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高中化学选修一金属的腐蚀和防护ppt课件

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目录

金属腐蚀概述

常见金属腐蚀类型及特点

金属防护方法与技术应用

典型案例分析与实践操作演示

实验探究与拓展活动设计

课程总结与回顾

01

金属腐蚀概述

金属腐蚀是指金属在周围介质的化学或电化学作用下，产生破坏或变质的现象。

定义

根据腐蚀机理的不同，金属腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀两大类。其中，电化学腐蚀是最为常见的一种类型。

分类

金属与介质直接发生化学反应，导致金属表面受到破坏。这种腐蚀通常发生在干燥环境中，且反应速度较慢。

金属与电解质溶液接触时，会发生原电池反应，导致金属表面受到破坏。这种腐蚀速度较快，是金属腐蚀的主要形式。

电化学腐蚀原理

化学腐蚀原理

金属腐蚀会导致设备损坏、管道泄漏等，给企业带来巨大的经济损失。

金属腐蚀会降低设备的强度和安全性，容易引发事故，危及人员生命安全。

金属腐蚀导致大量金属资源被浪费，不利于可持续发展。

金属腐蚀产生的废液、废气等会对环境造成污染，影响生态平衡。

经济损失

安全隐患

资源浪费

环境影响

02

常见金属腐蚀类型及特点

腐蚀均匀分布在金属表面

腐蚀速率相对较慢

常见于金属在均匀腐蚀介质中的长期暴露

可通过合理选材、降低介质腐蚀性和电化学保护等方法进行防护

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腐蚀集中在金属表面局部区域

腐蚀速率较快，易导致金属穿孔或断裂

常见于金属在含有氯离子、硫化物等局部腐蚀介质中的使用

可通过合理设计结构、选用耐蚀材料、阴极保护和表面涂层等方法进行防护

03

不同金属或合金在电解质溶液中接触时发生的腐蚀

常见于异种金属连接处，如铜管与钢管连接、铝导线与铜接线端连接等

腐蚀速率取决于金属间的电位差和电解质溶液的性质

可通过选用电位相近的金属、绝缘隔离、阴极保护和涂层保护等方法进行防护

发生在金属表面缝隙或沉积物下的局部腐蚀

常见于金属在含有氯离子、氧化剂等缝隙腐蚀介质中的使用

腐蚀速率快，易导致金属穿孔或断裂

可通过合理设计结构、避免缝隙和沉积物的形成、选用耐蚀材料和阴极保护等方法进行防护

A

B

C

D

腐蚀速率快，易导致金属断裂

金属在拉应力和腐蚀介质共同作用下发生的腐蚀

可通过降低拉应力、选用耐蚀材料、改变介质环境和阴极保护等方法进行防护

常见于高强度钢、不锈钢等金属在含有氯离子、硫化物等应力腐蚀介质中的使用

03

金属防护方法与技术应用

涂层种类

涂层作用

涂层选择

涂层施工

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油漆、塑料、橡胶、陶瓷等

隔绝金属与腐蚀介质，减缓腐蚀速率

根据金属种类、使用环境和要求选择适当的涂层

施工前需对金属表面进行处理，如除锈、除油等，涂层厚度和均匀性需符合要求

牺牲阳极法

外加电流法

阴极保护效果

阴极保护应用

利用原电池原理，选择比被保护金属更活泼的金属作为阳极，被保护金属作为阴极

可有效防止金属腐蚀，延长金属使用寿命

将被保护金属与直流电源的负极相连，通过外加电流使被保护金属成为阴极而得到保护

广泛应用于海洋工程、石油化工、城市管网等领域

阳极钝化法

利用某些金属在特定条件下表面发生钝化现象，形成一层难以溶解的化合物膜而得到保护

阳极保护应用

适用于不锈钢、铝及铝合金等金属材料的防腐处理

阳极保护效果

可提高金属的耐腐蚀性能，但不适用于所有金属

阳极氧化法

通过电解使被保护金属表面形成一层致密的氧化膜，从而防止金属腐蚀

合金化

合金化及表面处理技术应用

表面处理技术

合金化及表面处理技术效果

通过添加合金元素改变金属内部结构，提高金属耐腐蚀性能

广泛应用于航空、航天、汽车、电子等领域

包括电镀、化学镀、喷涂、渗镀等，可在金属表面形成一层保护层或改变金属表面性质而达到防腐目的

可显著提高金属的耐腐蚀性能和机械性能

04

典型案例分析与实践操作演示

钢铁腐蚀原理简述

防锈方法之改变金属内部结构

防锈方法之涂层保护

防锈方法之金属镀层

介绍电化学腐蚀的基本原理，包括析氢腐蚀和吸氧腐蚀两种类型。

通过合金化、热处理等手段提高钢铁的耐腐蚀性能。

详细讲解涂层保护的原理、涂料选择及施工注意事项。

介绍金属镀层的种类、特点及应用范围，如镀锌、镀铬等。

铝合金表面强化原理简述

介绍铝合金表面强化的目的及原理，包括提高硬度、耐磨性、耐蚀性等。

强化方法之阳极氧化

详细讲解阳极氧化的工艺流程、操作要点及膜层性能特点。

强化方法之微弧氧化

介绍微弧氧化的原理、特点及在铝合金表面强化中的应用。

强化方法之喷涂技术

采用喷涂技术在铝合金表面形成保护层，提高耐磨、耐蚀性能。

05

实验探究与拓展活动设计

实验目的

了解金属腐蚀的原因和速度，探究不同条件下金属腐蚀的情况，并掌握相应的防护措施。

原理介绍

金属腐蚀是金属在周围介质作用下发生的化学或电化学反应，导致金属性能的破坏。通过实验，可以