化学工程（1-2）.ppt

化工表面工程;1 表面防蚀处理的主要任务 2 金属表面的预处理 3 电镀原理 4 金属电镀工艺 5 化学镀（自催化沉积） 6 热喷镀与热浸镀 7 表面转化 8 表面涂装 9 涂覆层性能的检测方法;参考书目：;《化工表面工程》 (1-2);1.1 金属的腐蚀 金属的腐蚀是指金属在周围介质（环境）的作用下，由于化学变化、电化学变化（或物理溶解）而产生的破坏或变质。 更广泛的材料腐蚀就是指材料在周围介质（环境）的作用下而产生的破坏与变质。材料包括了金属材料和非金属材料，如混凝土、陶瓷、塑料、橡胶等。例如塑料会由于光的老化作用或化学溶剂的溶解而产生破坏；例如金属会被另一种熔融金属侵蚀（液态金属腐蚀）。 另外，在物理、机械、射线、电流和生物的伴随作用下材料的腐蚀会加速。;1.1.1 金属的腐蚀过程 腐蚀体系：金属材料＋环境介质； 腐蚀过程：金???材料＋腐蚀介质＝腐蚀产物。 腐蚀过程至少包括三个基本过程：（1）通过对流和扩散作用使腐蚀介质向界面迁移；（2）在相界面上进行反应；（3）腐蚀产物从相界面迁移到介质中去或在金属表面形成覆盖层。 腐蚀过程的特点：（1）腐蚀所造成的破坏一般先从金属表面开始，然后伴随着腐蚀过程的进行向内部扩展，并使金属的性质和组成发生改变；（2）金属材料的表面状态对腐蚀过程的进行有显著的影响。 ;1.1.2 金属腐蚀的分类与破坏形态;1.1.2.2 金属腐蚀的破坏形态 （1）全面腐蚀： 腐蚀分布在整个金属表面，可以是均匀的，也可以是不均匀的。 （2）局部腐蚀： 腐蚀主要集中于金属表面的某些特定区域，而其它金属表面则几乎未被破坏。局部腐蚀主要有以下类型：电偶腐蚀、晶间腐蚀、缝隙腐蚀、孔（点）蚀、应力腐蚀破裂、疲劳腐蚀、氢脆、选择性腐蚀等等。;1.2.1 防蚀处理的主要途径 金属材料方面——根据腐蚀环境选择合适的耐蚀材料；提高金属成分及组织的均一性；金属的耐蚀合金化处理和复合材料的研究与开发。 环境方面——去除介质中的有害成分；降低气体介质中的水分；调节介质的pH值及缓蚀剂保护。 界面方面——采用电化学保护和表面防蚀处理（表面工程） 。;1.2.2 金属腐蚀破坏与破坏的事例 （1）化工生产中金属管路的腐蚀与防护 采取的防护措施有缓蚀剂保护、阴极保护和非金属涂层保护。 ;（2）油气管道的腐蚀与防护;（3）油罐内壁防腐蚀问题探讨;近诡曼竟铣辰踊雄浴潜驰孩会旦先畜鸽涣墓示润砌遭殆葫绍闭凿潭抨押寐化学工程（1-2）化学工程（1-2）;（4）不锈钢工艺管线外表面防腐蚀保护;（5）喷锌在新立城水库闸门防腐中的应用（何亚东，孟凡义.吉林水利，2004，（11））;（6）船舶腐蚀及其防腐;（7）含硅有机－无机复合涂层对铝合金的保护作用;（8）航空铝合金防腐保护研究进展;（9）耐候钢及其表面处理技术的开发;（10）气柜腐蚀原因分析及防护措施;（11）油气田CO2腐蚀的防护技术研究;1.2.3 表面防蚀处理 ;(4) 耐蚀保护层的分类 ① 金属涂覆层 用耐蚀性较强的金属或合金在容易腐蚀的金属表面上形成的保护层，习惯称为镀层。镀层与基体金属形成电偶时的极性可分为阳极性镀层和阴极性镀层。阳极性镀层的电位比基体金属的电位更负，起牺牲阳极保护，镀层的完整性不是决定性的因素，镀层越厚，保护作用越大；阴极性镀层的电位比基体金属的电位更正，其保护作用则取决于镀层的孔隙率，孔隙率越低，保护作用越大。 ② 非金属涂覆层 用有机高分子材料（油漆涂料、玻璃钢、橡胶等）以及无机材料（陶瓷、化合物、珐琅等）在金属表面上形成的保护层。这类保护层主要是起机械阻挡作用。;(5) 表面处理方法的分类 见表1－1。 表1-1 表面耐蚀处理方法的分类;查阅文献并写出文摘（电子版）;综述论文;2、文章结构 ;1.3 金属晶体学基础 ;1.3.2 晶体学的基本知识 1.3.2.1 晶体与非晶体 （1）区别：组成晶体的原子（离子或分子）是按一定几何形式在空间规则地作周期性的重复排列；非晶体中的原子则是无规则地堆积在一起。 （2）晶体类型：离子晶体、共价晶体、分子晶体和金属晶体。 ;1.3.2.2 晶体学基础 （1）空间点阵、晶胞、晶系 ①空间点阵是一种表示晶体内部质点排列规律的几何图形。它是按晶体中相同点的排列规律从晶体结构中抽象出来的。;空间点阵的要素： A：结点——空间点阵中的点，代表晶体结构中的原子、分子等相同点。 B：行列——结点在直线上的排列。它相当晶体上的晶棱或晶向。 C：面网——结点在平面上的排列。它相当于晶体上的晶面。面网之间的间距称为面网间距。 D：单位点阵（平行六面体）——空间点阵中 的一个最小重复单元。它相当于晶体结构 中的单位晶胞（单胞）。 E——点阵参数或