什么是金属腐蚀PPT课件
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金属腐蚀与防护高温氧化课件.ppt
• C可以还原Fe的氧化物但不能还原Al的氧化物 • “选择性氧化” ——合金表面氧化物的组成
合金氧化膜主要由图下方合金元素的氧化物所组成
第12页，共100页。
第13页，共100页。
∆G0－T 图
1. 各直线：相变
熔化、沸腾、升华和晶型转变
在相变温度处，特别是沸点 处，直线发生明显的转折
——体系在相变时熵发生了变化
5.1.2 氧化物固相的稳定性
• ∆G0
判断金属氧化物的高温化学稳定性
根据氧化物的熔点、挥发性来估计其固相的高温稳定性 低熔点易挥发氧化物的产生往往是造成灾难性高温腐蚀的
重要原因之一
1. 氧化物的熔点
估计氧化物的高温稳定性
金属表面生成液态氧化物
失去氧化物保护性
如：硼、钨、钼、钒等的氧化物
合金氧化时更易产生液态氧化物
• 蒸气压随温度升高而增大，即氧化物固相的稳定性随温度升 高而下降
• 高温腐蚀中形成的挥发性物质
加速腐蚀过程
• 挥发性氧化物影响碳、硅、钼、钨和铬等的高温氧化动力学
第28页，共100页。
氧化物的挥发性
• 挥发性物质的热力学平衡图
• 例：Cr-O体系，1250K ，高温氧化 只生成Cr2O3一种致密氧化物 Cr（气）、CrO（气）、CrO2（气）和 CrO3（气）4种挥发物质 凝聚相－气相平衡有 2种类型
第30页，共100页。
氧化物的挥发性
• Cr－O体系的固有性质：
– pO2较低时，Cr（气）的蒸气压最大 – pO2较高时，CrO3（气）的蒸气压最大
• 影响铬及含铬合金的氧化
– 在Cr2O3膜与基体之间将产生很大的Cr（气）的蒸气压，使Cr2O3膜 与基体分离；
合金氧化膜主要由图下方合金元素的氧化物所组成
第12页，共100页。
第13页，共100页。
∆G0－T 图
1. 各直线：相变
熔化、沸腾、升华和晶型转变
在相变温度处，特别是沸点 处，直线发生明显的转折
——体系在相变时熵发生了变化
5.1.2 氧化物固相的稳定性
• ∆G0
判断金属氧化物的高温化学稳定性
根据氧化物的熔点、挥发性来估计其固相的高温稳定性 低熔点易挥发氧化物的产生往往是造成灾难性高温腐蚀的
重要原因之一
1. 氧化物的熔点
估计氧化物的高温稳定性
金属表面生成液态氧化物
失去氧化物保护性
如：硼、钨、钼、钒等的氧化物
合金氧化时更易产生液态氧化物
• 蒸气压随温度升高而增大，即氧化物固相的稳定性随温度升 高而下降
• 高温腐蚀中形成的挥发性物质
加速腐蚀过程
• 挥发性氧化物影响碳、硅、钼、钨和铬等的高温氧化动力学
第28页，共100页。
氧化物的挥发性
• 挥发性物质的热力学平衡图
• 例：Cr-O体系，1250K ，高温氧化 只生成Cr2O3一种致密氧化物 Cr（气）、CrO（气）、CrO2（气）和 CrO3（气）4种挥发物质 凝聚相－气相平衡有 2种类型
第30页，共100页。
氧化物的挥发性
• Cr－O体系的固有性质：
– pO2较低时，Cr（气）的蒸气压最大 – pO2较高时，CrO3（气）的蒸气压最大
• 影响铬及含铬合金的氧化
– 在Cr2O3膜与基体之间将产生很大的Cr（气）的蒸气压，使Cr2O3膜 与基体分离；
金属的腐蚀与防腐PPT课件(上课用)
97.有三个人是我的朋友爱我的人.恨 我的人 .以及 对我冷 漠的人 。 爱我的人教我温柔；恨我的人教我谨 慎；对 我冷漠 的人教 我自立 。――[J·E·丁 格] 98.过去的事已经一去不复返。聪明 的人是 考虑现 在和未 来，根 本无暇 去想过 去的事 。――[英国哲 学家培 根]
99.真正的发现之旅不只是为了寻找 全新的 景色， 也为了 拥有全 新的眼 光。― ―[马塞 尔·普 劳斯特]
