海洋环境中金属的腐蚀思维导图
初中化学《海水中的化学》单元教学设计以及思维导图
海水中的化学适用年九年级级所需时课内4课时，课外2课时间主题单元学习概述本单元旨在帮助学生初步了解海洋中蕴藏的丰富资源及其利用，体验科学的研究方法，逐步树立正确的资源观和环境观。
本单元的设置，既通过海洋这个巨大的资源宝库，为学生开拓了一个新的广阔的化学背景，又使学生掌握了一些所必需的基础知识与基本方法，体现出“从生活走进化学，从化学走向社会”的课程理念。
本单元将探究海洋化学资源的开发和利用；如何使海水中的化学元素转化为对我们有用的物质（如Mg的制取）；如何使海水淡化及海底矿物的开发和利用；明确海水晒盐的原理及利用海水制纯碱的原理；还将探究饱和溶液和不饱和溶液的定义及相互转化；固体物质的溶解度的概念及溶解度和溶解性的关系；主题单元规划思维导图主题单元学习目标知识与技能：了解海水中的化学资源；理解海水制碱海水晒盐的原理；理解溶解度的含义及结晶的原理过程与方法：一、从“应用——认识——再应用”的理念出发，学习新知识时要密切联系实际问题，利用这些知识解决实际问题进，要把握考查意图，做到有的放矢。
二、善于提取、加工、整理信息情感态度与价值观：培养热爱化学、热爱生活、生产和科学研究情感，形成严谨的科学态度对应课标一、探究海洋化学资源的开发和利用；二、如何使海水中的化学元素转化为对我们有用的物质（如Mg的制取）；三、如何使海水淡化及海底矿物的开发和利用；四、明确海水晒盐的原理及利用海水制纯碱的原理；还将探究饱和溶液和不饱和溶液的定义及相互转化主题单元问题设计1. 海水制镁的流程？？2. 如何检验海水是否淡化？3.青海湖中冬天捞碱的道理何在？专题划分专题一海洋化学资源所需课时一课时专题学习目标1、认识海洋化学资源2、知道海洋化学资源的开发和利用的措施3、知道海水制镁的流程专题问题设计1.如何使海水中的化学元素转化为对我们有用的物质？2.如何使海水淡化及海底矿物的开发和利用？所需教学环境和教学资源1、上网查询海洋资源的种类：2询海底矿物资源的种类2、图片展示（锰结核可燃冰，海洋生物……）学习活动设计出示导读思考题一：1、海水中溶有哪些物质？2、你对“海水中的化学资源”图是怎样认识的？3、如何从海水中提取金属镁？其工艺流程是什么？涉及到哪些重要的化学反应？组织讨论：1、海水中本来就有氯化镁，为什么不直接将海水进行电解来制取金属镁呢？2、出示导读思考题二，指导学生看书讨论：（1）海底蕴藏着哪些矿物资源？（2）为什么“可燃冰”被誉为21世纪能源？（3）目前为什么还没有对“可燃冰”进行大规模的开采？3、什么是锰结核？锰结核里主要含有哪些元素？4、海洋资源包括哪些？海洋中的资源可以再生吗？在开发和利用海洋资源的同时应如何保护海洋资源？反馈学生的讨论结果，对“可燃冰”开采和储运中的问题做简单的解释。
海洋平台的腐蚀及
涂层保护
涂层保护是海洋平台防腐的主要手段之一，通过在平台表面涂覆防腐蚀涂层，隔离 平台与海水，降低腐蚀介质与平台的接触，从而减缓腐蚀速率。
常用的涂层材料包括有机涂层和无机涂层，如油漆、防腐涂料等。这些涂层材料应 具有良好的耐腐蚀性、耐磨性、附着力和抗冲击性能。
涂层保护的关键在于涂层的完整性和连续性，应定期检查涂层的破损和剥落情况， 及时进行修复和重新涂覆。
性。
展望
随着科技的不断进步和研究的深入，相信未来对海洋平台腐蚀的认识将更加深入，防腐 技术和措施将更加成熟和有效，为保障海洋平台的安全和稳定运行提供更加可靠的保障。
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数据分析与预测
通过对大量监测数据的分析，建立腐 蚀预测模型，实现对平台腐蚀发展趋 势的预测，为预防性维护提供支持。
06 结论与建议
总结海洋平台腐蚀的研究现状与挑战
现状
目前对海洋平台腐蚀的研究已经取得了一定的成果，但仍然面临许多挑战，如腐蚀机理的复杂性、腐蚀环境的恶 劣性、腐蚀监测的困难性等。
