化学论文--电化学腐蚀,化学与健康

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金属材料的电化学腐蚀研究及应用

金属材料的电化学腐蚀研究及应用

金属材料的电化学腐蚀研究及应用金属材料在使用和存储中会遭受腐蚀,会导致其性能下降、形状失真甚至无法使用。

因此,腐蚀问题一直是工程界所关注的热点问题之一。

其中,电化学腐蚀是一种常见的腐蚀形式,它是一种在液态、潮湿或含有电解质的环境中,由于金属与环境中的电化学反应所导致的腐蚀方式。

电化学腐蚀的机理针对电化学腐蚀的机理,可以通过研究金属表面与其周围环境之间的电化学过程来进行描述。

电化学腐蚀的基本机理是金属与电解质溶液中发生氧化还原反应,导致金属发生氧化或还原。

金属的电子流会沿着金属表面和溶液之间形成的电荷层流动,这种流动会导致金属离子和电解质之间形成电位差,从而促使金属表面的氧化或还原反应发生,从而引起腐蚀。

同时,环境中的离子会与金属离子发生化学反应,使金属离子形成金属盐。

所以,电化学腐蚀的机理可以概述为:电子流经过金属表面和电解质溶液之间的电荷层,导致金属离子和电解质之间形成电位差,促使电化学反应发生,从而引起腐蚀。

金属材料的电化学腐蚀的危害金属材料的电化学腐蚀是工程中不可避免的问题,如不加以控制,将造成严重的危害。

主要表现在以下几个方面:1. 导致金属零件的机械强度下降,失去原来的承载力,从而影响到机械、结构和运动系统的正常工作;2. 导致重要的工业设备失效,造成生产停顿,从而造成可观的直接经济损失和间接损失;3. 造成环境污染和物质浪费,严重影响节能、环保和可持续发展;4. 对环境造成潜在的安全隐患、影响人民生产生活的安全、健康和幸福。

金属材料的电化学腐蚀研究为了能够更好地预防电化学腐蚀,对电化学腐蚀机理的研究是必要的。

目前,关于电化学腐蚀的研究主要涉及三个方面:1. 材料防腐蚀技术如何防止金属材料发生电化学腐蚀是金属材料研究领域的重要研究方向之一。

现代腐蚀防护方法包括涂层、阴极保护、阳极保护等。

针对不同的材料和现场环境,需要采取不同的防腐技术,以求更好的防腐效果。

2. 腐蚀物质特性研究如何准确、全面地了解电化学腐蚀的特性和原因是防止金属材料发生电化学腐蚀的重要手段之一。

电化学在金属防腐蚀中的应用

电化学在金属防腐蚀中的应用

应用电化学结课论文电化学在金属防腐蚀中的应用化工132班李旭2013012059-摘要:金属与环境组分发生化学反应而引起的表面破坏被称为金属腐蚀.据统计,全世界现存的钢铁及金属设备大约每年腐蚀率为10%,全世界每年因腐蚀损失约高于7000亿美元.世界各发达国家每年因金属腐蚀而造成的经济损失约占其国民生产总值3.5%~4。

2%,超过每年各项大灾(火灾、风灾及地震等)损失的总和。

有人甚至估计每年全世界腐蚀报废和损耗的金属约为1亿吨!而国每年腐蚀掉不能回收利用的钢铁达100多吨,大致相当于宝山钢铁厂一年的产量,腐蚀损失为洪水、火灾、飓风、和地震等自然灾害综合损失的六倍,但人们往往很难意识到这种分散的、日积月累的、不知不觉中发生的腐蚀破坏的严重性.所以研究金属腐蚀和防护具有重要意义。

关键词: 金属腐蚀与防护电化学保护法一、基本原理:(一)金属材料的腐蚀机理1、金属腐蚀的分类按照金属的腐蚀机理的不同,可以将金属腐蚀分为三类:一是化学腐蚀,二是电化学腐蚀,三是物理腐蚀.2、金属电化学腐蚀的机理(1)电化学腐蚀原因金属的电化学腐蚀往往由于表面不同部位存在电位差而引起的,不同部位构成电池的阳极区和阴极区,从而发生开路条件下的电化学反应。

