材料腐蚀与防护第四章金属在各种环境中的腐蚀
23
2.大气腐蚀机理 大气腐蚀特点：金属表面处于薄层电解液下的腐蚀过程，符合
电化学腐蚀的一般规律。 （1）大气腐蚀的电化学过程 当金属表面形成连续的电解液薄层时，大气腐蚀的阴极过程主要 是氧去极化。
阴极过程：
阳极过程：
在薄的液膜下，大气腐蚀的阳极过程受到阻滞，因为氧更容 易到达金属表面，生成氧化膜或氧的吸附膜，使阳极处于钝态。
引起材料的破损称为大气腐蚀。 大气腐蚀是常见的一种腐蚀现象。据统计由于大气腐蚀而
损失的金属约占总的腐蚀量的50％以上，因在大气中使用的钢材 量一般超过其生产总量的60％。例如，钢梁、钢轨、各种机械设 备、车辆等都是在大气环境下使用。因此了解和研究大气腐蚀是 非常必要的。 1.大气腐蚀的分类
大气的主要成分不变，只有水分含量随地域、季节、时间 等条件而变化。根据金属表面潮湿度的不同，把大气腐蚀分为三 类：
29
图4-2 抛光钢在不同大气环境中腐 蚀与相对湿度的关系
A-纯净空气 B-有（NH4）SO4颗粒，无SO2
C-仅0.01﹪SO2，没有颗粒 D-（NH4）SO4颗粒+0.01﹪SO2
E-烟粒+0.01﹪SO2
3)被硫酸铵和煤烟粒子污 染的空气加速金属腐蚀。
可见：在污染大气中，低于 临界湿度时，金属表面无水膜， 化学作用引起腐蚀，腐蚀速度很 小；高于临界湿度时，由于水膜 的形成，发生了电化学腐蚀，腐 蚀速度急剧增加。
图4-2 抛光钢在不同大气环境中腐蚀与相对湿 度的关系
A-纯净空气 B-有（NH4）SO4颗粒，无SO2
C-仅0.01﹪SO2，没有颗粒 D-（NH4）SO4颗粒+0.01﹪SO2
E-烟粒+0.01﹪SO2
2)在污染的空气中，空气的 相对湿度低于70％时，即使是长 期暴露，腐蚀速度也是很慢的。 但有SO2存在时，当相对湿度略 高于70％时，腐蚀速度急剧增加。
8
大气腐蚀
大气的近似组成
（不包括杂质）温度10oC,压力100KN/m2
成分 克/米３ 重量％
成分 毫克/米３ 重量
空气
1172
பைடு நூலகம்
100
氖
12
氮(N2) 879
75
(Ne) 14
氧 (O2) 269
23
氪(Kr)
3
氩(Ar) 15
1.26
氦4
0.7
水蒸汽 8
0.70
(He) 0.8
二氧化 0.5
0.04
26
大气腐蚀机理
金属基底 Fe Fe 2+ + 2e
微孔内 3Fe 2+ + 2OH- +1/2O2 Fe3O4 +H2O
氧化物界面 8FeOOH + 3Fe 2+ +2e 3 Fe3O4 + H2O
氧化物外层 3 Fe3O4 +0.75 O2 + 4.5 H2O 9FeOOH
27
3.工业大气中金属腐蚀特点 工业大气中的SO2、NO2、H2S、NH3等都增加大气的腐
E-烟粒+0.01﹪SO2
1)空气非常纯时，腐蚀速度 相当小，随着湿度增加仅有 轻微增加。
28
3.工业大气中金属腐蚀特点 1) 工业大气中的SO2、NO2、H2S、NH3等都增加大气的
腐蚀作用，加快金属的腐蚀速度。 图4-2示出了抛光钢片在纯净空气中，含SO2的空气及含有
固体杂质的空气中腐蚀随相对湿度增加的试验结果。
根据Meetham. 转引自Shreir ed.<Corrosion>
大
气
杂
春季测量
质
的数字
的
典
型
浓
度
毫克/升
10
在腐蚀学科中，常把大气分为工业、海 洋和农村大气三类，其中的海洋大气腐 蚀最为严重，工业大气次之，农村大气
最轻。
11
