材料表界面（尹杰）第八章.pptVIP

* 根据化学反应可分为电化学腐蚀和化学腐蚀。金属在自然环境和工业生产过程中发生的腐蚀主要是电化学腐蚀。金属的电化学腐蚀是金属通过氧化还原反应而被氧化的过程。在发生电化学腐蚀时，金属的破坏通常是在导电介质-电解质中发生的，并与电流通过有关。 * 金属在自然环境和工业生产过程中发生的腐蚀主要是电化学腐蚀。金属的电化学腐蚀是金属通过氧化还原反应而被氧化的过程。在发生电化学腐蚀时，金属的破坏通常是在导电介质-电解质中发生的，并与电流通过有关。 * 通常把发生氧化反应的低电位端称为阳极，发生还原反应的高电位端称为阴极。对于金属电解质溶液体系，必须满足阳极反应和阴极反应的组合，才能形成腐蚀电池。任何一种金属都是非均质的，如果在给定条件下不稳定，则电化学腐蚀不可避免。 * * 金属的腐蚀有不同的分类方式，通常按腐蚀原因，形态，环境等进行分类。根据化学反应可分为电化学腐蚀和化学腐蚀。金属在自然环境和工业生产过程中发生的腐蚀主要是电化学腐蚀。金属的电化学腐蚀是金属通过氧化还原反应而被氧化的过程。在发生电化学腐蚀时，金属的破坏通常是在导电介质-电解质中发生的，并与电流通过有关。 千里之堤毁于蚁穴。 * * * * * 因此，金属的防腐工程在实际应用中具有重要意义。防止金属腐蚀的方法和途径有许多，主要分为以下四类。采用不易与周围介质发生反应或能生成致密钝化膜的金属及合金材料如不锈钢来加工产品是有效的防腐方法。表面涂覆就是在金属表面直板横保护层，隔开金属基体与腐蚀介质的接触。改变或处理腐蚀介质的性质也是防止金属腐蚀的有效方法。比如降低或消除介质中的有害成分，改善介质性质，如在热处理炉中通入气体以防止氧化。电化学防护是指用直流电将被保护的金属进行钝化，从而使金属的饿腐蚀减缓或停止。 阳极性金属覆层，如钢铁表面的锌、铝、隔等，在大气介质中，锌为阳极，优先腐蚀，铁得到保护。后者主要是通过自身良好的耐蚀性和稳定性起到机械屏障的作用，把金属与腐蚀介质隔开，如常用的镍、铬、铜、陶瓷，有机涂层等。 * 如在自来水中加入一定量的苛性钠或石灰，以除去水中过多的CO2，防止水管腐蚀。 * * 激光表面改性是20世纪70年代发展起来的高薪技术。 * 激光熔覆与合金化技术的主要工艺参数及特点归纳与表8-3 * * * * * 金属表面涂塑就是采用各种方法在金属表面上涂覆上一层0.02-3毫米的塑料薄膜。这层涂膜与金属基材有较好的结合力，本身具有优良的化学稳定性，同时将金属与环境介质隔开，从而达到防腐的目的。 * 金属表面涂塑就是采用各种方法在金属表面上涂覆上一层0.02-3毫米的塑料薄膜。这层涂膜与金属基材有较好的结合力，本身具有优良的化学稳定性，同时将金属与环境介质隔开，从而达到防腐的目的。 * * * * * 1.激光表面改性 利用激光束可获得极高的加热和冷却速度，将其作用于金属表面，使金属的表面性能得到提高，提高产品的使用寿命。由于加热速度极快，所以整个基体的温度在加热过程中可以不受影响。 可实现相变硬化、微晶化、非晶化，以及有化学成分变化的熔覆、合金化等表面改性处理。 五、金属的表面改性 激光：高辐射亮度、高方向性、单色性 （1）激光相变硬化 1.激光表面改性 五、金属的表面改性 激光表面相变硬化又称为激光淬火。它是以高能功率密度的激光束作用在金属表面，使其迅速加热至相变点以上，形成奥氏体，并通过仍处在冷却态的基体与加热表面之间形成的极高温度梯度的热传导，在激光辐照停止后快速自冷淬火而得到马氏体组织，由此形成表面相变硬化层。 碳溶于γ-Fe中的间隙固溶体称为奥氏体。将高碳钢经淬火后的显微组织命名为马氏体. （1）激光相变硬化 1.激光表面改性 五、金属的表面改性 优点：硬层组织细化，硬度高，耐磨性好，加热快，成本低，易在工件特殊部位的表面硬化，应化层深度可控，有利于环境保护。 缺点：硬化层深度较低（小于1mm），金属表面对激光波长（10.6微米）反射严重（大于90%），需要表面涂层或预处理，以提高均能数对激光的吸收。 五、金属的表面改性 激光合金化处理是一种应用激光束将基体材料和加入的合金粉末一起融化后迅速凝固，从而获得新的合金结构的技术。常用的合金元素： Cr、Mn、Mo。 （2）激光熔覆与合金化 1.激光表面改性 激光熔覆技术是采用激光加热基体材料并形成浅熔池，同时加入其它种类的粉末一起熔化，随后迅速凝固，得到一层合金层。 五、金属的表面改性 （3）激光非晶化 1.激光表面改性 激光表面非晶化处理技术基于被加热的金属表面融化，然后急冷（大于临界冷却速度）到低于某一特征温度，以抑制晶体成核和生长而获得非晶态金属。 优点： （1）与晶态合金相比，表面非晶化的金属具有很高的耐磨性、耐蚀性、特殊的电学、磁学和化学性质。 （2）与急冷法制取的非晶态合金相比，该技术冷却