江西红壤对钢的腐蚀讲解.ppt

江西红壤对钢的腐蚀特性及分析 1.简单介绍我国土壤的颜色及分布 2.酸性土壤形成具体原因 3.了解酸性土壤的成分及特点 4.酸性土壤对钢种腐蚀的特点和机理 5.不同钢种的主要腐蚀因素 我国土壤的颜色及分布 概述  我国地域辽阔，各个地区的气候、温度、水分等自然地理条件的差异较大，使得各地区的土壤呈现出不同的颜色。北方地区多黑土和黄土，南方地区多红壤、黄壤，四川盆地的土壤呈紫色。 土壤颜色差异及成因 影响土壤颜色的主要原因有土壤中腐殖质含量的多少、土壤中所含化合物的种类以及土壤的风化变质程度 1. 首先，土壤颜色的深浅与腐殖质有关 腐殖质含量多时，土壤呈黑色，譬如北方寒地黑土； 腐殖质含量少时，土壤呈灰色，如新疆灰漠土 2.其次，土壤的颜色还与土壤中所含化合物的种类有关 氢氧化铁为红色，在土壤中含量多时，土壤便呈现不同程度的红、棕红及棕黄色 二氧化硅、碳酸钙、高岭土、氢氧化铝等为白色，土壤中含任何一种这类化合物时，即呈灰白、浅灰或黄灰色 3. 第三，土壤的颜色还和其风化变质程度有很大的关系 红壤是在高温高湿条件下，矿物发生强烈的风化产生大量可溶性的盐基、硅酸和含铝铁物质盐基和硅酸进入地下水后流走。含铝铁物质则积累下来，在干燥条件下发生脱水形成无水的Fe2O3和Al2O3，红色的赤铁矿使土壤呈现红色 黄壤是铁质未完全氧化而呈现的 紫色土壤则主要是由于成土年龄较短，其母岩是中、新生代沉积的紫色页岩或砂页岩 土壤的地域分布 由于地形和气候等差异，北方地区多黑土和黄土，部分地区有盐碱土。黑土是温带草原地带和森林地带所特有的土壤。因冬季寒冷、土地封冻，土壤里形成了大量的腐殖质，使土壤呈黑色，较为肥沃，其主要分布于东北地区。南方地区多红壤、黄壤以及水稻土。红壤是亚热带常绿阔叶林地带发育的土壤。因高温多雨的气候，风化强烈，可溶性矿物被淋失，氧化铁等矿物增多，使土壤呈红色。 黑色土壤 紫色土壤 红色土壤 灰色土壤 各地区土壤的成分及特点 各地区土壤理化性质对比 金属在酸性土壤中的腐蚀机理 金属在土壤中的腐蚀, 绝大多数是电化学腐蚀. 金属在酸性土壤介质中也必然和在其它土壤介质一样同时存在阴极和阳极两个过程, 两个过程以相等的速度进行, 但不在同一区域. 为了研究金属材料在酸性土壤中的腐蚀规律, 必须了解金属发生电化学腐蚀的基本理论 阴极过程: 金属在酸性土壤中腐蚀, 阴极过程是控制步骤.当pH 4 时, 这个过程受氧输送控制, 氧向地下金属构件表面扩散, 是一个非常缓慢的过程, 与传统电解液的腐蚀不同, 就在于氧的进入不仅受到紧靠着阴极表面的电解质的限制, 而且还受到阴极周围土层的阻碍. 阴极过程为: O2+ 2H2O+ 4e- —— 4OH- 当pH 4 时, 阴极反应为氢的放电: 2H+ + 2e- ——H2 在我国酸性土壤中, 绝大多数pH 4, 也就是阴极主要以氧气扩散为主. 阳极过程: 阳极金属发生溶解, 在酸性较强的土壤中, Fe以离子状态存在于土壤中 Fe ——??Fe2﹢ + 2e 当pH 4 时, Fe2﹢+ 2OH- ??——Fe( OH) 2 2Fe( OH) 2+ 1/ 2O2+ H2O ——2Fe( OH) 3 Fe( OH) 3 不稳定, 转变为更稳定的产物 Fe( OH) 3 ??—— FeOOH（碱式氧化亚铁 ）+ H2O 影响酸性土壤腐蚀的因素 影响酸性土腐蚀, 有多种因素, 其中主要有: ( 1) 交换性铝?? ( 2) Cl-和so42-?? ( 3) 土壤电阻率?? ( 4) 含 水量?? ( 5) pH 值 1 .交换性铝?? ??金属在强酸性土壤中, 受到很强的腐蚀. 但在有机质和有机酸含量很高的缓冲性能较强的土壤中, 即使pH 呈中性, 对金属也有较大的腐蚀性, 这是因为有机酸与铝的络合促进了铝的溶解, 随着有机酸浓度的增加, 这种促进作用加强 . pH 5 的酸性土壤都含有相当数量的交换性铝. 随着pH 的降低( 如加HCl) , 其活性铝化合物比较容易释放Al3+ : AlO —OH+ 3H+ ——Al3+ + 2H2O 则溶液中Al3+ 的浓度和土体表面交换性铝的数量增加. 当阴极以氢放电为主时, 部分氢离子参与铝的溶解, 势必使阴极反应速度减慢, 从而, 减小了阳极金属的溶解速度; 随着pH 的升高( 如施石灰) , 则交换性铝水解生成羟基铝化合物: Al3++ 2H2O ??——AlO -OH+ 3H+ 当阴极以氢放电为主时, 氢离子浓度增加, 使阴极反应加剧, 从而使阳极溶解加剧. 2.土壤中Cl- 及