日常生活中，常可看到海边城市自行车圈 锈蚀比内陆的严重的多，据文献介绍钢在海岸 的腐蚀比在沙漠中大400～500倍；离海岸24m 的钢试样比内陆mm的腐蚀快12倍；工业大气比 沙漠区的腐蚀可能大50至 100倍。
工业大气的腐蚀性超过农村大气，主要原 因是空气污染严重，含有大量的腐蚀性气体， 如SO2、CO2等。
12
海洋大气因其含有盐分及海水的蒸发使 其腐蚀性较之工业和农村大气都严重。
大气腐蚀是一种电化学过程，对于大气
的腐蚀性，有时不能光看某些腐蚀性气体的
含量和降尘量的大小，如沈阳大气污染中
S9O523m最g/大m2，浓五度年达合1计.3相8m对g/湿m3 度，≥降7尘0％量RH高的日达
30
大气中SO2对不耐H2SO4腐蚀的金属，如Fe、Zn、Cd、Ni的 影响十分明显，如图，碳钢的腐蚀速度随大气中SO2含量呈直线 关系上升。
图4-3 大气中SO2含 量对碳钢腐蚀的影响
SO2促进金属大气腐蚀的机制，主要有两种方式： ①认为部分SO2在空气中能直接氧化成SO3，SO3溶于水后形 成H2SO4。 ②认为有一部分SO2吸附在金属表面上，与Fe作用生成易溶 的硫酸亚铁，FeSO4进一步氧化，并由于强烈的水解作用生成 了H2SO4，H2SO4再与铁作用，按这种循环方式加速腐蚀。 31
与饱和盐溶液平衡的空气相对湿度(20oC)
溶液中的盐
相对湿 度%
溶液中的盐
相对 湿度%
硫酸铜
CuSO4.5H2O 98
硫酸钾
K2SO4
98
硫酸钠
Na2SO4
93
碳酸钠
Na2CO3.10H2O 92
硫酸亚铁 FeSO4.7H2O
92
硫酸锌
ZnSO4.7H2O
90
硫酸镐
3CdSO4.8H2O 89
氯化钾 KCl
19
大气腐蚀
毛细管半 径,Ao
360 94 47
冷疑时相对 湿度%
98 90 80
毛细管半径, 冷疑时相对
Ao
湿度%
30
70
21
60
15
50
所毛 需细 相管 对半 湿径 度与 的水 关汽 系冷
疑
1.构件中的狭缝
2.金属表面上的 灰尘
3.腐蚀产物中的 细孔
大气腐蚀条件下水汽毛细凝聚的可能中心
20
大气腐蚀
14
通常存在着临界相对湿度，即金属腐 蚀速率突然上升时的相对湿度。当 RHM65％时，物体表面上附着0.001～ 0.01μm的水膜，如水膜中溶解有酸、 碱、盐，则会加速大气腐蚀。空气中相 对湿度愈高，金属表面上的水膜愈厚。 一般在干湿交替的情况下腐蚀性最强。
15
4.1金属在大气中的腐蚀 大气腐蚀：金属材料在大气条件下发生化学或电化学反应
工业大气对腐蚀的影响 化学工业大气腐蚀性 》内陆沙漠地带大气腐蚀性 沿海工业城市大气腐蚀性 》内地很多倍。温度/湿度/工业大气 化学污染共同作用
SO2的腐蚀作用(酸雨)，使腐蚀不断发展： Fe + SO2 + O2 = FeSO4 4FeSO4 + O2 +6H2O = 4FeOOH + 4H2SO4 4H2SO4 + Fe + O2 = 4FeSO4 + 4H2O
(2) 当空气的相对湿度低于100%，金属表 面也可能形成水膜，其原因有三：
◆毛细凝聚 ◆化学凝聚 ◆吸附凝聚
(3) 金属表面上形成的水膜并不是纯净的 水，
因此，大气腐蚀属于电化学腐蚀范畴。 18
金属表面上水膜的形成 .1 毛细凝聚：微细裂纹、结构间隙、空隙、尘埃微粒
形成毛细管
2 吸附凝聚：不饱和键力 3 化学凝聚：吸水性化合物如NaCl、NH4NO3
当液膜增厚，相当于湿的大气腐蚀时，氧到达金属表面有一 个扩散过程，因此腐蚀过程受氧扩散过程控制。
因此潮的大气腐蚀主要受阳极过程控制，而湿大气腐蚀主 要受阴极过程控制。
24
（2）锈蚀机理 在锈层内阳极反应发生在金属/Fe3O4界面上：
阴极反应发生在Fe3O4/FeOOH界面上：