金属表面存在电位差的原因有:①金属表面化学成分不均匀,杂质成分与金属本身的电位不同;②金属组织不均匀,多相金属材料中晶界的电位通常比晶粒负,多相合金中不同相的电位各不相同;③金属的物理状态不均匀,金属在加工过程中各部分所受的应力和形变不同,通常应力和形变大的部位具有较负的电位;⑷金属表面钝化膜或涂层不完整。

由于这些原因,一旦金属与电解质溶液接触或表面潮湿时,就会发生电化学反应。

(2)电化学腐蚀机理是金属与介质之间发生电化学作用而引起的破坏。

反应过程同时有阳极失去电子的阳极反应,阴极获得电子的阴极反应以及电子的流动(电流),其历程服从电化学动力学的基本规律.绝大多数情况下,由于金属表面组织结构不均匀,上述的一对电化学反应分别在金属表面的不同区域进行在。

金属材料的电化学腐蚀行为与防护

金属材料的电化学腐蚀行为与防护

金属材料的电化学腐蚀行为与防护引言:金属材料是广泛应用于工业和日常生活中的重要材料之一。

然而,金属材料在使用过程中往往会受到电化学腐蚀的影响,而腐蚀会导致金属材料性能下降、损坏甚至失效。

因此,了解金属材料的电化学腐蚀行为及其防护对于延长材料寿命、提高使用性能具有重要意义。

一、电化学腐蚀行为1. 腐蚀机理金属腐蚀主要是通过电化学反应进行的。

在电化学腐蚀中,金属表面发生氧化和还原反应,形成电荷传递过程,导致金属离子溶解和产生腐蚀产物。

2. 影响因素电化学腐蚀行为受多种因素影响,包括金属材料的组成、结构、表面状态、溶液环境等。

其中,溶液环境的酸碱度、温度、溶解氧含量等因素对金属腐蚀具有重要影响。

3. 腐蚀类型金属腐蚀可分为多种类型,包括常见的均匀腐蚀、局部腐蚀和应力腐蚀等。

均匀腐蚀是指金属表面均匀溶解,而局部腐蚀则是指局部区域发生腐蚀。

应力腐蚀是指金属在受到应力作用下发生腐蚀。

二、电化学腐蚀防护方法1. 材料选择选择耐腐蚀性能好的金属材料是防护的首要措施。

不同金属的耐腐蚀性能不同,可以通过选择具有更好耐腐蚀性能的金属或合金来减轻腐蚀问题。

2. 表面处理通过表面处理来改变金属表面的状态,形成保护层来防止腐蚀的产生。

常见的表面处理方法包括电镀、喷涂、阳极氧化等。

3. 缓蚀剂缓蚀剂是一种能够与金属表面形成保护膜的物质,可以减缓金属腐蚀速率的发展。

常见的缓蚀剂包括钝化剂、缓蚀剂添加剂等。

4. 阴极保护阴极保护是通过将金属材料变为阴极,从而减少其腐蚀速度。

常见的阴极保护方法有外加电流阴极保护和阳极保护。

5. 涂层保护将金属表面涂覆一层抗腐蚀的涂层,形成保护层来防止金属腐蚀。

常见的涂层材料包括有机涂层、无机涂层等。

三、电化学腐蚀行为与防护应用举例1. 钢铁的电化学腐蚀行为与防护钢铁作为常见的金属材料,其电化学腐蚀问题尤为突出。

可以通过合金化、阴极保护等方式来减缓钢铁腐蚀速率。

2. 铜及其合金的电化学腐蚀行为与防护铜及其合金在湿润环境中易受电化学腐蚀。

电化学腐蚀与防护

电化学腐蚀与防护

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● 介质成分:介质中的盐分、酸、碱、盐等成分可以影响金属的电化学性质,从而影响腐蚀速率。例如, 酸性介质通常会加速钢铁的腐蚀
7 ● 流速:流速的增加会导致金属表面与周围介质的交换速率增加,从而加速电化学腐蚀的进程
为了防止和减缓电化学腐蚀的发生,可以 采取以下几种常见的防护方法
