第七章 金属的保护方法
7-第七章 金属材料焊接性分析方法(焊工工艺-第3版)
图7-3 采用焊条电弧焊时，试验焊缝位置
第二节 金属焊接性评定与试验
图7-4 采用焊条自动送进装置焊接试验焊缝位置
第一节 金属的焊接性
第二节 金属焊接性评定与试验
二、常用的焊接性试验方法 由前述可知，焊接性试验方法种类很多，因抗裂性能是衡量金
属焊接性的主要标志，所以在生产中还是常用焊接裂纹试验来表征 材料的焊接性。以下主要介绍几种常用的焊接性试验方法。 1.间接试验法
碳当量鉴定法是判断焊接性的最简便的间接法，常用作焊接冷 裂纹的间接评定。所谓碳当量法，就是将包括碳在内的其他合金元 素对硬化(脆化和冷裂等)的影响折合成碳的影响。
第一节 金属的焊接性
(3)结构因素 焊接接头和结构设计会影响应力状态，从而对焊 接性也发生影响。
这里主要从结构的刚度、应力集中和多向应力等方面来考虑。 使焊接接头处于刚度较小的状态，能够自由收缩，有利于防止焊接 裂纹。缺口、截面突变、焊缝余高过大、交叉焊缝等容易引起应力 集中，要尽量避免。不必要地增大母材厚度或焊缝体积，会产生多 向应力，也应注意防止。
第七章 金属材料 焊接性分析方法
第一节 金属的焊接性
一、金属焊接性的概念 1.定义：金属焊接性是指材料在限定的施工条件下焊接成按规定设 计要求的构件，并满足预定服役要求的能力，即金属材料对焊接加 工时适应性。 2.特点：焊接性受材料、焊接方法、构件类型及使用要求四个因素 的影响。根据上述定义，优质的焊接接头应具备两个特点：即接头 中不允许存在超过质量标准规定的缺陷；同时具有预期的使用性能。 根据讨论问题的着眼点不同，焊接性又分为工艺焊接性和使用焊接 性。
2024届高考一轮复习化学学案(人教版)第七章化学反应与能量第40讲原电池化学电源
第40讲原电池化学电源[复习目标] 1.理解原电池的工作原理。
2.了解常见化学电源的种类及其工作原理。
3.能够书写常见化学电源的电极反应式和总反应方程式。
考点一原电池工作原理及应用1．概念原电池是把________能转化为____能的装置。
2．构成条件反应能发生____________的氧化还原反应(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应)电极一般是活泼性不同的两电极(金属或石墨)闭合回路①电解质溶液②两电极直接或间接接触③两电极插入电解质溶液中3.构建原电池模型(以锌铜原电池为例)盐桥的组成和作用①盐桥中装有含KCl饱和溶液的琼胶，离子可在其中自由移动。
②盐桥的作用：a.连接内电路，____________；，使原电池不断产生电流。
③盐桥中离子移向：阴离子移向________，阳离子移向________。
4．原电池原理的应用(1)设计原电池首先将氧化还原反应分成两个半反应，其次根据原电池的反应特点，结合两个半反应找出正、负极材料和电解质溶液。
应用举例根据反应2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2设计原电池，在方框中画出装置图，指出电极材料和电解质溶液，写出电极反应式：①不含盐桥②含盐桥负极：________________正极：________________(2)比较金属的活动性强弱：原电池中，负极一般是活动性________的金属，正极一般是活动性________的金属(或能导电的非金属)。
(3)加快化学反应速率：氧化还原反应形成原电池时，反应速率加快。
(4)用于金属的防护：将需要保护的金属制品作原电池的________而受到保护。
1．盐桥是所有原电池构成的必要条件()2．原电池内部电解质中的阴离子一定移向负极，阳离子一定移向正极()3．构成原电池两极的电极材料一定是活泼性不同的金属()4．原电池中负极失去电子的总数一定等于正极得到电子的总数()5．使用盐桥可以提高电池的效率()一、原电池的设计及工作原理1．(2022·杭州模拟)实验a：将铜片、锌片和稀硫酸组成单液原电池，铜片、锌片表面均产生气泡。
