船舶腐蚀与防护教材配套电子课件完整版电子教案.pptx

船舶腐蚀与防护;一、腐蚀的概念 狭义：金属在周围介质作用下，由于化学变化、　 电化学变化或物理溶解而产生的破坏。 Me → Men+ 　注：由机械作用引起的金属破坏不是腐蚀。 广义：由于材料和它所处的环境发生反应而使材　 料和材料的性质发生恶化的现象。; 在自然界中：绝大多数金属（除铂、金等外）都以氧化态形式存在，纯金属都是通过耗费大量的能量冶炼而得的。 　 绝大多数金属以氧化态形式存时的能量最低，纯金属的能量高于氧化态，所以纯金属有向氧化物转变的自发趋势。　 　 金属转变为氧化物，金属就发生腐蚀了。;三、腐蚀与防护的重要性 1、造成的损失巨大 英国：1969年，13.65亿英镑 美国：1975年，700亿美元；1998年，总损失2757亿美元，直接损失2757亿美元。 中国：1999年，直接损失2008亿元（Uhlig法）和 2288亿元（Hoar法），总损失可达5000亿元，约占GDP的6％。2014年腐蚀造成的总经济损失约21000亿元。 NACE统计：2016全球腐蚀损失为2.5万亿美元。 产生灾难性事故：2013年青岛地下输油管道爆炸 2、25～40%的损失可以避免;四、腐蚀的分类 1、按腐蚀环境分（介质） 　　大气腐蚀、海水腐蚀、土壤腐蚀、化学介质腐蚀等。 2、按腐蚀过程特点分 　　化学腐蚀、电化学腐蚀和物理腐蚀 （1）化学腐蚀：是指金属表面与非电解质直接发生纯化学作用而引起的破坏。 　　在腐蚀过程中，电子的传递是在金属与氧化剂之间直接进行的。 实例：在干燥高温空气中的金属氧化。;（2）电化学腐蚀：是指金属与离子导电的介质因发生电化学作用而产生的破坏。 　　在腐蚀过程中，电子的传递不是在金属与氧化剂之间直接进行的，任何一电化学腐蚀反应至少包含有一个阴极反应和一个阳极反应。 实例：常见的腐蚀基本上是电化学腐蚀。 （3）物理腐蚀：是指由于单纯的物理溶解作用所引起的破坏。 实例：用来盛放熔融锌的钢容器的腐蚀。;3、按照金属腐蚀破坏的基本特征分： 全面腐蚀 局部腐蚀： 小孔腐蚀（点蚀） 电偶腐蚀 晶间腐蚀 选择性腐蚀 缝隙腐蚀等 电化学腐蚀还可与机械作???、生物作用共同导致金属的腐蚀： 应力腐蚀开裂、腐蚀疲劳、氢脆、微生物腐蚀等;五、金属腐蚀科学的研究内容和任务 1、研究内容 （1）研究金属在介质的物理化学作用下被破坏的普遍规律。 　包括：破坏的现象、过程、机理、规律以及腐蚀测试方法。 （2）研究在各种条件下使用金属时控制腐蚀的方法。 　包括：如何提高材料的耐腐蚀性能 　　　　降低介质的腐蚀性 　　　　电化学保护、表面处理及表面覆盖层等 　　　　腐蚀的监测;2、研究任务　　　　　　　　;第1章　金属电化学腐蚀基础;前　言;把锌与铜用导线连接起来：　 锌：表面有少量的气泡，腐蚀量增大了 　铜：表面有大量的气泡： H+→H2 　电流表：有电流流过 说明：Zn与H2SO4 中H+ 的电子交换不是直接进行的，不是化学腐蚀，是电化学腐蚀。 二、电化学腐蚀的过程 锌的腐蚀过程，由两个反应组成： 　　Zn → Zn2+ + 2e 　　2H+ + 2e → H2　　; 以上分析可知：锌的腐蚀是由两个短路的同时进行的电极反应组成的。;电化学腐蚀的基本过程为： 　（1）阳极过程：金属溶解，以离子形式进入溶液同时把等量电子留在金属上。 （2）电子交换 　（3）阴极过程：从阳极通过金属内部迁移过来的电子被电解质溶液中能吸收电子的物质接受。;第一节　电化学腐蚀热力学;2、物质相内的电位（内电位） 把一单位正点电荷从无穷远处移至物质相内部所做的电功，就是内电位 f。 3、电极电位 　电极：电子导体与离子导体组成的体系。 电极电位：一端是金属相，另一端是电解质溶液相的两个相间内电位差（fM - fS）。 也称绝对电极电位，不能测量。 4、相对电极电位 　参比电极: 电极电位很稳定的电极。;　 测量出原电池 “参比电极||待测电极”的电动势，就得到待测电极电极电位的相对值。这个相对值就称为相对电极电位 E。 注意：电极电位的数值后面必须标明参比电极。 参比电极： 标准氢电极：Pt｜H2 (1atm), H+(a =1) NHE 　　　　制作携带不方便，平时不常用。 甘汞电极：Hg｜Hg2Cl2｜KCl 溶液 　　　　　　　饱和甘汞电极，SCE 银／氯化银电极：Ag｜AgCl｜ KCl 溶液 　硫酸铜电极：Cu｜CuSO4 溶液 ;5、平衡电极电位（Ee ） 　　当金属电极上只有唯一的电极反应