挑战
在役平台的再评估与修复技术
结构健康监测
利用无损检测和结构健康监测技术，对在役平台进行定期检 测和评估，及时发现腐蚀等损伤，为修复提供依据。
修复技术
研究和发展高效、环保的修复技术，如电化学修复、微生物 修复等，对已腐蚀部位进行修复，恢复平台性能。
智能化与远程监控技术的应用
智能化监测系统
研发智能化监测系统，利用物联网、 大数据等技术，实时监测平台的腐蚀 状况，实现远程监控和预警。
防污与防生物附着的维护需要定期检查和清洁平台表面，及时去除附着 的生物和污垢，保持平台的清洁和良好的工作状态。
05 海洋平台腐蚀的未来研究 方向
金属在海水环境中的腐蚀
4.2.1.2 溶解氧 • 海水中溶解氧，是海水腐蚀的重要因素。 • 正常情况下海水表面层被空气饱和； • 氧的浓度随水温一般在(5~10)×10-6cm3/L 范围内变化。 • 由表4-4可见，盐的浓度和温度愈高，氧 的溶解度愈小。
表4-4 氧在海水中的溶解度
4.2.1.3 海水的电化学特点
4.2 金属在海水中的腐蚀
• 海洋占地球表面积70%，海水是自然界中数量最大且 具有腐蚀性的天然电解质。我国海岸线长达18000km， 海域广阔。 • 沿海地区的工厂常用海水作为冷却介质，冷却器的 铸铁管在海水作用下，一般只能使用3~4年； • 海水泵的铸铁叶轮只能使用3个月左右； • 碳钢冷却箱内壁腐蚀速度可达1mm/a以上。 • 海洋开发受到重视，海上运输工具、海上采油平台， 开采和水下输送及储存设备等金属构件受到海水和 海洋大气腐蚀的威胁愈来愈严重； • 研究海洋环境中金属的腐蚀及其防护有重要意义。
6)海洋生物 • 海洋生物在船舶或海上构筑物表面附着形 成缝隙，易诱发缝隙腐蚀。 • 微生物的生理作用会产生氨、CO2和H2S 等腐蚀物质，如硫酸盐还原菌作用产生 S2- ,会加速金属腐蚀。
4.2.3 海水中常用金材料的耐蚀性
• 金属材料在海水中的耐蚀性差别很大； • 钛合金和Ni-Cr合金耐蚀性最好； • 铸铁和碳钢耐蚀性较差。 • 不锈钢的均匀腐蚀速度很小； • 在海水中易产生点蚀。 • 常用金属材料耐海水腐蚀性能表4-6。
1)多数金属,除特别活泼金属镁及其合金外,海水中的腐蚀 过程都是氧去极化过程, 腐蚀速度由氧扩散过程控制。 2)大多数金属(铁、钢、锌等)，在海水中发生腐蚀时，阳 极过程的阻滞作用很小, 海水中Cl-离子浓度高,海水中用 增加阳极阻滞方法来减轻海水腐蚀的可能性不大, 添加 合金元素钼, 才能抑制Cl-对钝化膜的破坏作用，改进材 料在海水中的耐蚀性。 3)海水电导率很高, 电阻性阻滞很小, 对海水腐蚀,微观电池 的活性较大, 宏观电池活性也较大。在海水中, 异种金属 接触引起的电偶腐蚀有相当大的破坏作用。如舰船的青 铜螺旋桨可引起远达数十米处的钢船壳体的腐蚀。 4)海水中金属易发生局部腐蚀破坏。如点蚀，缝隙腐蚀， 湍流腐蚀和空泡4.2.1.1 盐类及导电率 • 海水为腐蚀性介质，特点是含多种盐类，盐分 中主要是NaCl，常把海水近似地看作质量分 数为3%或3.5%的NaCl溶液。 • 盐度是指1000g海水中溶解固体盐类物质的总 克数，一般海水的盐度在3.2％~3.75％之间， 通常取3.5％为海水的盐度平均值。 • 海水中氯离子的含量很高，占总盐量的 58.04%，使其具有较大腐蚀性。 • 海水平均电导率为4×10-2S/cm，远超过河水 和雨水的电导率。
碳钢在海洋环境下的腐蚀研究资料
碳钢在海洋环境下的腐蚀研究摘要随着陆地石油储量减少和开采难度增加，海洋石油将成为未来能源最重要的来源。
海洋石油开发设施的材料主要是碳钢，碳钢常年在腐蚀性极强的海水中工作，腐蚀不可避免。
若能掌握碳钢在海洋环境下的腐蚀规律，找到合适的防腐措施，腐蚀造成的损失就能大幅度降低。
本文根据塔菲尔直线外推法，用LK2010型电化学工作站测量碳钢在不同盐度海水中的腐蚀极化曲线，研究海水的盐度对碳钢腐蚀速度、塔菲尔曲线特征的影响。