● 涂层保护:在金属表面涂覆一层耐腐蚀 材料,如油漆、树脂、橡胶等,以隔离金 属表面与周围介质的接触,从而防止腐蚀 的发生 ● 缓蚀剂:向介质中添加能够降低腐蚀速 率的物质,如酸碱中和剂、阻垢剂等。这 些物质可以在金属表面形成保护膜,降低 氧化还原反应的速率 ● 阴极保护:通过向金属表面施加电流或 使其成为原电池的阴极,以减缓或防止金 属表面的腐蚀。这种方法通常用于保护埋 地管道、船舶、建筑物等
● 阳极保护:通过将金属表面处理成阳极 状态,使其表面形成一层保护性的氧化膜, 从而防止进一步的腐蚀。这种方法通常用 于保护铝、镁等较活泼的金属材料
● 选用耐腐蚀材料:根据具体应用场合选 择耐腐蚀性能较好的材料,如不锈钢、钛 合金等,以降低腐蚀速率
● 控制环境因素:对于高温、高湿、恶劣 环境下的设备,应采取相应的措施控制环 境因素对腐蚀的影响,如加装空调、除湿 设备等
汇报结束
不妥之处敬请批评指正
产生电流
随着时间的推移, 金属表面的腐蚀逐 渐扩大,最终导致 金属结构的破坏
电化学腐蚀的发生和进展受到多种因素的影响,包括金属材料的性质、表面状态、温度、湿度、介质成
1 分、流速等。以下是一些主要因素
● 金属材料的性质:不同金属材料对电化学腐蚀的敏感性不同。例如,较活泼的金属如铁、铝、镁等容
2 易发生电化学腐蚀,而较不活泼的金属如金、银、铂等则不易受腐蚀
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电化学腐蚀论文

电化学腐蚀论文

金属的电化学腐蚀与防护简谈摘要:本文从电化学腐蚀的基本概念和原理出发,概括介绍了电化学腐蚀的分类和防腐蚀措施,即电化学保护、研制开发新的耐腐蚀材料、缓蚀剂法、金属表面处理以及金属表面覆盖层等,同时也列举了在实际成产中的相关应用。

关键词:电化学腐蚀原理去极化剂腐蚀分类电化学防腐蚀据估计,全世界每年因腐蚀而报废的金属材料和设备的量约为金属年产量的四分之一到三分之一。

1[1] 印永嘉,奚正楷,李大珍.物理化学简明教程(3版)[M].北京:高等教育出版社,1992:374由此可见,研究金属的腐蚀与防护是一项富有意义而又艰巨的工作。

一、电化学腐蚀原理腐蚀是指金属与周围介质发生化学或电化学反应而引起的一种破坏性侵蚀。

2电化学金属的腐蚀一般可分为化学腐蚀、物理腐蚀和电化学腐蚀三种。

化学腐蚀是金属表面与介质如气体或非电解质液体等直接发生化学作用而引起的破坏,其特点是金属直接将电子传递给氧化剂,没有电流产生;物理腐蚀是机械的相互作用造成,如摩擦、交变应力等方面。

电化学腐蚀则是金属表面在介质如潮湿空气或电解质溶液等中因形成微电池而发生电化学作用引起的腐蚀。

电化学腐蚀的特点在于它的腐蚀历程可以分为两个相对独立并且同时进行的过程,形成一个混合电位体系。

3应用电化学基础P363.62电化学腐蚀现象最为普遍,造成的危害也最为严重。

本文的讨论主要就是针对这种腐蚀而言。

在金属腐蚀学中,习惯地把介质中接受金属材料中的电子而被还原的物质叫做去极化剂。

在水溶液中的腐蚀,最常见的去极化剂是溶于水中的氧(O2)。

例如在常温下的中性溶液中,钢铁的腐蚀一般是以氧为去极化剂进行的:如果氧供应充分的话,Fe(OH)2还会逐步被氧化成含水的四氧化三铁Fe3O4·mH2O和含水的三氧化二铁Fe2O3·nH2O。

钢铁在大气中生锈,就是一个以O2为去极化剂的电化学腐蚀过程,直接与金属表面接触的离子导体介质是凝聚在金属表面上的水膜,而最后形成的铁锈是成分很复杂的铁的含水氧化物,有时还有一些含水的铁盐。