113.人生的目的有二：先是获得你 想要的 ；然后 是享受 你所获 得的。 只有最 明智的 人类做 到第二 点总与 幽默的 人相伴 ，健康 总与阔 达的人 相伴。 20、对所学知识内容的兴趣可能成 为学习 动机。 ——赞 科夫 21、游手好闲地学习，并不比学习游手 好闲好 。—— 约翰·贝 勒斯
95.没有比时间更容易浪费的,同时没 有比时 间更珍 贵的了 ，因为 没有时 间我们 几乎无 法做任 何事。 ――[威廉·班]
96.人生真正的欢欣，就是在于你自 认正在 为一个 伟大目 标运用 自己； 而不是 源于独 自发光.自私渺 小的忧 烦躯壳 ，只知 抱怨世 界无法 带给你 快乐。 ――[萧伯纳]
Fe2O3 ·nH2O （铁锈）
联 系
通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。
相互关系：往往同时发生，电化腐蚀要比化学腐蚀普遍得 多。
2、金属腐蚀的防止与利用
讨论与交流 金属腐蚀的防止方法
隔离法、电镀法
隔离法 钢铁发蓝处理、阳极氧化处理、
离子注入、表面渗镀
电镀法
电镀是应用电解原理在某些金属表面 镀上一薄层其他金属或合金的过程。
100.这个世界总是充满美好的事物 ，然而 能看到 这些美 好事物 的人， 事实上 是少之 又少。 ――[罗 丹]
99.真正的发现之旅不只是为了寻找 全新的 景色， 也为了 拥有全 新的眼 光。― ―[马塞 尔·普 劳斯特]
113.人生的目的有二：先是获得你 想要的 ；然后 是享受 你所获 得的。 只有最 明智的 人类做 到第二 点总与 幽默的 人相伴 ，健康 总与阔 达的人 相伴。 20、对所学知识内容的兴趣可能成 为学习 动机。 ——赞 科夫 21、游手好闲地学习，并不比学习游手 好闲好 。—— 约翰·贝 勒斯
95.没有比时间更容易浪费的,同时没 有比时 间更珍 贵的了 ，因为 没有时 间我们 几乎无 法做任 何事。 ――[威廉·班]
96.人生真正的欢欣，就是在于你自 认正在 为一个 伟大目 标运用 自己； 而不是 源于独 自发光.自私渺 小的忧 烦躯壳 ，只知 抱怨世 界无法 带给你 快乐。 ――[萧伯纳]
Fe2O3 ·nH2O （铁锈）
联 系
通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。
相互关系：往往同时发生，电化腐蚀要比化学腐蚀普遍得 多。
2、金属腐蚀的防止与利用
讨论与交流 金属腐蚀的防止方法
隔离法、电镀法
隔离法 钢铁发蓝处理、阳极氧化处理、
离子注入、表面渗镀
电镀法
电镀是应用电解原理在某些金属表面 镀上一薄层其他金属或合金的过程。
100.这个世界总是充满美好的事物 ，然而 能看到 这些美 好事物 的人， 事实上 是少之 又少。 ――[罗 丹]
第四章 海洋环境中金属的腐蚀与防护PPT课件
21
低碳钢和低合金钢在海水中的腐蚀速度
试验条件 腐蚀深度（mm/a）
全浸区
A3 0.096
16Mn 0.086
16MnCu 0.090
飞溅区
0.391
0.391
0.337
大气区
0.057
22
钢质船舶在海洋中 的腐蚀是不可避免 的，但是其腐蚀速 度则是可以控制的 。如果能将其腐蚀 速度控制在原来的 十分之一，那么它 的寿命将是原来的 十倍。
20
海洋大气中的腐蚀
空气中的水会在钢板表面形成一层水膜，使钢板产生电 化学腐蚀
同时空气中的盐、二氧化硫、甚至酸性物质会加剧这种腐蚀 的速度。
根据英国钢铁学会提供的数据，低碳钢在不同大气
条件下的腐蚀速度如下：
大气特点 腐蚀速度 g/(m2.a)
低湿度 10.03
海洋
301.1
热带海洋近岸处 5018.8
23
四 腐蚀的原因与类型
金属腐蚀一般分为化学腐蚀和电 化学腐蚀两大类，就船舶腐蚀而言， 起因通常是电化学腐蚀。
24
金属的电化学腐蚀
金属腐蚀 的实质
种类
金属原子失去电子被氧化而消耗的过程： M-ne-=Mn+。
化学腐蚀
电化学腐蚀
金属和其它物质直接接 不纯金属或合金发生原电池
