电化学腐蚀与防护汇总
1.2腐蚀的类型及区别
1.2.1金属腐蚀的类型
• 金属在不同的条件 下将会发生什么反 应呢
(析氢腐蚀、吸氧腐蚀)
。
钢铁的析氢腐蚀示意图
钢铁的吸氧腐蚀示意图
析氢腐蚀
分析:当钢铁处于 酸性气氛中时,易 发生析氢腐蚀;
负极: Fe - 2e- = Fe2+ 正极: 2H++ 2e- =H2 ↑ 电池反应: Fe + 2H+ =Fe2+ + H2 ↑
CO2
潮湿 SO2
钢 铁
空气 水 H2S
膜
电解质
溶液(H+)原
铁电
C池
电解质溶液形成:
H2O
H2O+CO2
H++OH-
H++HCO3-
钢铁在这过程发生了
电化学腐蚀。
铁:负极 水膜:电解
质溶液 碳:正极
在钢铁表 面形成无 数微小原 电池
钢铁表面形成的微小原电池 示意图
根据电解质溶液 的酸碱性的不同 电化学腐蚀可分 为两种。
刷镀是最近几年发展起来的一种新工艺,它的最大优 点是不用镀槽,而且沉积速度较快。由于它设备筒单,操 作方便,可以选择多种镀层,而且具有较高的结合强度等 优点,所以在航空、船舶、铁路、电子及机械和各种车辆 的维修中广泛应用,是目前国家推广的一种新工艺。
5.镀液温度:镀金约50~60, 镀镍约50~60,镀锡铅约 18~22,镀钯镍约45~55。 6镀液PH值:镀金约 4.0~4.8 ,镀镍约3.8~4.4, 镀钯镍约8.0~8.5, 7.镀液比重:基本上比重低, 药水导电差,电镀效率差。
2.2.5、电镀工艺的过程
一般包括电镀前预处理,电镀及镀后处理三个阶段。
3.电镀药水:含有欲 镀 金属离子的电镀药 水。 4.电镀槽:可承受, 储 存电镀药水的槽体,
一般考虑强度,耐蚀, 耐温等因素。 5.整流器:提供直流 电 源的设备。
2.2.3电镀层的作用:
1、提高金属零件在 使用环境中的抗蚀 性能; 2、装饰零件的外表, 使其光亮美观;
3、提高零件的 工作性能,如硬 度、耐磨性、导 电性、电磁性、 耐热性等等。
简单的理解,是应 用电解原理在某些 金属表面镀上一层 其它金属。
比较原电池、电解池的异同点。
电解池的工作原理
(以电解氯化铜溶液微观模拟)
2.2.2.电镀的基本要素:
1.阴极:被镀物,指 各种接插件端子。 2.阳极:若是可溶性 阳极,则为欲镀金属。 若是不可溶性阳极, 大部分为贵金属(白 金,氧化铱) 。
2.2.4工艺条件:
• 1.电流密度:单位电镀面积 下所承受的电流,通常电流 密度越高膜厚越厚,但是过 高时镀层会烧焦粗燥。
• 2.电镀位置:镀件在药水中 位置,与阳极相对位置,会 影响膜厚分布。
• 3.搅拌状况:搅拌效果越好, 电镀效率越高,有空气,水 流,阴极摆动等搅拌方式。
4.电流波形:通常滤波度越 好,镀层组织越均一。
基本工艺流程图如下所示:
工件 除油
清洗
电解除油
电镀 清洗
6/22/2020
清洗 处理/烘干
酸浸 产品
清洗
2.2.6、电镀工艺的分类
锌镀层在大气条件下对钢铁零件为阳极性镀层,经彩色钝化后,明显地 提高了镀层的保护性能并改善了外观。主要用于防止钢铁零件的腐蚀,其镀 层价格低廉,耐腐蚀性能优良,应用量大面广。
2.2在金属表面 覆盖保护层
烤蓝
烤漆
涂机油 涂凡士林
镀铬
什自 么行 样车
的的
防金
护属 措部
施件
?
采 用
了
镀锌
2.2.1电镀的定义
电镀为电解镀金属法 的简称。电镀是将镀件 (制品),浸于含有欲 镀上金属离子的药水中 并接通阴极,药水的另 一端放置适当阳极(可 溶性或不可溶性),通 以直流电后,镀件的表 面即析出一层金属薄膜 的方法。
铁防腐的电势-pH图
将铁与水的各种 电势-pH图合在一 起,对讨论铁的 防腐有一定的指 导意义。
★金属的防护: 2.1制成合金
(1)制成合金(不锈钢)
(2)在金属表面覆盖保护层
——电镀、油漆
(3)电化学保护法
——牺牲阳极的阴极保护法
改善金属的内部 组织结构(内因)
提高金属或合金的热力学稳 定性,使形成固溶体以及提 高合金的电极电势,增强其 耐蚀性。 加入易钝化合金元素,如Cr、 Ni、Mo等,可提高基体金属 (Fe)的耐蚀性。
(次要)金属跟接触到 的物质(如SO2、Cl2、 O2等)直接发生化学反 应而引起的腐蚀。
化学腐蚀:
升温可加快 金属腐蚀
家用燃气灶的中心部 位很容易生锈
6/22/2020
食品罐头放在南极80多 年了,却很少生锈
海边的铁制品比较
容易生锈。
件
的
探
究
6/22/2020
为什么钢铁在干 燥的空气中不易 生锈,而在潮湿 的空气中却易生 锈呢?
吸氧腐蚀
分析:中性或酸性很 弱或碱性条件下,易 发生吸氧腐蚀。
负极: Fe - 2e- = Fe2+ 正极: O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-
电池反应: 2Fe+ O2+2H2O =2Fe(OH)2
进一步反应
4Fe(OH)2 +O2 + 2H2O =4 Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3·nH2O+(3-n) H2O
通电后,镀锌液中的金属离子,在电位差的作用下移动到阴极上形成镀 层。阳极的金属形成金属离子进入镀锌液,以保持被镀覆的金属离子的浓度。
镀锌时,阳极材料的质量、镀锌液的成分、温度、电流密度、通电时间、 搅拌强度、析出的杂质、电源波形等都会影响镀层的质量,需要适时进行控 制。
6/22/2020
2.2.6 、电镀工艺的分类
★电化学腐蚀
★腐蚀形成的原因
★腐蚀类型及区别
★金属防护
★制成合金 ★在金属表面
覆盖保护层 ★电化学保护
★电化学腐蚀:
1.1腐蚀形成的原因
1.1.1金属腐蚀的本质
• 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+
。
1.1.2腐蚀的原因 (主要)不纯金属或合 金跟电解质溶液接触时, 发生原电池反应而引起 的腐蚀,比较活泼的金 属失去电子被氧化。
在零件上镀镍可以使零件具有优良的耐蚀性、耐磨性、 可焊性以及高硬度等优点,满足零件的使用要求,提高零 件的使用寿命。
镀镍通常可以采用化学镀镍,也可以采用电镀或刷镀。 化学镀与电镀相比具有显著的优点:1.具有广泛的覆盖能 力,对于复杂零件的各个部位可以得到较均匀的镀层;2. 具有比电镀优良得多的深镀能力,可以大大地减少镀件盲 孔、深孔内的无镀层现象。