可见锈层参与了阴极过程，图4-1为Evans锈层模型图。
➢ III区为可见的液膜层，III区相当于“湿大气腐蚀”。随 着液膜厚度进一步增加，氧的扩散变得困难，因而腐蚀 速度也相应降低。液膜更厚就进入IV区，这与浸泡在液 体中的腐蚀相同。
➢ 一般环境的大气腐蚀大多是在II、III区进行的，随着气 候条件和相应的金属表面状态的变化，各种腐蚀形式可 以互相转换。
例如，铁即使没受雨淋也会生锈。 (3)湿大气腐蚀：湿大气腐蚀指金属在相对湿度大于100％的大气 中，表面存在肉眼可见的水膜(1um~1mm)发生的腐蚀。
如：水分以雨、雾、水等形式直接溅落在金属表面上。
17
• 金属表面上的水膜
金属表面上的水膜对大气腐蚀起着关键性 作用。
(1) 当空气湿度达到100%，形成肉眼可见 的水膜。
86
硫酸铵
(NH4)2SO4
81
氯化铵 NH4Cl
80
氯化钠 NaCl
76
氯化亚铜 CuCl2.2H2O
68
氯化亚铁 FeCl2
56
氯化镍 NiCl2
54
碳酸钾 K2CO3.2H2O
44
氯化镁 MgCl2.6H2O
34
氯化钙 CaCl2.6H2O
32
氯化锌 ZnCl2.XH2O
10
(根据ToMaWoB.O’Brient等)
第三章 全面腐蚀与局部腐蚀
3.1 全面腐蚀 3.2 点腐蚀 3.3 缝隙腐蚀 3.4 电偶腐蚀 3.5 晶间腐蚀 3.6 选择性腐蚀 3.7 应力腐蚀开裂 3.8 腐蚀疲劳 3.9 磨损腐蚀 3.10 氢损伤
1
4.金属在各种环境中的腐蚀
2.大气腐蚀机理 大气腐蚀特点：金属表面处于薄层电解液下的腐蚀过程，符合
电化学腐蚀的一般规律。 （1）大气腐蚀的电化学过程 当金属表面形成连续的电解液薄层时，大气腐蚀的阴极过程主要 是氧去极化。
阴极过程：
阳极过程：
在薄的液膜下，大气腐蚀的阳极过程受到阻滞，因为氧更容 易到达金属表面，生成氧化膜或氧的吸附膜，使阳极处于钝态。
引起材料的破损称为大气腐蚀。 大气腐蚀是常见的一种腐蚀现象。据统计由于大气腐蚀而
损失的金属约占总的腐蚀量的50％以上，因在大气中使用的钢材 量一般超过其生产总量的60％。例如，钢梁、钢轨、各种机械设 备、车辆等都是在大气环境下使用。因此了解和研究大气腐蚀是 非常必要的。 1.大气腐蚀的分类
大气的主要成分不变，只有水分含量随地域、季节、时间 等条件而变化。根据金属表面潮湿度的不同，把大气腐蚀分为三 类：
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图4-2 抛光钢在不同大气环境中腐 蚀与相对湿度的关系
A-纯净空气 B-有（NH4）SO4颗粒，无SO2
C-仅0.01﹪SO2，没有颗粒 D-（NH4）SO4颗粒+0.01﹪SO2
E-烟粒+0.01﹪SO2
3)被硫酸铵和煤烟粒子污 染的空气加速金属腐蚀。
可见：在污染大气中，低于 临界湿度时，金属表面无水膜， 化学作用引起腐蚀，腐蚀速度很 小；高于临界湿度时，由于水膜 的形成，发生了电化学腐蚀，腐 蚀速度急剧增加。
图4-2 抛光钢在不同大气环境中腐蚀与相对湿 度的关系
A-纯净空气 B-有（NH4）SO4颗粒，无SO2
C-仅0.01﹪SO2，没有颗粒 D-（NH4）SO4颗粒+0.01﹪SO2
E-烟粒+0.01﹪SO2
2)在污染的空气中，空气的 相对湿度低于70％时，即使是长 期暴露，腐蚀速度也是很慢的。 但有SO2存在时，当相对湿度略 高于70％时，腐蚀速度急剧增加。
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大气腐蚀
