第4章 各种环境中的腐蚀.ppt

§ 4.1金属在大气中的腐蚀 金属材料暴露在以地球大气作为腐蚀环境和温度下，由于大气中的水和氧等的化学和电化学作用而引起腐蚀称为大气腐蚀。 1、大气的成分 温度10oC,压力100KN/m2 大气杂质 典型浓度 2、大气腐蚀的分类 3、金属表面的水膜 大气腐蚀的程度很大程度上取决于金属表面的水膜，那么水膜是如何形成的呢？ 在某温度下，水蒸气含量有饱和限，超过此限会产生凝结，在金属表面形成水膜。温度低，饱和限低。 当相对湿度超过100％后，金属表面会形成厚20～300微米的水膜，肉眼可见。 但是当相对湿度不到100％，也会在低凹和固体颗粒间的缝隙产生1微米以下的水膜。 相对湿度小于100％时水膜形成的原因 （1）毛细凝聚 液面上水蒸汽还未达炮和（相对湿度小于100％）时，在很细的毛细管中，水蒸汽可能优先凝聚。其定量关系由毛细凝聚的方程式来描达。 （2）化学凝聚 由于盐溶液上的蒸汽压力低于纯溶剂上的蒸汽压力，盐溶液在金属表面上存在，会使水汽的凝聚变得更加容易。 水膜的特性： 金属表面凝结出来的水膜，并不是纯净水。空气中的气体(氮、氧、二氧化碳)及工业大气中的气体杂质(如二氧化硫、氨、氯化氢和氮的氧化物等)和盐粒等，都会溶解在进水表面的水膜中，使之成为一种电解质溶液。 教材图4-1曲线分四个区，其腐蚀特点如下： Ⅰ:干的大气腐蚀，水膜不连续，δ=10~100?，属于化学腐蚀，速度小，破坏小。 Ⅱ:潮的大气腐蚀，δ=100 ? ~1?m，潮大气腐蚀中形成连续电解液层，氧的扩散容易，加速金属腐蚀。 Ⅲ:湿的大气腐蚀，δ=1 ? m~1mm，湿大气腐蚀与浸泡在电解质中相似，氧扩散较困难，并与局部微电池有关，但是这种微电池又与浸在电解质中有差别。腐蚀速度降低。 Ⅳ:全浸腐蚀， δ1mm，相当于浸没在电解液中的腐蚀，腐蚀速度不变。 1.土壤的性质 （1）多相性 无机、有机，液相、固相、气相。颗粒大小不均。 （2）多孔性 由于土壤形状各异，堆积过程中形成弯弯曲曲的微孔，水分和介质通过这些微孔传输。 （3）不均匀性 微观不均匀性，宏观不均匀性。氧既存在于液体又存在于固体。沙土、粘土充气不均匀。 （4）酸碱性：大多数土统是中性的，pH值在6～7.5。盐碱地、腐植土。各地不同，pH范围在3—9。 （5）导电性 土壤的导电性与干湿程度有很大关系，土壤腐蚀往往与电阻率有密切关系。 （6）成分 固相砂石、液相地层水、Ｏ２ 、微生物. ２．土壤腐蚀的电化学机理 （１）阳极过程 　　潮湿土壤中与溶液相似；干燥土壤与大气腐蚀相似。 （２）阴极过程 　　大多数的金属在土壤中的腐蚀属于氧去极化腐蚀，只有在少数情况下(强酸性)，才发生氢去极化腐蚀。 ３．影响土壤腐蚀的因素 （１）孔隙度 （２）含水量 （３）酸度 （４）含盐量 （５）电阻率 （６）氧化还原电位 ４．土壤腐蚀常见的几种形式 （1）由于某种不均匀性造成的宏观腐蚀电池 （2）由杂散电流引起的腐蚀 （3）由于微生物引起的腐蚀 例：直流杂散电流腐蚀 § 4.3 金属在海水中的腐蚀 概述 1、海水的性质 （1）海水中能很好离解的盐类的总含量很高，这就使海水成为一种导电性强的电解质溶液，电偶腐蚀严重。 （2）海水中含有最多的盐类是氯化物，对阳极钝化膜有活化作用，加速腐蚀。 （3）海洋生物附着在船底易诱发缝隙腐蚀，微生物产生的氨、CO2、H2S、硫酸盐等会加速金属腐蚀。 （4）pH值在7.2～8.6，且有大量氧存在，属于氧去极化腐蚀。 （5）对于能建立钝态的金属，有出现孔蚀的可能。 （6）电导率高，电偶腐蚀破坏范围大。 （7）海水的温度、流速变化也会影响腐蚀速度。 3、钢铁在海水中的电位 金属在海水腐蚀中的一个重要参数是电极电位。多数金属在海水中的开路电位不是一个常数，它随氧含量、水速、温度和金属的表面条件、冶金因素而改变。 在静止的无空气的海水中，铁的电位为一个稳定值-0.75伏(相对饱相甘汞电极)，而在高速流动和充气的条件下，观察到的电位更正些，为-0.61伏。 碳钢的耐蚀性差，钛合金和哈氏合金（Ni-Cr）耐蚀性最好。 4、碳钢在海水中的腐蚀 4.防止海水腐蚀的措施 4.1 研制耐海水腐蚀的合金钢。 4.2阴极保护。 4.3采用防锈防生物的双防油漆。 § 4.4 金属在酸、碱、盐中的腐蚀 1、金属在酸中的腐蚀 概述 （1）金属在盐酸中的腐蚀 腐蚀特点： 盐酸为非氧化性酸， （2）金属在硝酸中腐蚀 钢在硝酸中的腐蚀 (3)金属在氧化性酸和非氧化性酸中腐蚀对比 2、金属在