关键词：碳钢腐蚀；塔菲尔直线外推法；电化学；极化曲线；腐蚀速度The research on corrosion of carbon steel in marineenvironmentAbstractAs difficult exploitation of oil reserves to reduce and increase the land，ocean oil will become the most important source of energy future. Offshore oil development facilities materials are mainly carbon steel，carbon steel work in the strong causticity water all the year round，the corrosion of carbon steel is inevitable. If we can master the corrosion behavior of carbon steel in Marine environment，find a suitable anticorrosive measures，can greatly reduce the loss caused by corrosion. Based on the principles of Tafel linear extrapolation method，measured with electrochemical workstation LK2010 type corrosion polarization curve of carbon steel in sea water，the water of the influence of different factors on the corrosion of carbon steel.Keywords：Corrosion of carbon steel；Tafel linear extrapolation method；Electrochemistry；Polarization curve ；The corrosion rate目录第1章绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 碳钢腐蚀研究现状 (2)1.3 海洋腐蚀环境 (3)1.4海洋环境中碳钢的腐蚀 (4)1.5研究目的及内容 (7)第2章金属腐蚀检测方法 (8)2.1 极化现象与极化曲线 (8)2.2 恒电位法测定金属的腐蚀速度 (8)2.3 塔菲尔直线外推法 (10)第3章碳钢腐蚀实验设计 (12)3.1 实验仪器介绍 (12)3.1.1 LK2010型电化学工作站 (12)3.1.2实验软件ECA Wiser (14)3.2 塔菲尔直线外推法实验过程 (17)3.2.1 实验仪器及用品 (17)3.2.2实验步骤 (17)3.3 实验数据记录 (21)第4章结果分析与讨论 (23)4.1 盐度计算 (23)4.2 腐蚀速度计算 (23)4.3 结果分析 (26)第5章结论与展望 (28)5.1 结论 (28)5.2 未来展望 (28)致谢 (29)参考文献 (30)第1章绪论1.1 引言随着现代社会的不断发展和科学水平的飞速进步，能源变得越来越重要，人类开采陆地石油已经经历了相当长的时间，陆地石油储量越来越少，所以未来人类开采石油资源将向海洋进军，海洋石油已经成为未来人类能源的重要来源。
海洋平台的腐蚀及防腐技术
腐蚀原理
海洋平台腐蚀的主要原因是电化 学、化学反应和生物侵蚀等。
电化学腐蚀是由于海洋平台结构材料与海水、海洋生物等接触，形成原电池反 应，导致金属腐蚀。这种腐蚀在海洋平台中最为普遍，严重时可能导致平台结 构削弱。