大气的近似组成
（不包括杂质）温度10oC,压力100KN/m2
成分 克/米３ 重量％
成分 毫克/米３ 重量
空气
1172
பைடு நூலகம்
100
氖
12
氮(N2) 879
75
(Ne) 14
氧 (O2) 269
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氪(Kr)
3
氩(Ar) 15
1.26
氦4
0.7
水蒸汽 8
0.70
(He) 0.8
二氧化 0.5
0.04
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大气腐蚀机理
金属基底 Fe Fe 2+ + 2e
微孔内 3Fe 2+ + 2OH- +1/2O2 Fe3O4 +H2O
氧化物界面 8FeOOH + 3Fe 2+ +2e 3 Fe3O4 + H2O
氧化物外层 3 Fe3O4 +0.75 O2 + 4.5 H2O 9FeOOH
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3.工业大气中金属腐蚀特点 工业大气中的SO2、NO2、H2S、NH3等都增加大气的腐
E-烟粒+0.01﹪SO2
1)空气非常纯时，腐蚀速度 相当小，随着湿度增加仅有 轻微增加。
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3.工业大气中金属腐蚀特点 1) 工业大气中的SO2、NO2、H2S、NH3等都增加大气的
腐蚀作用，加快金属的腐蚀速度。 图4-2示出了抛光钢片在纯净空气中，含SO2的空气及含有
固体杂质的空气中腐蚀随相对湿度增加的试验结果。
根据Meetham. 转引自Shreir ed.<Corrosion>
大
气
杂
春季测量
质
的数字
的
典
型
浓
度
毫克/升
10
在腐蚀学科中，常把大气分为工业、海 洋和农村大气三类，其中的海洋大气腐 蚀最为严重，工业大气次之，农村大气
最轻。
11
日常生活中，常可看到海边城市自行车圈 锈蚀比内陆的严重的多，据文献介绍钢在海岸 的腐蚀比在沙漠中大400～500倍；离海岸24m 的钢试样比内陆mm的腐蚀快12倍；工业大气比 沙漠区的腐蚀可能大50至 100倍。
工业大气的腐蚀性超过农村大气，主要原 因是空气污染严重，含有大量的腐蚀性气体， 如SO2、CO2等。
12
海洋大气因其含有盐分及海水的蒸发使 其腐蚀性较之工业和农村大气都严重。
大气腐蚀是一种电化学过程，对于大气
的腐蚀性，有时不能光看某些腐蚀性气体的
含量和降尘量的大小，如沈阳大气污染中
S9O523m最g/大m2，浓五度年达合1计.3相8m对g/湿m3 度，≥降7尘0％量RH高的日达
30
大气中SO2对不耐H2SO4腐蚀的金属，如Fe、Zn、Cd、Ni的 影响十分明显，如图，碳钢的腐蚀速度随大气中SO2含量呈直线 关系上升。
图4-3 大气中SO2含 量对碳钢腐蚀的影响
SO2促进金属大气腐蚀的机制，主要有两种方式： ①认为部分SO2在空气中能直接氧化成SO3，SO3溶于水后形 成H2SO4。 ②认为有一部分SO2吸附在金属表面上，与Fe作用生成易溶 的硫酸亚铁，FeSO4进一步氧化，并由于强烈的水解作用生成 了H2SO4，H2SO4再与铁作用，按这种循环方式加速腐蚀。 31
与饱和盐溶液平衡的空气相对湿度(20oC)
溶液中的盐
相对湿 度%
溶液中的盐
相对 湿度%
硫酸铜
CuSO4.5H2O 98
硫酸钾
K2SO4
98
硫酸钠