《金属的化学性质》公开课教案
《金属的化学性质》公开课教案第一章：金属的性质1.1 金属的定义与特点介绍金属的定义，金属的物理性质与化学性质。
通过实物展示和实验，让学生观察和体验金属的特点，如导电性、导热性、延展性等。
1.2 金属的电子排布解释金属的电子排布规律，以钠、铜为例，说明金属原子失去电子形成阳离子的过程。
进行实验，观察金属与非金属接触时发生的电化学反应，如金属腐蚀、形成原电池等。
第二章：金属的制备与冶炼2.1 金属的天然存在与提取介绍金属的天然存在形式，如金属矿物，以及金属的提取方法，如湿法冶金、火法冶金等。
进行实验，学生动手操作提取金属的实验，如从金属盐溶液中置换金属。
2.2 金属的制备与冶炼方法介绍不同金属的制备与冶炼方法，如电解法、热还原法、热分解法等。
通过实验，学生了解冶炼过程中的化学反应，如铁的冶炼过程中的一氧化碳还原铁氧化物。
第三章：金属的腐蚀与防护3.1 金属的腐蚀原因解释金属腐蚀的原因，如电化学腐蚀、化学腐蚀等。
通过实验，学生观察金属腐蚀的现象，如铁的锈蚀。
3.2 金属的防护方法介绍金属的防护方法，如涂层保护、阴极保护、合金强化等。
学生进行实验，探究不同防护方法对金属腐蚀的影响，如涂层涂覆后的金属片的耐腐蚀性。
第四章：金属的反应4.1 金属与非金属的反应介绍金属与非金属发生的化学反应，如金属与卤素的反应，金属与氧化剂的反应等。
学生进行实验，观察金属与非金属反应的现象，如锌与稀硫酸的反应。
4.2 金属与金属的反应解释金属与金属发生的化学反应，如金属之间的置换反应，金属与合金的反应等。
学生进行实验，探究金属与金属反应的结果，如铜与银离子的置换反应。
第五章：金属的应用5.1 金属在工业中的应用介绍金属在工业中的应用领域，如钢铁工业、电子工业、汽车工业等。
通过实物展示和图片资料，让学生了解金属在不同工业中的应用实例。
5.2 金属材料的可持续发展讨论金属材料的可持续发展问题，如金属资源的保护与回收利用。
学生进行小组讨论，提出金属材料可持续发展的方法和策略。
化学下册《金属资源的利用和保护》教案
化学下册《金属资源的利用和保护》教案第一章：金属的性质和用途1.1 学习金属的基本性质，如导电性、导热性、延展性等。
1.2 探究金属的用途，如铁用于建筑、铝用于航空等。
1.3 了解金属的回收和再利用的重要性。
第二章：金属的冶炼和提取2.1 学习金属的冶炼原理，如电解法、热还原法、置换法等。
2.2 探究金属提取过程中的环保问题，如废气、废水的处理。
2.3 了解我国金属冶炼产业的现状和发展趋势。
第三章：金属的腐蚀与防护3.1 学习金属腐蚀的原因，如化学腐蚀、电化学腐蚀等。
3.2 探究金属防护的方法，如涂层保护、阴极保护等。
3.3 了解金属腐蚀对环境和资源的影响。
第四章：金属资源的开发和利用4.1 学习金属资源的分类，如金属矿床、金属废料等。
4.2 探究金属资源的开采和加工技术，如露天开采、提炼加工等。
4.3 了解金属资源利用的可持续性发展。
第五章：金属资源的保护与回收5.1 学习金属资源保护的重要性，如防止过度开采、保护生态环境等。
5.2 探究金属回收的方法和设备，如废金属回收、金属提炼设备等。
5.3 了解我国金属资源保护的政策和措施。
第六章：金属的物理性质与应用6.1 学习金属的密度、熔点、沸点等物理性质。
6.2 探究金属在建筑、电子、交通等领域的应用。
6.3 了解金属物理性质对应用领域的影响。
第七章：金属的化学性质与反应7.1 学习金属的化学活性，如金属与酸、金属与氧化剂的反应。
7.2 探究金属的化学反应原理，如氧化还原反应、置换反应等。
