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金属材料的腐蚀与防护_张建鑫


们通过冶炼时使这些元素吸收并储存一定能量后变为中性金属态, 中,普遍涉及高温、高压、强腐蚀性介质、高负荷应力或高热流、高质
相对于氧化态而言,这是种能量较高的不稳定态,在合适的条件下 流等高参数条件下的强化操作,从而对材料保护提出愈来愈高的要
便自发的便会为稳定的氧化态。中性金属态到氧化态的转变的吉布 求。如果不能切实可靠地解决腐蚀问题,它往往会引起突发的恶性
2 金属材料海洋腐蚀的防护
参考文献
整个腐蚀反应过程, 包括四大步骤:一是去极化剂到达金属表 [1]于静敏,陈学青,付占达.海水及模拟海水介质中铜缓蚀剂缓蚀机
面的传质过程。二是阳极反应过程。三是与阳极反应过程同时进行 理的研究进展[J].清洗世界,2007,
的去极化剂还原的阴极反应过程。四是腐蚀产物离开金属表面或转 [2]曹楚南.金属电化学腐蚀基本原理(下)[J].冶金建筑,1981,(6).
腐蚀两大类。化学腐蚀就是金属与接触到的物质直接发生氧化还原 为金属保护层、化学转化膜、非金属保护层。金属保护层包括金属镀
反应而被氧化损耗的过程;电化学腐蚀就是铁和氧形成两个电极, 层、金属衬里、双金属复合板;化学转化膜包括阳极氧化、化学氧化、
组成腐蚀原电池,因为铁的电极电位总比氧的电极电位低,所以铁 磷酸盐处理、草酸盐处理、铬酸盐处理 ;非金属保护层包括油漆涂
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金属材料的腐蚀与防护
张建鑫 (哈尔滨师范大学化学化工学院化学系化学专业,黑龙江 哈尔滨 150000)
摘 要:金属材料的海洋腐蚀机理,包括电化学腐蚀、微生物腐蚀,重点讲述金属材料的各种防腐蚀方法,包括电化学保护法、加缓蚀 剂保护法、覆盖层防腐蚀、微生物防腐方法;并且分析了金属材料的海洋腐蚀与防护材料的发展方向。金属的腐蚀现象和机理比较复杂, 但可以通过合理地选用材料、有效地采取防腐蚀措施来减缓金属材料的腐蚀速度,这对于延长设备寿命、降低成本、提高劳动生产率都具 有十分重要的意义。
是阳极。遭到的腐蚀不管是化学腐蚀还是电化学腐蚀,金属腐蚀的 料、塑料涂覆、搪瓷、钢衬玻璃、非金属材料衬里、暂时性防锈层。
实质都是金属原子被氧化转化成金属阳离子的过程
聚氨脂涂料、乙烯基涂料等。防护涂层应有尽可能低的透水ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ、
1.2 金属腐蚀的发生
透氧性、透离子性,以及良好的工艺性如附着力、固化收缩率等。
方法叫做阴极保护法。
阴极保护有包括外加电流阴极保护和牺牲阳极保护。外加电流
法是将被保护的金属与另一附加电极作为电解池的两极,被保护金
属为阴极,这样就使被保护金属免受腐蚀。牺牲阳极保护法是将活
泼金属或其合金连在被保护的金属上,形成一个原电池,这时活泼
金属作为电池的阳极而被腐蚀,基体金属作为电池的阴极而受到保
作者简介:张建鑫(1989-),男,现就读于哈尔滨师范大学化学化工学院化学系化学专业。
斯自由能小于零,可自发进行;从热力学上来讲,海洋腐蚀上由于金 事故,造成巨大的经济损失,严重的社会后果和影响战备。因此,腐蚀
属与其周围介质构成一个热力学不稳定的体系,此体系具有自发的 科学与保护技术的研究与发展,将直接影响到国民经济与国防建设
从这种不稳定状态趋向稳定状态的倾向。
所有部门的安全保障、经济效益和发展水平。
护。外加电流阴极保护所需保护电流是由直流电源(如蓄电池、直流
发电机、整流器等)提供的;而牺牲阳极保护中所需保护电流是由牺
牲阳极的溶解所提供的。为了有效地发挥保护作用,牺牲阳极的电
位要足够负,阳极极化率要小,特别是表面不能生成保护性的腐蚀
产物膜,阳极溶解要均匀。
2.2 金属的磷化处理
钢铁制品去油、除锈后,放入特定组成的磷酸盐溶液中浸泡,即
海洋腐蚀是金属与周围海洋环境发生化学或者电化学反应而
3 金属腐蚀防护的发展方向
产生的一种破坏性腐蚀。很多金属元素如铜、铁、镁等在自然界都是
腐蚀破坏遍及国民经济和国防建设的各个部门。随着工业的发
以化合物的形式存在,也就是它们的最稳定态—— —氧化态存在。人 展,广泛地采用在高参数条件下的强化生产工艺。在这些生产工艺
化为其他化合物的过程。
[3]夏兰廷,,黄桂桥,张三平等.金属材料的海洋腐蚀与防护[M].北京:
2.1 电化学保护
冶金工业出版社,2003.
电化学保护分为阴极保护和阳极保护。阴极保护的原理如下:
利用电化学原理,将被保护的金属设备进行外加阴极极化降低或防
止腐蚀;将被保护金属进行外加阴极极化以减少或防止金属腐蚀的
可在金属表面形成一层不溶于水的磷酸盐薄膜,这种过程叫做磷化
处理。磷化膜呈暗灰色至黑灰色,厚度一般为 5~20μm,在大气中
有较好的耐腐蚀性。膜是微孔结构,对油漆等的吸附能力强蚀。
2.3 覆盖层保护
基底材料和覆层材料组成复合材料,可以充分发挥基底材料和
覆层材料的优点,满足耐蚀性,物理、机械和加工性能,以及经济指
关键词:防护金属材料;腐蚀;防护
1 金属腐蚀的机理
标多方面的需要。覆盖层的保护效果和使用寿命取决于三个方面的
1.1 金属腐蚀的分类
因素:覆层材料在使用环境中的耐蚀性、强度、塑性和耐磨性。覆层
按照金属的腐蚀机理可以将金属腐蚀分为化学腐蚀与电化学 的均匀性、孔隙和缺陷。覆层与基体金属的结合力。覆盖层保护又分
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