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金属材料的腐蚀与分解


应力腐蚀
材料在应力(外加的、残余的、化学变化或相交引起的)和环 境介质协同作用下发生的开裂或断裂现象,称为材料的环 境断裂,如果环境介质为腐蚀性环境,则称之为应力作用 下的腐蚀。
1.应力腐蚀开裂 2氢脆 3冲击腐蚀 4,空泡腐蚀
常见的化学腐蚀—气态介质中的高温腐蚀
由于这种腐蚀是在高温、干燥的气体环境中进行的,而 且在它的起始阶段又是材料与环境气体直接发生化学反 应所致,因而常被称为化学腐蚀、干腐蚀,或广义的高 温氧化,以有别于在电解质水溶液中的电化学腐蚀。
金属的腐蚀
(1)定义: 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: 金属失去电子被氧化
金属原子 失e-
金属阳离子
氧化反应
(3)类型
化学腐蚀 金属跟接触到的物质(如氯气.氧气
等)直接发生化学反应而引起的腐蚀
电化学腐蚀 不纯的金属(或合金)跟电解质溶
(更普遍) 液接触时,发生原电池反应,比较 活泼的金属失去电子而被氧化腐蚀
缝隙腐蚀
金属材料表面由于狭缝或问隙的存在.腐蚀介质的扩散受 到很大的限制,由此导致狭缝内金属腐蚀加速的现象.称 为继隙腐蚀(Crevice Crrosn)。
晶间腐蚀
金属在某种腐蚀介质中沿着或紧挨着材料的晶界发生腐蚀 的一种破坏形态,晶界腐蚀由表面沿着晶界向内部发展, 甚至可以使材料的强度完全丧失
常见的金属腐蚀形态
1.电偶腐蚀 2点腐蚀 3缝隙腐蚀 4晶间腐蚀 5应力腐蚀
电偶腐蚀
金属与另一种电位更高的金属或非金属导体电连 接而加速腐蚀的现象成为电偶腐蚀
缝隙腐蚀
金属材料在某些环境介质中,经过一定的时间后,大部分 表面不发生腐蚀或腐蚀很轻微,但在表面上个别点或微小 区域内出现点穴或麻点,且随着时间的推移,蚀孔不断向 纵深方向发展,形成小孔状腐蚀坑,这种现象称为点腐蚀
(5)电化学保护。对于电化学原因导致的腐蚀,可以采用阴极保护或阳极保 护的措施。
工业生产中常见表面处理防护工艺
主要有两大类 1表面改性,如渗碳、渗氮,阳极氧化、磷化、发蓝
2表面涂覆,如电镀、涂装、真空沉积(包括pvd和 cvd)、热喷涂、热浸镀、等离子喷涂,
腐蚀控制的基本方法
(1)合理的结构设计。通过合理的结构设计和工艺设计实现控制腐蚀的目的。 (2)正确选材和发展新型耐蚀材料
(3)采用合理的表面工程技术。通过表面涂镀层和改性技术达到抗腐蚀或隔 离材料与腐蚀环境的目的。
(4)改善环境和合理使用缓蚀剂。例如,工业生产中采用的脱气、除氧、脱 盐和降温处理等措施,加恰当的缓蚀剂(如苯并二氮唑)也可达到有效地 控制腐蚀的目的。
1学科的重要性 2腐蚀的机理的研究 3常见的防护方法
腐蚀无处不在
在工程领域中主要有腐蚀、断裂、磨损三大失 效形式,其中腐蚀失效的比例高达42%
调查一些工程工业中失效原因比例
失效原因
腐蚀
Байду номын сангаас
断裂
磨损
其它
比例(%) 42
44
3
11
腐蚀的危害
直接经 济损失
安全事 故
腐蚀的 危害
间接经 济损失
资源浪 费
金属腐蚀的电化学反应及理论
1、构成金属腐蚀的四大因素:阳及、阴极、电解质、电路 回路
2、金属腐蚀的基本过程:
(1)阳极过程,金属被氧化溶解并以离子的形式进入溶液 (2)电子转移过程,阳极上富余的电子通过电路回路转移到阴极 (3)阴极过程,溶液中的氧化剂与电路上转移过来的电子发生反

宏观电池和微观电池
根据金属腐蚀电极的大小,可将腐蚀电池分为 微电池和宏观电池
(1)肉眼可以观察到的电极所组成的腐蚀原 电池
产生宏观原电池的原因:
1、不同金属与同一电解质接触 2、同一种金属但是处于不同的介质环境 3、金属和非金属电极组成的腐蚀电池
微观电池:金属表面微小电极所组成的原电池
产生微电池的原因 (1)金属化学成分不均匀 (2)金属组织不均匀 (3)金属物理状态不均匀 (4)表面膜不完整
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