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金属腐蚀与防护 电子课件 主讲：纪嘉明 第一章 绪论 一、金属腐蚀 二、腐蚀的分类 三、金属腐蚀及防护课程的讲课内容 金属材料是现代最重要的工程材料。它们的强度高、塑性好、耐腐蚀耐磨损、具有良好的导热性、导电性以及特殊的物理性能。此外它们还具有良好的工艺（铸造、焊接、锻造、机加工）性能。可以讲，人类社会的发展是与金属材料的制取工艺的进步与加工工艺的改进有着极密切的关系。因此，材料科学与工程的发展是现代科学技术的一个重要组成部分。 金属制品都有一定的寿命，随着时间的流逝，它们将受到不同形式的损坏。其中最重要的和最常见的损坏形式断裂、磨损和腐蚀。 断裂是指金属的构件受力超过其弹性极限，塑性极限而最终的破坏，它使构件丧失原来的功能。比如轴的断裂、钢丝绳的的破断等。但是在这种情况下，断裂的轴可以作为炉料重新进行熔炼，材料可以再生。 磨损是指金属构件和其它部件相互作用，由于机械摩擦而引起的逐渐损坏。最明显的例子是活塞环的磨损。在某种情况下，磨损的零件是可以修复的。 腐蚀是指金属材料或其制件在周围环境介质的作用下，逐渐产生的损坏或变质现象，金属材料的锈蚀是最常见的腐蚀现象之一。 许多事实证明：金属材料的断裂、磨损与腐蚀已构成金属制品设备和构件损伤的最重要的形式，并发展成为三个独立的综合性的边缘学科。 这里着重指出，在金属的各种形式的损坏中，金属腐蚀引起了人们的特殊的关注。因为在现代工程构件中，特别在高温、高压、高质流作用下，金属腐蚀格外严重。 什么是金属腐蚀呢？简单的说，金属在周围介质作用下，同化学、电化学变化产生的破坏称金属腐蚀。或者说，金属在环境中，由于它们之间新产生的化学、电化学反应，或者由于物理溶解作用而引起的损坏或变质。或者说，金属腐蚀是金属在环境中在金属表面或界面上进行的化学和电化学多相反应，结果使金属转入氧化（离子）状态。这些多相反应就是金属腐蚀的研究的对象。 金属腐蚀的实质是金属原子的离子化： M=Mn++ne 对大多数金属来说，这是一个自发过程，因此，金属腐蚀是一个自发现象。 研究腐蚀学和它的防护有其重要的意义。因为金属腐蚀给国民经济带来的经济损失约占当年国民经济生产总值的1.5～4.2%。据美国国会1958年正式发表的统计数字，1955年美国又有金属腐蚀造成的经济损失约为700亿美元，为当当年国民生产总值的4.2%。，而1982年竟高达1260亿美元。我国尚未进行全面的金属腐蚀损失调查，但据国家科委腐蚀科学学科组第三分组对全国十家化工企业的腐蚀损失调查表明，1980年这类企业由于腐蚀造成的经济损失为当年生产产值的3.9%，这个数值与许多国家进行全面腐蚀损坏调查结果大致相当。 另据已有的统计数字，每年由于金属腐蚀，大约使10～20%的金属损失掉了，按国家年产粗钢7亿吨计算，取下限按10%计，那么一年就有7000万吨钢损失是巨大的。无论怎么说，解决腐蚀问题已迫在眉睫。 二 、腐蚀的分类 金属腐蚀是一个十分复杂的过程，因为影响因素很多： ——环境介质的组成、浓度、压力、温度、PH值等千差万别； ——金属材料的化学成分、组织结构、表面状态等也是各种各样的， ——受力状态不同，也可能对金属腐蚀损伤造成很大的影响。有时甚至是决定因素。 因此存在着各种不同的腐蚀分类方式。 根据腐蚀过程进行的历程不同或其机理的不同，可以把腐蚀分为两大类，即化学腐蚀和电化学腐蚀。 化学腐蚀服从多相反应的化学动力学的基本规律，电化学腐蚀服从电化学动力学的基本规律。 化学腐蚀是金属或合金与非电解质直接发生纯化学作用而引起的破坏。 按腐蚀环境可分为气体腐蚀、大气腐蚀、海洋腐蚀、土壤腐蚀和熔盐腐蚀。 按腐蚀形态可分为金属腐蚀和局部腐蚀，全面腐蚀是分布于整个金属表面的腐蚀，它可以是均匀的也可以是不均匀的。局部腐蚀是主要集中在金属表面的某一区域，其余部分不受破坏腐蚀。比如点偶腐蚀、电腐蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀等。 三、金属腐蚀及防护课程的讲课内容 本课程主要介绍以下内容： 1.研究并确定金属材料与环境介质作用的普遍规律，既要从热力学方面研究金属腐蚀进行的可能性，更重要的是从动力学观点研究腐蚀进行的速率和机理。 2.研究在各种条件下控制或防止腐蚀的措施，以便把腐蚀控制在