7.3 了解金属化学性质在实际应用中的意义。
第八章：金属的力学性能与加工8.1 学习金属的强度、韧性、硬度等力学性能。
8.2 探究金属加工的方法，如铸造、锻造、焊接等。
8.3 了解金属力学性能与加工工艺的关系。
第九章：金属的环保问题与解决方案9.1 学习金属生产过程中产生的环境污染问题，如废气、废水、废渣等。
9.2 探究金属环保问题的解决方案，如改进工艺、设备升级等。
金属的保护方法高中
金属的保护方法高中
金属的防护
（1）阴极保护也就是在介质中插入对电极（阳极），将被保护的金属作为阴极，通过外电路提供电源的方式，通过电源给被保护的金属提供电子，对金属进行保护。
这里的关键之处在于：如何使用阳极材料。
因为阳极材料在电化学反应中工作电位高，常规材料难以承受。
（2）牺牲阳极技术在这种技术中，直接将更活泼的金属插入到跟金属工作的同一腐蚀介质中，然后用导线将两种金属相连，这样可以实现电子从更活泼的金属一侧转移到被保护的金属一侧。
导致更活泼的金属的腐蚀加剧，而削减了另一个金属的腐蚀。
（3）阳极保护技术阳极保护法的基本原理也可以从电位-pH图中加以介绍。
在电位-pH中，我们知道只要将电极电位和pH值调整到图中的右上角区域，那么金属铁的稳定的腐蚀产物（三氧化二铁）就可以牢牢粘附在电极的表面，进而实现对金属的保护作用。
金属材料与热处理教案
金属材料与热处理教案第一章：金属材料的概述教学目标：1. 了解金属材料的定义和分类。
2. 掌握金属材料的性质和用途。
教学内容：1. 金属材料的定义：金属材料是指由金属元素或金属合金组成的材料。
2. 金属材料的分类：金属材料主要包括纯金属和合金两大类。
3. 金属材料的性质：金属材料具有优良的导电性、导热性和韧性等。
4. 金属材料的用途：金属材料广泛应用于建筑、机械、电子等领域。
教学活动：1. 引入金属材料的概念，引导学生思考金属材料的日常应用。
2. 介绍金属材料的分类，让学生了解不同类型的金属材料。
3. 通过实例讲解金属材料的性质，如导电性、导热性和韧性等。
4. 探讨金属材料的用途，让学生了解金属材料在各个领域的重要性。
第二章：金属的结晶与晶体结构教学目标：1. 了解金属的结晶过程和晶体结构。
2. 掌握金属的晶体类型和性质。
教学内容：1. 金属的结晶过程：金属从液态转变为固态的过程称为结晶。
2. 金属的晶体结构：金属晶体主要由金属原子通过金属键相互连接而成。
3. 金属的晶体类型：金属晶体主要分为面心立方晶格和体心立方晶格两种类型。
4. 金属的晶体性质：不同晶体结构的金属具有不同的性质，如硬度和延展性等。
教学活动：1. 引入金属的结晶过程，引导学生了解结晶的基本概念。
2. 介绍金属的晶体结构，让学生掌握金属原子的排列方式。
3. 通过示意图讲解金属的晶体类型，如面心立方晶格和体心立方晶格。
4. 探讨金属的晶体性质，让学生了解不同晶体结构对金属性质的影响。
第三章：金属的塑性变形与再结晶教学目标：1. 了解金属的塑性变形和再结晶过程。
2. 掌握金属的塑性变形方式和再结晶的条件。
教学内容：1. 金属的塑性变形：金属在外力作用下发生形状改变而不断裂的过程。
2. 金属的塑性变形方式：主要包括拉伸、压缩、弯曲和扭转等。
3. 再结晶：金属在加热和冷却过程中，晶体结构发生改变的现象。
4. 再结晶的条件：再结晶发生的温度、应变量和时间等因素。
材料腐蚀与防护-高温热腐蚀(7)
主要涉及的方面： (1)在化学工业中存在的高温过程. 如:生产氨水和石油化工等领域产生的氧化。 (2)在金属生产和加工过程中. 如:在热处理中碳氮共渗和盐浴处理易于产生增 碳、氮化损伤和熔融盐腐蚀。 (3)含有燃烧的各个过程. 如:柴油发动机、燃气轮机、焚烧炉等所产生的 复杂气氛高温氧化高温高压水蒸气氧化及熔融碱盐腐蚀。 (4)核反应堆运行过程中． (5)在航空航天领域。 如：宇宙飞船返回大气层过程中的高温氧化和高 温硫化腐蚀，以及航空发动机叶片受到的高温氧化和高温硫 化腐蚀。