Na2SO4
93
碳酸钠
Na2CO3.10H2O 92
硫酸亚铁 FeSO4.7H2O
92
硫酸锌
ZnSO4.7H2O
90
硫酸镐
3CdSO4.8H2O 89
氯化钾 KCl
19
大气腐蚀
毛细管半 径,Ao
360 94 47
冷疑时相对 湿度%
98 90 80
毛细管半径, 冷疑时相对
Ao
湿度%
30
70
21
60
15
50
所毛 需细 相管 对半 湿径 度与 的水 关汽 系冷
疑
1.构件中的狭缝
2.金属表面上的 灰尘
3.腐蚀产物中的 细孔
大气腐蚀条件下水汽毛细凝聚的可能中心
20
大气腐蚀
14
通常存在着临界相对湿度，即金属腐 蚀速率突然上升时的相对湿度。当 RHM65％时，物体表面上附着0.001～ 0.01μm的水膜，如水膜中溶解有酸、 碱、盐，则会加速大气腐蚀。空气中相 对湿度愈高，金属表面上的水膜愈厚。 一般在干湿交替的情况下腐蚀性最强。
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4.1金属在大气中的腐蚀 大气腐蚀：金属材料在大气条件下发生化学或电化学反应
工业大气对腐蚀的影响 化学工业大气腐蚀性 》内陆沙漠地带大气腐蚀性 沿海工业城市大气腐蚀性 》内地很多倍。温度/湿度/工业大气 化学污染共同作用
SO2的腐蚀作用(酸雨)，使腐蚀不断发展： Fe + SO2 + O2 = FeSO4 4FeSO4 + O2 +6H2O = 4FeOOH + 4H2SO4 4H2SO4 + Fe + O2 = 4FeSO4 + 4H2O
(2) 当空气的相对湿度低于100%，金属表 面也可能形成水膜，其原因有三：
◆毛细凝聚 ◆化学凝聚 ◆吸附凝聚
(3) 金属表面上形成的水膜并不是纯净的 水，
因此，大气腐蚀属于电化学腐蚀范畴。 18
金属表面上水膜的形成 .1 毛细凝聚：微细裂纹、结构间隙、空隙、尘埃微粒
形成毛细管
2 吸附凝聚：不饱和键力 3 化学凝聚：吸水性化合物如NaCl、NH4NO3
当液膜增厚，相当于湿的大气腐蚀时，氧到达金属表面有一 个扩散过程，因此腐蚀过程受氧扩散过程控制。
因此潮的大气腐蚀主要受阳极过程控制，而湿大气腐蚀主 要受阴极过程控制。
24
（2）锈蚀机理 在锈层内阳极反应发生在金属/Fe3O4界面上：
阴极反应发生在Fe3O4/FeOOH界面上：
可见锈层参与了阴极过程，图4-1为Evans锈层模型图。
➢ III区为可见的液膜层，III区相当于“湿大气腐蚀”。随 着液膜厚度进一步增加，氧的扩散变得困难，因而腐蚀 速度也相应降低。液膜更厚就进入IV区，这与浸泡在液 体中的腐蚀相同。
➢ 一般环境的大气腐蚀大多是在II、III区进行的，随着气 候条件和相应的金属表面状态的变化，各种腐蚀形式可 以互相转换。
例如，铁即使没受雨淋也会生锈。 (3)湿大气腐蚀：湿大气腐蚀指金属在相对湿度大于100％的大气 中，表面存在肉眼可见的水膜(1um~1mm)发生的腐蚀。
如：水分以雨、雾、水等形式直接溅落在金属表面上。
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• 金属表面上的水膜
金属表面上的水膜对大气腐蚀起着关键性 作用。
(1) 当空气湿度达到100%，形成肉眼可见 的水膜。
86
硫酸铵
(NH4)2SO4
81
氯化铵 NH4Cl
80
氯化钠 NaCl
76
氯化亚铜 CuCl2.2H2O
68
氯化亚铁 FeCl2
56
氯化镍 NiCl2
54
碳酸钾 K2CO3.2H2O
44
氯化镁 MgCl2.6H2O
34