化学实验中的电化学腐蚀

化学实验中的电化学腐蚀

化学实验中的电化学腐蚀化学实验中的电化学腐蚀是指金属在电解液中发生氧化还原反应而导致金属表面损坏的过程。

电化学腐蚀是一个复杂的过程,涉及到物质的传输与转化、电极反应以及化学平衡等多个方面。

本文将从电化学腐蚀的定义、机理以及预防等方面加以阐述。

1. 电化学腐蚀的定义与机理电化学腐蚀是指金属在特定环境中与电解液发生化学反应,导致金属表面损坏的过程。

主要包括阳极和阴极两个区域,其中阳极区是金属发生氧化反应的地方,阴极区则是金属重新得到电子的地方。

腐蚀反应可以分为两个半反应:氧化半反应和还原半反应。

在阳极区,金属发生氧化反应,失去电子成为离子;在阴极区,离子获得电子还原为金属。

这两个半反应必须同时进行,维持电荷平衡。

导致电化学腐蚀的主要原因是金属与电解液中的离子产生反应,形成氧化物或氢氧化物等产物,使金属表面发生溶解,产生腐蚀现象。

此外,温度、电位、流体速度等因素也会对电化学腐蚀的过程产生影响。

2. 电化学腐蚀的实验方法与技术为了研究电化学腐蚀的过程,科学家们开发了一系列的实验方法和技术。

2.1 极化曲线法极化曲线法是一种通过改变电位观察腐蚀过程的方法。

该方法利用电位扫描仪测量不同电位下的电流变化,从而得到电极电流与电极电位的关系曲线,进而分析腐蚀过程中的各种参数。

2.2 交流阻抗法交流阻抗法是一种通过施加交流电进行测试的方法。

利用交流阻抗仪测量电极的阻抗值,从而得到电化学腐蚀的相关信息,如腐蚀速率、电极界面性质等。

2.3 循环伏安法循环伏安法是一种通过改变电极电位来研究腐蚀反应的方法。

通过改变电位的范围和速率,观察电极电流的变化情况,可以得到电极表面的反应动力学参数。

以上是一些常见的电化学腐蚀实验方法和技术,科学家们利用这些方法和技术可以深入研究电化学腐蚀的机理和特性。

3. 电化学腐蚀的预防措施针对电化学腐蚀的特点和机理,制定相应的预防措施是必要的。

以下介绍几个常用的预防措施。

3.1 阳极保护阳极保护是一种通过在金属表面施加电流,使其成为电化学反应中的阴极而达到保护的方法。

《金属的腐蚀与防护》电化学防腐实例

《金属的腐蚀与防护》电化学防腐实例

《金属的腐蚀与防护》电化学防腐实例在我们的日常生活和工业生产中,金属材料无处不在,从建筑结构到交通工具,从家用电器到精密仪器。

然而,金属的腐蚀问题却一直困扰着我们,它不仅会导致金属材料的性能下降、使用寿命缩短,还可能引发安全隐患和经济损失。

为了有效地解决金属腐蚀问题,人们采取了各种各样的防护措施,其中电化学防腐技术因其高效、可靠而得到了广泛的应用。

让我们先来了解一下金属腐蚀的本质。

金属腐蚀实际上是金属原子失去电子变成阳离子的过程,这个过程可以分为化学腐蚀和电化学腐蚀。

化学腐蚀是金属与周围的化学物质直接发生化学反应而引起的腐蚀,例如金属在高温下与氧气的反应。

而电化学腐蚀则是由于金属表面形成了原电池,导致电子的转移而引起的腐蚀,这种腐蚀在日常生活中更为常见。

电化学防腐的原理就是通过改变金属的电化学性质,来阻止或者减缓腐蚀的发生。

下面我们将介绍几种常见的电化学防腐实例。

一、牺牲阳极的阴极保护法牺牲阳极的阴极保护法是一种应用广泛的电化学防腐方法。

在这种方法中,通常会将一种比被保护金属更活泼的金属(称为牺牲阳极)与被保护金属连接在一起,形成一个原电池。

在这个原电池中,牺牲阳极作为负极,失去电子发生氧化反应,被逐渐腐蚀;而被保护金属作为正极,得到电子发生还原反应,从而得到保护。

例如,在船舶的外壳上,通常会镶嵌锌块。

锌比铁更活泼,在海水中会优先失去电子被腐蚀,从而保护了船壳上的钢铁。

同样,在地下管道的保护中,也经常使用镁作为牺牲阳极来保护钢铁管道。

这种方法的优点是简单易行、成本较低,而且不需要外部电源。

但是,牺牲阳极的使用寿命有限,需要定期更换。

二、外加电流的阴极保护法与牺牲阳极的阴极保护法不同,外加电流的阴极保护法是通过外部电源向被保护金属施加电流,使其成为阴极,从而达到防腐的目的。

在这种方法中,需要将被保护金属与电源的负极相连,将辅助阳极(通常是惰性电极,如铂、石墨等)与电源的正极相连,然后将它们一起放置在电解质溶液中。

金属的电化学腐蚀与防护论文

金属的电化学腐蚀与防护论文

金属的电化学腐蚀与防护姓名:学号:摘要:腐蚀现象都是由于金属与一种电解质(水溶液或熔盐)接触,因此有可能在金属/电解质界面发生阳极溶解过程(氧化)。