原理 触发生氧化还原反应而 反应，使较活泼的金属失电
27
五 抑制海洋腐蚀的主要方法
• 包覆层防护 • 涂层防护 • 阴极保护
28
生活中常见的通过覆盖保护层防止铁生锈的方法： 1、在铁的表面喷涂上防腐油漆（如桥梁、汽车、船舶） 2、油和油脂可以用来保护机器中由金属制成的转动部 分，如齿轮。 3、用塑料（如聚乙烯、聚氯乙烯等）喷涂或包裹在金 属表面。 4、在铁的表面覆盖一层搪瓷，如脸盘等金属器皿。 5、在铁的表面覆盖一层其他金属（如镀锡、镀锌）
金属的腐蚀与防护2.ppt
（水蒸汽）同时接触
知识回忆 将化学能转化为电能的装置叫做原电池。
在原电池中，电子流出的一极是
负极（如锌片），电极被氧化。 电子流入的一极是正极（如铜
片），氢离子在正极上被还原。
原电池的构成条件：
（1）活泼性不同的两种金属（或金属与
非金属导体）作电极
（2）电极材料均插入电解质溶液中 （3）形成闭合回路（用导线连接或直接
接触）
（4）自发进行的氧化还原反应
2、电化学腐蚀：
钢铁在潮湿的空气中易被腐蚀的主要原因：
（1）钢铁是合金（具备电极材料的条件） （2）表面吸附了水膜（具有电解质的条件）
CO2 + H2O
H2CO3
H+ + HCO3-
不纯金属（或合金）跟电解质溶液接触 时，会发生原电池反应，活泼金属矢电子被 氧化，这种腐蚀叫做电化学腐蚀。
（2）水膜呈酸性（ H+得电子）
2H++2e- =H2↑ （还原反应）
金属腐蚀的本质：
金属腐蚀是金属原子失去电子变 成金属阳离子的过程；
即：金属被氧化的过程。
M - n e- =M n+
在一般情况下，化学腐蚀和电化学腐蚀同时 发生，但电化学腐蚀比化学腐蚀要普遍的多。
二、金属的防护：
影响金属腐蚀的因素包括金属本性 和介质两个方面。
根据发生腐蚀的化学原理不同，金 属的腐蚀一般分为：化学腐蚀和电化学 腐蚀。
1、化学腐蚀： 金属与接触到的物质直接发生化学
反应而引起的腐蚀。 即：金属与氧化剂直接反应（金属失电子）
温度越高，化学腐蚀的速度越快
科学探究 不同条件下铁钉的腐蚀
铁钉腐蚀的程度： 5，4，3，2，1 铁生锈的必要条件：铁与空气（O2）和水
知识回忆 将化学能转化为电能的装置叫做原电池。
在原电池中，电子流出的一极是
负极（如锌片），电极被氧化。 电子流入的一极是正极（如铜
片），氢离子在正极上被还原。
原电池的构成条件：
（1）活泼性不同的两种金属（或金属与
非金属导体）作电极
（2）电极材料均插入电解质溶液中 （3）形成闭合回路（用导线连接或直接
接触）
（4）自发进行的氧化还原反应
2、电化学腐蚀：
钢铁在潮湿的空气中易被腐蚀的主要原因：
（1）钢铁是合金（具备电极材料的条件） （2）表面吸附了水膜（具有电解质的条件）
CO2 + H2O
H2CO3
H+ + HCO3-
不纯金属（或合金）跟电解质溶液接触 时，会发生原电池反应，活泼金属矢电子被 氧化，这种腐蚀叫做电化学腐蚀。
（2）水膜呈酸性（ H+得电子）
2H++2e- =H2↑ （还原反应）
金属腐蚀的本质：
金属腐蚀是金属原子失去电子变 成金属阳离子的过程；
即：金属被氧化的过程。
M - n e- =M n+
在一般情况下，化学腐蚀和电化学腐蚀同时 发生，但电化学腐蚀比化学腐蚀要普遍的多。
二、金属的防护：
影响金属腐蚀的因素包括金属本性 和介质两个方面。
根据发生腐蚀的化学原理不同，金 属的腐蚀一般分为：化学腐蚀和电化学 腐蚀。
1、化学腐蚀： 金属与接触到的物质直接发生化学
反应而引起的腐蚀。 即：金属与氧化剂直接反应（金属失电子）
温度越高，化学腐蚀的速度越快
科学探究 不同条件下铁钉的腐蚀
铁钉腐蚀的程度： 5，4，3，2，1 铁生锈的必要条件：铁与空气（O2）和水
金属腐蚀机理(共10张PPT)
金属腐蚀机理
点蚀有大有小，一般情况下，点蚀的深度要比其直径大的多。
腐蚀时,在金属的界面上发生了化学或电化学多相反应,使金属转入氧化(离子)状态.
