金属的电化学腐蚀与防护.ppt

关于金属的电化学腐蚀与防护金属的腐蚀在生活中非常普遍钢铁生锈第2页,共27页，星期六，2024年，5月铜器生锈铜器表面生成铜绿第3页,共27页，星期六，2024年，5月中国航天工业总公司第三十一研究所近日公布了一组数据：全球每一分钟就有1吨钢腐蚀成铁锈.全球每年钢铁腐蚀的经济损失约100000亿美元，占各国国民生产总值的2%～4%，我国钢铁腐蚀经济损失高达2800亿人民币，约占国民生产总值的4%，每年约有30%的钢铁因腐蚀而报废。腐蚀给人类造成的损失是惊人的。第4页,共27页，星期六，2024年，5月一、金属的腐蚀1、什么是金属腐蚀？指金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。2、金属腐蚀的本质是什么?是金属本身失去电子变成阳离子的过程（发生氧化反应）。M-ne-=Mn+第5页,共27页，星期六，2024年，5月3、金属腐蚀的类型：（1）化学腐蚀金属跟接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀叫做化学腐蚀。（2）电化学腐蚀不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失电子而被氧化的腐蚀叫做电化学腐蚀。第6页,共27页，星期六，2024年，5月化学腐蚀和电化学腐蚀的比较相互关系反应现象条件电化学腐蚀化学腐蚀化学腐蚀和电化学腐蚀同时发生，但电化学腐蚀更普遍较活泼的金属被氧化金属被氧化有微弱的电流产生不产生电流不纯金属或合金跟电解质溶液接触金属跟直接接触的物质反应第7页,共27页，星期六，2024年，5月请比较下列现象的差异？铁与酸反应，铁被腐蚀。腐蚀速率较慢。铁作负极被腐蚀，腐蚀速率较快。第8页,共27页，星期六，2024年，5月钢铁表面形成的微小原电池示意图钢铁在潮湿的空气中为什么易生锈?第9页,共27页，星期六，2024年，5月电解质溶液钢铁第10页,共27页，星期六，2024年，5月钢铁的析氢腐蚀示意图钢铁的吸氧腐蚀示意图 正极(C)：负极(Fe)：Fe—2e—=Fe2+2H++2e—=H2↑2H2O+O2+4e—=4OH-Fe—2e—=Fe2+总反应：Fe+2H+=Fe2++H2↑2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2电解质溶液呈酸性电解质溶液酸性很弱或中性第11页,共27页，星期六，2024年，5月钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较水膜呈酸性水膜酸性很弱或呈中性Fe-2e-=Fe2+2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3Fe2O3·nH2O通常两种腐蚀同时存在，但以吸氧腐蚀为主。Fe-2e-=Fe2+2H++2e—=H2↑Fe+2H+=Fe2++H2↑2H2O+O2+4e—=4OH-第12页,共27页，星期六，2024年，5月二、金属的防护1、原理:防止金属失电子(1)改善金属的内部组织结构(内因)——制成合金（不锈钢）(2)在金属表面覆盖保护层——电镀、油漆、钝化等(3)电化学保护法——牺牲阳极的阴极保护法、外加直流电源的阴极保护法第13页,共27页，星期六，2024年，5月健身器材刷油漆以防锈第14页,共27页，星期六，2024年，5月衣架和电线的外面包上一层塑料层第15页,共27页，星期六，2024年，5月某些工具的“机械转动部位”选用油脂来防锈，为什么不能用油漆第16页,共27页，星期六，2024年，5月自行车的钢圈和车铃是在钢上镀上一层既耐腐蚀又耐磨的Cr第17页,共27页，星期六，2024年，5月牺牲阳极的阴极保护法形成原电池反应时，让被保护金属做正极，不反应，起到保护作用；而活泼金属反应受到腐蚀。第18页,共27页，星期六，2024年，5月外加电流的阴极保护法将被保护金属与另一附加电极作为电解池的两个极，使被保护的金属作为阴极，在外加直流电的作用下使阴极得到保护。此法主要用于防止土壤、海水及水中金属设备的腐蚀。第19页,共27页，星期六，2024年，5月4．对于同一电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快．金属腐蚀快慢的判断方法1．电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