这时如果界面上有相应的阴极还原过程配合,则电解质起离子导体的作用,金属本身则为电子导体,因此就构成了一种自发电池,使金属的阳极溶解持续进行,产生腐蚀现象。

关键词:电化学腐蚀原理局部腐蚀防护与应用Summary: Decay phenomena to all contact a kind of electrolyte(aqueous solution or Rong salt) because of metal, therefore probably take place in metal/electrolyte interface anode deliquescence process.(oxidize)At this time if there is homologous cathode on the interface restoring a process match, the electrolyte then contains the function of ion conductor, metal then is electronics conductor, therefore constituted a kind of self-moving battery, make the metal anode deliquescence keeps on carrying on, the creation decays a phenomenon. Keyword:Give or get an electric shock chemistry corrosion principle the crystal decay the even corrosion decays protection and application to plate 1 F in response to the dint anode protection引言:。

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教材p112 第6题引入对金属腐蚀与防护的认识摘要:化学现象在我们的生活中处处可见,与我们生活密切相关,只是我们对它司空见惯而不太留意。

本文由书中一道习题引发的思考谈起,从金属腐蚀原理、金属腐蚀的防护和生活中的常见的具体实例来简述我对金属腐蚀与防护的认识,并介绍一些常用的金属防腐方法。

关键词:化学;生活;金属腐蚀与防护;电化学保护法引言金属材料的腐蚀,是指金属材料和周围介质接触时发生化学或电化学作用而引起的一种破坏现象。

从热力学的观点来看,除了少数贵金属(如金、铂等)外,各种金属都有转变成离子的趋势。

因此,金属元素比它们的化合物具有更高的自由能,必然有自发地转回到热力学上更稳定的自然形态——氧化物的趋势,所以说金属腐蚀是自发的普遍存在的一种现象,是不可避免的,但是我们可以研究通过一定的手段来减慢金属的腐蚀速度,把损失降到最低。

教材p112 第6题:“铜制水龙头与铁制水管接头处,哪个部位容易遭受腐蚀?这种腐蚀与钉入木头的铁钉的腐蚀在机理上有什么不同?”我们仔细想一下,金属的腐蚀无处不在。

题中只是生活中腐蚀比较少的情况,据统计,全世界现存的钢铁及金属设备大约每年腐蚀率为10%,全世界每年因腐蚀损失约高于7000亿美元。

世界各发达国家每年因金属腐蚀而造成的经济损失约占其国民生产总值3.5%~4.2%,所以研究金属腐蚀和防护具有重要意义。

教材p112 第6题:“铜制水龙头与铁制水管接头处,哪个部位容易遭受腐蚀?这种腐蚀与钉入木头的铁钉的腐蚀在机理上有什么不同?”通过学习我们都知道这其中的原因:铜与铁在水中能形成腐蚀原电池,铁作为阳极被腐蚀,铜为阴极促进了铁的腐蚀,发生析氢腐蚀或吸氧腐蚀,使铁制水管与铜接触的部位首先被腐蚀;析氢腐蚀:阳极(Fe):Fe = Fe2+ + 2e-Fe2+ + 2H2O = Fe(OH)2 + 2H2+阴极(杂质):2H+ + 2e- = H2电池反应:Fe + 2H2O = Fe(OH)2 + H2吸氧腐蚀:阳极(Fe):Fe = Fe2+ + 2e-阴极(杂质):O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-电池反应:2Fe + 2H2O + O2 = 2Fe(OH)2Fe(0H)2将进一步被O2所氧化,生成Fe(OH)3并部分脱水为疏松的铁锈,即我们所看到的。