化学反应腐蚀主要是由于海洋平台结构材料与海水、盐分等化学物质发生反应， 导致腐蚀。例如，钢铁材质的海洋平台在海水中会发生氧化反应，形成铁锈， 导致结构材料的腐蚀。
挑战与机遇
当前，微生物腐蚀及防腐技术的研究仍面临着一系列的挑战。首先，微生物腐 蚀的机制尚不完全清楚，需要进一步深入研究；其次，现有防腐技术的效果还 需要进一步提高，以满足更为严苛的防腐要求；此外，新型防腐技也带来了诸多机遇。随着环境保护意识的 提高和绿色可持续发展的要求，对于环保型防腐技术的需求不断增加。例如， 生物防腐剂和生物防护技术的发展前景十分广阔。此外，随着材料科学和纳米 技术的快速发展，新型防腐材料的研发和应用也将为微生物腐蚀及防腐技术的 发展带来新的机遇。
2、化学方法
化学方法主要包括使用缓蚀剂和杀菌剂。缓蚀剂是一种能够减缓金属腐蚀的物 质，如亚硝酸盐、铬酸盐等。杀菌剂则用于消灭海洋生物，防止生物污损引起 的腐蚀。然而，这些化学物质有可能对海洋生态系统造成负面影响，因此需要 慎重使用。
3、生物方法
生物方法主要利用某些生物的耐腐蚀特性，如海藻、珊瑚等，以降低海水的腐 蚀性。此外，生物污损也可以形成保护层，提高金属的耐腐蚀性能。生物方法 具有环保性和长效性，但需要充分考虑生物生态平衡以及不同生物对不同材料 的适应性。
未来展望
随着科技的不断进步，海洋环境腐蚀控制技术将迎来更多的发展机遇。新型材 料和涂层技术的研发将为海洋腐蚀控制提供更多选择。此外，智能防腐技术也 将成为未来的研究热点，包括智能涂层、自修复材料等。同时，随着海洋工程 的发展，针对深海和极地等特殊环境的腐蚀控制技术也将得到进一步研究和发 展。
海水腐蚀情况讲解
海水腐蚀情况讲解海水腐蚀情况海水腐蚀的原因浸入海水中的金属，表面会出现稳定的电极电势。
由于金属有晶界存在，物理性质不均一；实际的金属材料总含有些杂质，化学性质也不均一；加上海水中溶解氧的浓度和海水的温度等，可能分布不均匀，因此金属表面上各部位的电势不同，形成了局部的腐蚀电池或微电池。
其中电势较高的部位为阴极，较低的为阳极。
电势较高的金属，例如铁，腐蚀时阳极进行铁的氧化；电势较低的金属，例如镁，被海水腐蚀时，镁作为阳极而被溶解，阴极处释放出氢。
当电势不同的两种金属在海水中接触时，也形成腐蚀电池，发生接触腐蚀。
例如锌和铁在海水中接触时，因锌的电势较低，腐蚀加快；铁的电势较高，腐蚀变慢，甚至停止。
海洋环境对腐蚀的影响盐度海水含盐量较高，水中的含盐量直接影响水的电导率和含氧量，随着水中含盐量的增加，水的电导率增加但含氧量却降低。
海水中的盐度并不和NaCI的行为相一致，这是因为其中所含的钙离子和镁离子，能够在金属表面析出碳酸钙和氢氧化镁的沉淀，对金属有一定的保护作用。
河口区海水的盐度低，钙和镁的含量较小，金属的腐蚀性增加。
海水中的氯离子能破坏金属表面的氧化膜，并能与金属离子形成络合物，后者在水解时产生氢离子，使海水的酸度增大，使金属的局部腐蚀加强。
电导率海水中不仅含盐量高，而且其中的盐类几乎全部处于电离状态，这使得海水成为一种导电性良好的电解质。
这就决定了海水腐蚀过程中，不仅微观电池腐蚀的活性大，同时宏观电池的活性也大。
研究表明：随着电导率的增大，微观电池腐蚀和宏观电池腐蚀都将加速。
溶解氧海水溶解氧的含量越多，金属在海水中的电极电位越高，金属的腐蚀速度越快。
但对于铝和不锈钢一类金属，当其被氧化时，表面形成一薄层氧化膜，保护金属不再被腐蚀，即保持了钝态。
此外，在没有溶解氧的海水中，铜和铁几乎不受腐蚀。
（常压下氧在海水中的溶解度如下）（表一）/t7盐的质最1,0Z03*0X54.0010t309.008.36047.7210B.02h096.63金41S.IS206.575.835.525.355.17----30工575L274.954,654.SO1T34酸碱度一般来说，海水的HpH升高，有利于抑制海水对钢铁的腐蚀。