例如：铜、镍等
3.立方规律 特点：低温氧化，薄的氧化膜 。
表示方式：
有人认为这可能与通过氧化物空间电荷区的金属离子的 输送过程有关。
例如： Cu（100-300℃）、镍（400 ℃ ）等
4.对数与反对数规律 特点：许多金属在温度低于300-400℃氧化时，其 反应一开始很快．但随后就降到其氧化速度可以 忽略的程度。在氧化膜相当薄时才适用。 表示方式：
• 氧化速度参数的表征：
1）金属的消耗量 2）氧的消耗量 3）生成的氧化物量
重量法和容量法测定氧化动力学的典型试验装置
5.2
恒温氧化动力学规律
测定氧化过程的恒温氧化动力学曲线
影响氧化动力学规律的因素： *氧化温度；
*氧化时间；
*氧的压力；
*金属表面状况以及预处理条件(它决定了合
金的组织)。
• 同一金属在不同条件下，或同一条件下不同金属的氧化规 律往往是不同的。 • 金属氧化的动力学曲线大体上可分为： 直线、抛物线、立方、对数及反对数规律五类，如图所示：
3.2 氧化膜的生长方式：
在氧化膜的生长过程中，反应物质传输的形式有三种： a）.金属离子单向向外扩散，在氧化膜-气体界面上 进行反应，如铜的氧化过程； b）氧单向向内扩散，在金属-氧化膜界面上进行反应， 如钛的氧化过程；
热力设备腐蚀与防护
上一页 下一页 返回
第一节锅内腐蚀基础知识
• 联氨具有挥发性、易燃、有毒。市售联氨溶液的浓度为80%。这种联 氨浓溶液应密封保存在露天仓库中，其附近不允许有明火。搬运或配 制联氨溶液的工作入员应佩戴眼镜、口罩、胶皮手套等防护用品。
下一页 返回
第二节锅内结垢和锅内水处理
• 不同类的水垢生成的部位不同:钙、镁碳酸盐水垢容易在锅炉省煤器 、加热器、给水管道等处生成;硅酸盐水垢主要沉积在热负荷较高或 水循环不良的管壁上;氧化铁垢最容易在高参数和大容量的锅炉内发 生，这种铁垢生成部位绝大部分是发生在水冷壁上升管的向火侧、水 冷壁上升管的焊口区以及冷灰斗附近;磷酸盐铁垢，通常发生在分段 蒸发锅炉的盐段水冷壁管上;铜垢主要生成部位是热负荷很高的炉管 处。
• 二、给水系统的腐蚀因素
• 给水系统是指凝结水的输送管道、加热器、疏水的输送管道和加热设 备等。这些设备受到腐蚀不仅会使设备受到损坏，更严重的是会使给 水受到污染。
上一页 下一页 返回
第一节锅内腐蚀基础知识
• 给水虽然是电厂中较纯净的水，但其中还常含有一定量的氧气和二氧 化碳。这两种气体是引起给水系统金属腐蚀的主要因素。
有关。若将水温升高或使水面上氧气或二氧化碳的压力降低，则氧气 或二氧化碳在水中的溶解度就会减小而逸掉。当给水进入除氧器时， 水被加热而沸腾，水中溶解的氧气和二氧化碳就会从水中逸出，并随 水蒸气一起排掉。为了保证能比较好地把给水中的氧除去，除氧器在 运行时，应做到以下几点: • 1)水应加热到与设备内的压力相当的沸点，因此，需要仔细调节水蒸 气供给量和水量，以保持除氧水经常处于沸腾状态。在运行中，必须 经常监督除氧器的压力、温度、补给水量、水位和排气门的开度等。 • 2)补给水应均匀分配给每个除氧器，在改变补给水流量时，应不使其 波动太大。
第七章金属磨损和接触疲劳
2.磨损量的估算
Archard 提出的粘着磨损量估算方法如下： 在摩擦副接触处为三向压缩应力状态，故接触压缩屈服强度近似为
单向压缩屈服强度σSC的三倍。若接触处因压应力很高超过σSC 产生塑性变形，随后因加工硬化而使变形终止。此时，外加载荷 事实上作用在接触点真实面积上。设真实接触面积为A，接触压 缩屈服强度为3 σSC ，作用于表面上的法向力为F，则
(b) 磨粒性能
* 磨粒硬度
磨损体积与硬度比Ha /H（磨粒硬度Ha与材料硬度 H之比） 的关系。
4.改善磨粒磨损耐磨性的措施