4Fe(OH)2+ O2+ 2H20 = 4Fe(OH)3 Fe2O3· xH2O(铁锈)而钉入木材的铁钉的腐蚀是由于铁钉与含量不同的氧气接触,各部分的电极电势不一样,电势高的部位便与电势低的部位形成原电池,这叫差异充气腐蚀。

一、金属腐蚀的基本原理:1、金属腐蚀的分类按照金属的腐蚀机理的不同,可以将金属腐蚀分为三类:一是化学腐蚀,二是电化学腐蚀,三是物理腐蚀。

2、金属腐蚀的机理(1)化学腐蚀:是指金属与介质之间直接发生纯化学作用而引起的破坏。

其腐蚀过程是一种纯氧化和还原的纯化学反应,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,电子的传递是在它们之间直接进行的,因而反应进行过程中没有电流产生,其过程符合化学动力学规律。

(2)电化学腐蚀:是金属与介质之间发生电化学作用而引起的破坏。

反应过程同时有阳极失去电子的阳极反应,阴极获得电子的阴极反应以及电子的流动(电流),其历程服从电化学动力学的基本规律。

电化学腐蚀是最常见的腐蚀,如所举习题中的铁钉与铁制管道的腐蚀都是电化学腐蚀,金属腐蚀中的绝大部分均属于电化学腐蚀。

如在自然条件下(如海水、土壤、地下水、潮湿大气、酸雨等)对金属的腐蚀通常是电化学腐蚀。

电化学腐蚀机理与纯化学腐蚀机理的基本区别是:电化学腐蚀时,介质与金属的相互作用被分为两个独立的共轭反应。

阳极过程是金属原子直接转移到溶液中,形成水合金属离子或溶剂化金属离子;另一个共轭的阴极过程是留在金属内的过量电子被溶液中的电子接受体或去极化剂接受而发生还原反应。

电化学腐蚀又根据其电解质溶液酸碱度的不同分为析氢腐蚀、吸氧腐蚀和差异充气腐蚀,即在题目中所分析的。

析氢腐蚀:阳极(Fe):Fe = Fe2+ + 2e-Fe2+ + 2H2O = Fe(OH)2 + 2H2+阴极(杂质):2H+ + 2e- = H2电池反应:Fe + 2H2O = Fe(OH)2 + H2吸氧腐蚀:阳极(Fe):Fe = Fe2+ + 2e-阴极(杂质):O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-电池反应:2Fe + 2H2O + O2 = 2Fe(OH)2(3)物理腐蚀:金属由于单纯的物理溶解作用所引起的破坏。

许多金属在高温熔盐、熔碱及液态金属中可发生这类腐蚀。

例如用来盛放熔融锌的钢容器,由于铁被液态锌所溶解,钢容器逐渐被腐蚀而变薄。

化学来源于生活,化学的发展也正是不断地为人类生活服务。

随着工业的不断不发展、钢铁材料的广泛应用,金属的腐蚀带给人们困惑,同时也促进了化学家对金属防腐蚀的研究。

早在1790年,凯依尔(Keir)就描述了铁在硝酸中的钝化现象;1824年戴维提出阴极保护原理,将锌阳极用于保护英国军舰,以防止舰身外壳铜包皮在海水中的腐蚀;1830~1840年间,法拉第(Faraday)首先确定了金属的阳极溶解量和通过电量之间的定量关系,即法拉第定律,法拉第还提出了在铁上形成钝化膜的历程及金属溶解过程的电化学本质的假;几乎在同一时期,1830年,德·拉·李夫(.Rive)在研究锌在硫酸中的溶解时,第一次提出了腐蚀的电化学特征的观点——微电池理论;1881年,卡扬捷夫研究了金属在酸中溶解的动力学,指出了金属溶解的电化学本质。