海水海洋大气腐蚀特点及防腐
海水海洋大气腐蚀特点及防腐海水和海洋大气对金属的腐蚀是工程中常见的问题。
在以下1200字以上的文章中，我将介绍海水和海洋大气腐蚀的特点和常用的防腐措施。
首先，海水腐蚀的特点有以下几点。
第一，在海洋环境中，氯离子是最主要的腐蚀物质。
氯离子和金属中的阳离子反应生成金属氯化物，导致金属的腐蚀。
第二，海水中的溶解氧也能促进金属的腐蚀，尤其是在存在水分的情况下。
氧气与金属反应形成氧化物，使金属表面产生腐蚀。
第三，海水中的微生物和海藻可以加速金属腐蚀。
微生物和海藻通过产生酸性物质和吸附金属表面来腐蚀金属。
其次，海洋大气腐蚀的特点如下。
第一，海洋大气中含有大量的盐雾，盐雾中的氯离子和金属氧化物反应会导致金属的腐蚀。
第二，海洋大气中的湿度较高，会加速金属的腐蚀。
湿度高时金属表面的水分含量增加，氧气和水分反应形成氢氧化物，使金属表面发生腐蚀。
第三，海洋大气中的硫化物和氮氧化物也会加速金属的腐蚀。
为了保护金属材料免受海水和海洋大气的腐蚀，常用的防腐措施包括以下几种。
第一，使用防腐涂料。
防腐涂料具有良好的抗腐蚀性能，可以形成一层保护膜，隔绝金属与海水或海洋大气的接触，防止金属腐蚀。
第二，使用防蚀合金。
防蚀合金通过增加合金元素的含量来提高材料的抗腐蚀性能，减少金属的腐蚀速率。
第三，采用阴极保护。
阴极保护是通过在金属表面施加电流，使金属表面形成保护性的氧化膜，减缓金属的腐蚀。
此外，还可以采用其他措施来防止海水和海洋大气的腐蚀。
例如，加强金属的维护保养，及时清洗金属表面的污垢和盐结物；使用耐腐蚀材料，如不锈钢和镀锌钢等；提高金属的表面处理质量，如去除金属表面的氧化膜和锈蚀；使用软件控制技术，及时监测和预测金属腐蚀的发展趋势，采取相应的防腐措施。
综上所述，海水和海洋大气对金属的腐蚀是工程中需要重视的问题。
了解海水和海洋大气腐蚀的特点和采取适当的防腐措施是保护金属材料免受腐蚀的关键。
通过使用防腐涂料、防蚀合金、阴极保护等措施，结合加强维护保养和改进技术手段，可以有效地减少金属的腐蚀，延长金属的使用寿命。
第四章 海洋环境中金属的腐蚀与防护PPT课件
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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
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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。
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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
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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。
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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
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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
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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）