a) 对于以切削作用力主要机理的磨粒磨损，应增 加材 料的硬度；对以塑性变形为主的磨粒磨损， 应提高 材料的韧性。
b) 根据机件服役条件(高应力冲击、无冲击下的 低应 力)，合理地选择耐磨材料(高锰钢、中碳 调质钢)。
F=A (3 σSC) 假定磨屑呈半球形，直径为d。任一瞬时有n个粘着点，所有粘着点
尺寸相同，直径也为d，则
d 2
A n( ) 4
可推出：
n
4F 3 SCd
2
再假定每一粘着点滑过距离也为d，则单位滑动距离形成的粘着点
数N为
N
n d
4F 3 SC d 3
磨屑形成有个几率问题，设此几率为K，则单位滑动距离内的磨损
以得到 F= (3 σSC) πr2
设θ为凸出部分的圆锥面与软材料表面间的夹角，当摩擦副相对滑 动了l长的距离时，凸出部分或磨粒切削下来的软材料体积，即磨损 量V为 V=0.5*2r*r*tan θl=r2ltanθ
由上两式可得
金属装饰材料
(2) 铝合金地弹簧门、折叠铝合金门、旋转铝合金门等，广泛应用在大 型公共建筑门厅、入口等处。铝合金地弹簧门承载能力大，启闭轻便， 维护简便，经久耐用，适用于人流不定的入口。折叠铝合金门是一种多 门扇组合的上吊挂、下导向的较大型门，适用于礼堂、餐厅、会堂等门 洞口宽而又不需频繁启闭的建筑，也可作为大厅的活动隔断，以使大厅 功能更趋完备。
3、装饰铝及铝合金制品 (1) 铝合金门窗
• 铝合金门窗在建筑上的使用，已有30余年的历史。尽管其造价较高 ，但由于长期维修费用低，且造型、色彩、玻璃镶嵌、密封材料和耐久 性等均比钢、木门窗有着明显的优势，所以在世界范围内得到了广泛应 用。
• 表面处理后的型材，经下料、打孔、铣槽、攻丝、组装等工艺，即 可制成门窗框料构件，再与连接件、密封件、开闭五金件一起组合装配 成门窗。
3．塑料复合镀锌钢板 塑料复合板是在钢板上覆以2.0-0.4mm半硬质聚氯乙烯塑料薄膜而成。 它具有绝缘性好、耐磨损、耐冲击、耐潮湿，良好的延展性及加工性 弯曲180°塑料层不脱离钢板，既改变了普通钢板的乌黑面貌，又可在 其上绘制图案和艺术条纹，如布纹、木纹，皮革纹、大理石纹等。该 复合板可用作地板、门板、顶棚等。
• 铝合金花格网是由铝合金挤压型材拉制及表面处理等而成的花格网。 该花格网有银白、古铜、金黄、黑等颜色，并且外形美观，质轻，机械 强度大，式样规格多，不积污，不生锈，防酸碱腐蚀性好。用于公寓大 厦平窗、凸窗、花架、屋内外设置、球场防护网、栏杆，遮阳、护沟和 围墙等安全防护、防盗设施和装饰。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
阴极保护的腐蚀体系包括：土壤、海水、河水等环境中 的碳钢管道、构筑物、设备。
确定保护电位时应考虑两个方面的因素：第一，从保护 效 果 来 讲 ， Epr 越 负 越 好 。 第 二 ， 析 氢 反 应 的 影 响 。 析氢是使极化电流密度迅速增大，保护效益降低；析氢 还可能造成对设备金属材料的危害，如氢脆问题，以及 对金属表面涂层的破坏。
Ipr(mA/m²)
120 150 60 180 40
环境
中性土壤 中性土壤 中性土壤 混凝土 混凝土
条件
细菌繁殖 通气 不通气 含氯化物 无氯化物
Ipr(mA/m²)
400 40 4 5 1
几个腐蚀体系的阳极保护参数
金属
碳钢 碳钢 碳钢 不锈钢
溶液
50%H₂SO₄ 碳铵生产碳化液 25%NH₄OH 67%H₂SO₄
V V 100 % 1 V 100 %
V
V
缓蚀率不仅与缓蚀剂的种类有关，而且与缓蚀剂 的加入量和使用条件密切相关。当缓蚀剂停加以后， 缓蚀率随时间逐渐下降，最后完全丧失。这段时间称
为缓蚀剂的后效时间，表示缓蚀剂保护作用的持久性。
缓蚀剂的分类