下面我就简单介绍一下生活与工业中常用的金属防腐蚀的方法。

二、金属防腐蚀的基本方法:金属防腐蚀的方法很多,主要有改善金属的本质,把被保护金属与腐蚀介质隔开,或对金属进行表面处理,改善腐蚀环境以及电化学保护等。

(1)改善金属的本质(合金化法):根据不同的用途选择不同的材料组成耐蚀合金,或在金属中添加合金元素,提高其耐蚀性,可以防止或减缓金属的腐蚀。

例如,在钢中加入镍制成不锈钢可以增强防腐蚀能力。

(2)形成保护层(保护膜法):在金属表面覆盖各种保护层,把被保护金属与腐蚀性介质隔开,是防止金属腐蚀的有效方法。

工业上普遍使用的保护层有非金属保护层和金属保护层两大类。

它们是用化学方法,物理方法和电化学方法实现的。

①金属的磷化处理(物理方法):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。

②金属的氧化处理(化学方法):将钢铁制品加到NaOH和NaNO2的混合溶液中,加热处理,其表面即可形成一层厚度约为0.5 μm~1.5 μm的蓝色氧化膜(主要成分为Fe3O4),以达到钢铁防腐蚀的目的,此过程称为发蓝处理,简称发蓝。

例如一些比较锋利的刀片就经过发蓝处理。

题中就可以将铁制水管进行发蓝处理来减慢腐蚀速度。

③非金属涂层:用非金属物质如油漆、塑料、搪瓷、矿物性油脂等涂覆在金属表面上形成保护层,称为非金属涂层,也可达到防腐蚀的目的。

例如,船身、车厢、水桶等常涂油漆,汽车外壳常喷漆,枪炮、机器常涂矿物性油脂等。

题目中也可以在铁制水管接头处涂上一层油漆,通过隔离水和空气来减缓腐蚀速率。

④金属保护层(电镀法):它是以一种金属镀在被保护的另一种金属制品表面上所形成的保护镀层,这种方法要求镀层金属不易腐蚀。

(3)改善腐蚀环境:改善环境对减少和防止腐蚀有重要意义。

例如,减少腐蚀介质的浓度,除去介质中的氧,控制环境温度、湿度等都可以减少和防止金属腐蚀。

也可以采用在腐蚀介质中添加能降低腐蚀速率的物质(称缓蚀剂)来减少和防止金属腐蚀。

(4)电化学保护法:金属会因为电化学而腐蚀,我们也可以反其道而行之,通过电化学原理,是被保护的金属充当腐蚀电池中的阴极,从而防止或减轻金属腐蚀的方法。

①牺牲阳极保护法:牺牲阳极保护法是用电极电势比被保护金属更低的金属或合金做阳极,固定在被保护金属上,形成腐蚀电池,被保护金属作为阴极而得到保护。

牺牲阳极一般常用的材料有铝、锌及其合金。

此法常用于保护海轮外壳,海水中的各种金属设备、构件和防止巨型设备(如贮油罐)以及石油管路的腐蚀。

②外加电流法:将被保护金属与另一附加电极作为电解池的两个极,使被保护的金属作为阴极,在外加直流电的作用下使阴极得到保护。

此法主要用于防止土壤、海水及河水中金属设备的腐蚀。

金属的腐蚀虽然对生产带来很大危害,但凡事有弊就有利,我们也可以利用腐蚀的原理为生产服务,发展为腐蚀加工技术。

例如,在电子工业上,广泛采用印刷电路。

其制作方法及原理是用照相复印的方法将线路印在铜箔上,然后将图形以外不受感光胶保护的铜用三氯化铁溶液腐蚀,就可以得到线条清晰的印刷电路板。

三氯化铁腐蚀铜的反应如下:2FeCl3+Cu==2FeCl2+CuCl2综上,生活中金属的腐蚀无处不在并且也不可避免,除非我们从腐蚀的根本原因出发,改变金属的内部结构,使金属性质改变,增强其本身的抗腐蚀能力;或者改进材料,生产制造既无腐蚀性又具有较低成本且有金属的各种优良特性的材料,来代替钢铁的地位。

但这些都是暂难以实现的,所以我们现在可以做的是选取适当的方法,将金属腐蚀速率降到最慢、损失降到最低,而这一切都离不开对化学的研究。

参考文献:[1]冯玉杰等编《电化学技术在环境工程中的应用》北京:化学工业出版社 , 2002[2]杨绮琴,方北龙,童叶翔编《应用电化学》广州:中山大学出版社,2001[3]王凤平,康万利等编《腐蚀电化学原理、方法及应用》化学工业出版社,2008[4]夏海涛,南京大学出版社,《金属腐蚀与防护》,2008[5]陈尔跃,梁敏,赵云鹏编,《金属表面的电化学处理》,化学工业出版社,2000。

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