于涂（镀）层的 孔隙、机械缺陷、气泡或较薄的边缘处。 （3）有氧气存在 氧气是维持丝状腐蚀阴极反