按化学组成：无机缓蚀剂，有机缓蚀剂。 按保护金属种类：钢铁缓蚀剂，铝及铝合金缓蚀剂等。 按溶解性能：油溶性缓蚀剂，水溶性缓蚀剂等。 按溶液pH值：中性介质缓蚀剂，酸性介质缓蚀剂等 按照电化学理论:阳极型、阴极型、混合型 按照保护膜的性质：氧化膜型、沉淀膜型、吸附膜型
产生少量氢气泡
- 1050 3.2
0.0165 98.5
大量析氢
试验时间:144小时 溶液成分:FnH₃ 64 滴度 CNH₃ 28.8 滴度 Cl- 100滴度 试验温度：常温
一些金属的保护电位 (单位：V)
金属或合金
铁 与 钢
铅 铜合金
含氧环境 缺氧环境
铝
正的极限值
(3)
负的极限值
参
比
极
Cu/饱和 Ag/AgCl/
阴极区
阳极区 腐蚀金属
I
直流电源
－＋
辅助 阳极
Ic Icor
阴 极
Ia Icor=Ia=|Ic|阳 极源自腐蚀电池I－ － ＋
Ic
Ia
辅助
阴
阳
极
Ia
极
I-
阳极
外加电流阴极保护
电流关系:|Ic|＝ Ia +ⅠI-|
外加电流阴极保护示意图
两种腐蚀体系所需保护电流的比较
阴极保护的原理：
由外电路向金属通入电子，以供去极化剂还原反应 所需，从而使金属氧化反应(失电子反应)受到抑制。 当金属氧化反应速度降低到零时，金属表面只发生去 极化剂阴极反应。
阴极保护的效果用保护度η表示
V0 V 100 % 1 V 100 %
V0
V0
保护参数：
保护电位Epr：阴极保护中所取的极化电位。显然，要 使金属的腐蚀速度降低到零，达到“完全保护”(即保 护度η =100%)，必须取阳极反应平衡电位作为保护电 位，即取Epr = Eea。 (最小)保护电流密度ipr：与所取保护电位对应的外加 极化电流密度叫做保护电流密度。 *在两个保护参数中，保护电位是基本的控制指标。
过钝化。
电化学保护中的辅助电极系统
辅助电极材料： 外加电流阴极保护和阳极保护需要有辅助电极构
成电流回路。辅助电极的作用是通电，故辅助电极材 料必须导电良好，能通过较大的极化电流密度,有足够 的耐蚀性 、机械性能，加工性能和经济性能。
阳极材料 碳钢 铸铁 铝 硅铸铁 硅铸铁 石墨 石墨 磁性氧化铁 磁性氧化铁 铅银合金 镀铂钛 镀铂钛
腐蚀体系是否适宜采用阴极保护：测量阴极极化曲线， 确定保护电位及相应的电流密度。再计算相应的保护度， 确定是否适宜采用阴极保护。
阴极保护举例：
测量阴极极化曲线，确定是否适宜采用阴极保护。 从极化曲线上确定保护电位，及相应的保护电流密度。 计算保护度：测量极化曲线得出保护电位的大致范围后，将试样恒 定在不同的极化电位，经过适当的暴露时间，用失重法测量金属的 腐蚀速度，从而计算不同极化电位下的保护度。
Zn-Al-Cd 系牺牲阳极的化学成分（2）
Zn 2.5-4.5%、In 0.018-0.050%、cd 0.005-0.02.% Al余量
Mg-6Al-3zn 系牺牲阳极的化学成分（3）
Al 5.3-6.7%、 Zn 2.5-3.5%，Mg余量
阳极保护和阴极保护的比较
阳极保护
阴极保护
相 只能用于电解质溶液的连续液相部分；所需极化电流必须符合经济要求；设备结构不能 同 太复杂。
第7章 金属材料的防护方法
7.1 电化学保护 7.2 控制环境方法 7.3 覆盖层保护
7.1 电化学保护
阴极保护
阴极保护效应：金属—电解质溶解腐蚀体系受到阴 极极化时，电位负移，金属阳极氧化反应过电位ηa 减小，反应速度减小，因而金属腐蚀速度减小，称 为阴极保护效应。 阴极保护：利用阴极保护效应减轻金属设备腐蚀的 防护方法叫做阴极保护。
两种阴极保护示意图
两种阴极保护法的比较：
牺牲阳极保护法安装简单，不需要直流电源，对周围 设备的干扰小。但牺牲阳极消耗大，难以调节在最佳 保护电位，且提供的电流较小。 外加电流阴极保护法不消耗有色金属，可以提供较大 的保护电流，对保护效果易于进行监测和控制，但需 要直流电源，对保护系统要经常进行检查和管理，由 于电流流过的范围宽，可能对周围其他金属设备产生 杂散电流腐蚀。
