金属的腐蚀与防护化学小论文
金属的腐蚀与防护
随着世界工业的不断发展，金属的地位日渐重要起来，从以前只有青铜、铁等金属发展到已经能拥有合金了。金属已经渗透到我们生活的各个方面，我们随处可见金属。工业上更少不了它，几乎所有机械设备都用到了金属。但是金属容易被腐蚀，据报道，全世界每年因金属腐蚀造成的直接经济损失约达7000亿美元，我国因金属腐蚀造成的损失占国民生产总值（GNP）的4%，由此可见，金属的防护显得尤为重要。下面为您介绍金属的腐蚀类型以及金属的防护。
金属腐蚀腐蚀是金属在一定的环境介质中恢复到其化合物状态的一种反应，按过程可分为化学腐蚀、电化学腐蚀、物理腐蚀3种，氧浓差腐蚀是属于电化学腐蚀的一种。
(1) 化学腐蚀是指金属与非电解质直接发生化学作用引起的破坏。腐蚀过程是一种氧化还原的纯化学反应，即腐蚀介质直接同金属表面的原子相互作用而形成腐蚀产物。
(2)电化学腐蚀是指金属与电解质溶液发生电化学作用而引起的破坏。反应过程中阳极失去电子、阴极获得电子以及电子的流动(电流)，其历程服从电化学动力学的基本规律。
(3)物理腐蚀是指金属由十分单纯的物理溶解引起的破坏。许多金属在高温熔盐、熔碱及液态金属中可发生这类腐蚀。
下面重点分析电化学腐蚀的形成机理，氧浓差腐蚀原理及其在工程实际中的应用及钢筋混凝土电化学腐蚀机理。
(1)当金属被放置在水溶液中或潮湿的大气中，金属表面会形成一种微电池，也称腐蚀电池(其电极称阴、阳极)。阳极上发生氧化反应，使阳极发生溶解，阴极上发生还原反应，
一般只起传递电子的作用。腐蚀
电池的形成原因主要是由于金
属表面吸附了空气中的水分，形
成一层水膜，因而使空气中，
，等溶解在这层水膜中，
形成电解质溶液，而浸泡在这层溶液中的金属又总是不纯的，如工业用的钢铁，实际上是合金，即除铁之外，还含有石墨及其它金属和杂质，它们大多数没有铁活泼。这样形成的腐蚀电池的阳极为铁，而阴极为杂质，又由于铁与杂质紧密接触，使得腐蚀不断进行。电化学腐蚀分析氢腐蚀与吸氧腐蚀。析氢腐蚀(钢铁表面吸附水膜酸性较强时)
负极(Fe)：
正极(杂质)：
电池反应：
由于有氢气放出，所以称之为析氢腐蚀。
吸氧腐蚀(钢铁表面吸附水膜酸性较弱时)
负极(Fe)：
正极：
总反应：
由于吸收氧气，所以也叫吸氧腐蚀。
(2)氧浓差腐蚀原理及其在工程实际中的应用
以管道为例，在管道的不同部位氧的浓度不同，在贫氧的部位管道的自然电位（非平衡电位）低，是腐蚀原电池的阳极。了解电解反应的都知道：其阳极溶解速度明显大于其余表面的阳极溶
解速度，故遭受腐
蚀。管道通过不同
性质土壤交接处
时，粘土段贫氧，
易发生腐蚀，特别
是在两种土壤的交接处或埋地管道靠近出土端的部位腐蚀最严重。对储油罐来讲，氧浓差主要表现在罐底板与砂基接触不良，还有罐周围和罐中心部位的透气性差别，中心部位氧浓度低，成为阳极被腐蚀。最后会导致阳极区被腐蚀形成的坑越来越深，阴极区的腐蚀产物越积越多，这样，就会在金属表面形成疏密不均、高低不等的鼓包。
(3)钢筋混凝土电化学腐蚀机理探讨
它的腐蚀主要是混凝土的腐蚀与钢筋的腐蚀。钢筋的腐蚀危害极大，是造成钢筋混凝土过早破坏的主要原因。
钢筋的腐蚀过程有两种：一种是电极反应交换电流引起的腐蚀；另一种是扩散速度控制的腐蚀过程。在混凝土中钢筋的腐蚀大多数是因为受氧的极限扩散速度引起的，因为在中性或碱性介质中，氢离子的浓度很少，溶解过程的共轭阴极反应不是析氢反应，而是溶液中氧的还原反应。
一般有以下几种情况：
1.当有氧存在，pH值接近中性
阳极反应：2Fe→2Fe2++4e-
阴极反应：O2+2H2O+4e-→4OH-
2.在酸性环境下发生的析氢腐蚀
阳极反应：Fe→Fe 2++2e-
阴极反应：2H++2e-→H2
3.当介质中存在电位较高的氧化剂时
阳极反应：Fe→Fe2++2e-
阴极反应：2Fe3++2e-→2Fe2+
针对上述各种金属的腐蚀，下面提出一些解决方案。
1）选择合适的耐腐蚀金属或合金。我相信，随着科技不断地发展，一定会冶炼出满足需要的合金。
2）覆盖保护法。可以在活泼金属表面镀上非金属材料或不活波金属层。电镀就是其中一种方法。
3）阴极保护法。常有牺牲阳极的阴极保护法及外加电流的阴极保护法。前者是将较活拨的金属或合金连
接在被保护的金属上，形成原电池，较活拨的金属
作为腐蚀电池的阳极而被腐蚀，被保护金属作为阴
极而被保护；后者是在外加电流作用下，用不溶性
辅助阳极作为阳极，将被保护的金属作为电解池的
阴极进行保护。
4）缓蚀剂法。在腐蚀介质中加入少量能减少腐蚀速率的物质以达到防止腐蚀的目的。
参考资料：
1.百度百科——金属腐蚀
（https://www.360docs.net/doc/758792387.html,/link?url=zIFdVF-xcX_xsKenZHHFCh DiU_ub4G7tdPCLJsWXACKedtuNXnZfQLCl-Lu514_Y）
2.豆丁网——金属的腐蚀与防护
（https://www.360docs.net/doc/758792387.html,/p-664907924.html）
3.曾政权等.大学化学.电化学原理.重庆大学出版社.2007.9
4.曹楚南.腐蚀电化学原理.化学工业出版社2008-3-1