这是因为在金属表面缺陷处易漏出机体金属，使其呈活化状态，而钝化膜处仍为钝态，这样就形成了活性—钝性腐蚀电池，由于阳极面积
比阴极面积小得多，阳极电流密度很大，所以腐蚀往深处发展，金属表面很快就被腐蚀成小孔，这种现象被称为点蚀.
GB/T6461-2002
QB/T 3832-1999
金属腐蚀机理
金属材料腐蚀的分类： 1点蚀
2 缝隙腐蚀 3 应力腐蚀 4 腐蚀疲劳
5 晶间腐蚀
6 均匀腐蚀
7 磨损腐蚀（冲蚀）
8 氢脆
金属腐蚀机理
正极（C）：2H2O + O2 + 4e = 4OH-
这是点因蚀为在：金属表面缺陷处易漏出机体金属，使其呈活化状态，而钝化膜处仍为钝态，这样就形成了活性—钝性腐蚀电池，由于阳极面积
负极（Fe）：负2极Fe（- 4Fee=）2F：e22+Fe - 4e = 2Fe2+
点这蚀是又 因称为坑在蚀金正和属极小表孔面（腐缺C蚀陷）。处：易漏2H出机2O体金+ 属O，2使+其4呈e活=化4状O态H，- 而钝化膜处仍为钝态，这样就形成了活性—钝性腐蚀电池，由于阳极面积
比阴极面积小得多，阳极电流密度很大，所以腐蚀往深处发展，金属表面很快就被腐蚀成小孔，这种现象被称为点蚀.
定义：各类金属结构一般在大气干湿交替或浸水条件下工作，金属与水或电解质溶液接触，极易发生电化学反应而受到的破坏。
Fe（OH）2
Fe2O3(铁红即肉眼可见的红锈)
正极（C）：2H2O + O2 + 4e = 4OH-
金属腐蚀PPT
铁的腐蚀过程就是金属铁回复到它的自然存在状 态(矿石)的过程。但若要将矿石冶炼成铁需消耗 大量的能量，所以金属状态的铁和矿石中的铁存 在着能量上的差异，即金属铁比它的化合物具有 更高的能量，金属铁随时随地的释放出能量而恢 复至热力学上更稳定的自然化合物形式。显而易 见，能量上的差异是产生腐蚀反应的推动力，而 放出能量的过程便是腐蚀过程，伴随着腐蚀过程 的进行，将导致腐蚀体系能量的减少，故它是一 个自发过程。
如图9.1所示 (P105)，金属离子的浓度分别为 10-6 M、 10-4 M、 10-2 M进行计算。 五、电位-pH图在腐蚀和腐蚀控制中的应用
简化的电位-pH 图 在腐蚀学中，我们规定当可溶性物质在溶液中 的浓度小于10-6 mol/L时可把 该物质看成是不溶解的物质， 因此可以把平衡金属离子浓 度10-6 mol/L作为金属腐蚀与 不腐蚀的分界线。如果把平 衡关系式中有关离子浓度都 取10-6 mol/L则可以得到简化 的电位-pH图，又称为金属腐 蚀图。该图可被分为三个区 域。
电化学平衡图，下面以铁在水溶液中的不同的反 应来说明的电位-pH 图的绘制的机理。 根据参加反应的物质的不同，电位-pH 图上的直 线可以分为 3 类： 一、反应只与电极电势有关，而与pH值无关 这类反应的特点是电极反应有电子参加，而无H+ 或OH-参加，例如：
① Fe2+ + 2e → Fe ⑥ Fe3+ + e → Fe2+
9.4 电位-pH 图
电位- pH 图是根据热力学原理建立起来的一种 电化学平衡图。在金属发生电化学腐蚀中， 腐 蚀过程的本质是得失电子的氧化还原反应， 所 以反应物和产物中不仅包含氧化态和还原态， 而且还包还 H+ 和 OH-， 因此电极电势不仅依 赖于氧化态和还原态的浓度，而且还依赖于溶 液的pH值。如果指定浓度为一个定值，则可作 出电位-pH图。电位-pH图最早用它来研究金属 的腐蚀和防护问题，后来被广泛用于电化学、 无机化学、化学分析、地质冶金等领域。电位pH图是以平衡电势为纵坐标，pH 值为横坐标 的