阳极保护
阳极保护原理:对具有活态—钝态转变而不能自钝化 的腐蚀体系，通过阳极极化电流，使金属的电位正 移到稳定钝化区内，金属的腐蚀速度就会大大降低， 这种防护方法称为阳极保护。 阳极保护的实现必须具备两个条件： 1.腐蚀体系的阳极极化曲线上存在钝化区 2.阳极极化时金属的电位要正移到钝化区内，否则 金属的腐蚀速度反而会增大。
E Etp
Epp
i维
i致 i
能够进行阳极保护的腐蚀体系的阳极 极化曲线及保护参数
阳极保护的实现必须具备两个条件：
1.腐蚀体系的阳极极化曲线上存在钝化区，即在阳极极 化时金属能够钝化。
2.阳极极化时金属的电位要正移到钝化区内，否则金属 的腐蚀速度不仅不会减小反而会增大。
保护参数
致钝电流密度i致：为使金属钝化所需的外加阳极极化 电流密度 。 维钝电流密度i维：钝化区所对应的阳极极化电流密度。 i维 用于维持金属的钝态，在阳极保护中反映日常的 电耗和钝化后金属的腐蚀速度。i维 越小，阳极保护 的效果越好。 维钝区电位范围Epp～Etp： 反映金属钝态的稳定程度， 钝化区电位范围越宽，说明金属钝化后不容易活化或
CuSO₄
海水 (2)
-0.85 -0.80
-0.95 -0.6
-0.5~-
0.65
-0.95 -1.2
-0.90 -0.55
-0.45~-0.6
-0.90 -1.15
电
Ag/AgCl/ 饱和KCl
-0.75
Zn/洁净海水
+0.25
-0.85 -0.5
-0.4~-
0.55
-0.85 -1.1
+0.15 +0.5
三种缓蚀剂保护膜
缓蚀剂类型 氧化膜型
沉淀膜型
吸附膜型
保护膜示意图
膜的保护性能
薄而至密，与金属结合牢 固，保护效果好
牺牲阳极的性能 （1）电位要足够负 （2）阳极溶解性能好 （3）理论发生电量大 （4）实际发生电量和电流效率
实际发生电量总是小于理论发生电量，所占百分比 称为电流效率。
三类牺牲阳极的电化学性能 (环境：海水)
阳极 材料
开路电位 (v,scE)
工作电位 (v,scE)
实际发生电 电流效 溶解性能 量(A.h/kg) 率(%)
碳钢在联碱盐析结晶器溶液中的保护参数
保护电位（nv/sce)
保护电流密度(A/m²)
0
腐蚀速度(mm/y) 保护度(%)
1.084 0
析氢情况
-850 -900 0.318
0.207 0.0404 80.9 96.3
-950 -1000
0.55 1.27
0.0271 0.0170
97.5 98.4
+0.6~+0.45
+0.15 -0.1
（1）比表数据取自1973年8月英国标准研究所制定的阴极保护规范 （2）海水指洁净，并未稀释的海水
（3）铝进行阴极保护时，电位不能太负，否则会加速腐蚀，产生负保护效应
环境
稀硫酸 海水 淡水 高温淡水 高温淡水
条件
室温 流动 流动 氧饱和 脱气
钢铁的（阴极保护）保护电流密度
温度°C
27 40 室温 24
致(A/m²)
2325 300左右 2.65 6
维(A/m²) Epp-Etp(v.sce)
31
+0.6 - +1.4
0.5~1 -0.3 - +0.9
<0.3 -0.8 - +0.4
0.001 +0.03 - +0.8
两种阴极保护法
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； 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。
牺牲阳极材料都是活泼的有色金属，常用的有锌、 铝、镁。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。
+-
辅助 阳极
直流电源
地面 接线盒
腐蚀 介质
被保护设备
外加电流保护法 箭头表示电流方向
埋地管道