氯化钙 CaCl2.6H2O
32
氯化锌 ZnCl2.XH2O
10
(根据ToMaWoB.O’Brient等)
第三章 全面腐蚀与局部腐蚀
3.1 全面腐蚀 3.2 点腐蚀 3.3 缝隙腐蚀 3.4 电偶腐蚀 3.5 晶间腐蚀 3.6 选择性腐蚀 3.7 应力腐蚀开裂 3.8 腐蚀疲劳 3.9 磨损腐蚀 3.10 氢损伤
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4.金属在各种环境中的腐蚀
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中国腐蚀与防护学会 金属防腐蚀手册
我国腐蚀与防护学会金属防腐蚀手册第一章：金属腐蚀的基本概念1. 金属腐蚀的定义金属腐蚀是指在金属与其周围环境接触的情况下，金属表面受到化学或电化学的侵蚀，导致金属的质量和结构发生变化的过程。
金属腐蚀是一个不可逆转的过程，对金属的损坏是永久性的。
2. 金属腐蚀的分类根据腐蚀介质的不同，金属腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀两种类型。
化学腐蚀是指金属直接受到化学物质的腐蚀，而电化学腐蚀是指金属与电解质溶液接触时发生的一种电化学过程。
3. 金属腐蚀的危害金属腐蚀不仅会导致金属的质量和结构损坏，还会影响到金属制品的外观和使用寿命。
金属腐蚀也会对环境造成污染，对人体健康和安全构成威胁。
第二章：金属防腐蚀的原理和方法1. 金属防腐蚀的原理金属防腐蚀的原理是通过改变金属与其周围环境的接触状态，阻止金属腐蚀的发生。
常用的金属防腐蚀方法包括物理防腐蚀、化学防腐蚀和电化学防腐蚀等。
2. 金属防腐蚀的方法（1）涂层防腐蚀：将金属涂覆一层具有耐腐蚀性的涂层，以隔离金属与环境的接触，防止腐蚀的发生。
（2）阳极保护：在金属的表面放置一块较活泼的金属，使其成为阳极，从而保护被保护金属。
（3）合金化：将一种或多种金属或非金属添加到金属中，改变金属的组织结构和物理性能，提高金属的抗腐蚀能力。
（4）阴极保护：通过外加电流或外加电源，使金属表面成为阴极，从而抑制金属腐蚀的发生。
第三章：金属防腐蚀的应用实践1. 工业领域中的金属防腐蚀在石化、船舶、汽车、航空航天等工业领域中，金属制品往往需要具备较高的耐腐蚀性能，以确保设备和产品的安全、稳定和持久运行。
2. 城市基础设施中的金属防腐蚀城市基础设施中的钢结构、管道、桥梁、隧道等金属构件，常常需要经过防腐蚀处理，以保证其在潮湿、高盐度环境下的使用寿命和安全性。
3. 日常生活中的金属防腐蚀在日常生活中，我们经常接触到各种金属制品，如家具、电器、汽车等，这些金属制品也需要经过防腐蚀处理，以延长其使用寿命和美观度。
人教版高中化学选修四课件第4节金属的腐蚀和防护
2020/3/26
14
例5、 分析右图，按要求写出有关反应方程式：
（1）、铁棒上的电极反应式为：
（2）、碳棒上的电极反应式为：
（3）、溶液中发生反应的化学方程式： 2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2
4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3 2Fe–4e-＝2Fe2+ 例6、 镍—镉可充电电池可发生如下反应： O2+2H2O+4e-＝4OH-
原理： 形成原电池反应时，让被保护金属做正极，不反 应，起到保护作用；而活泼金属反应受到腐蚀。
2020/3/26
8
牺牲阳极的阴极保护法示意图
2020/3/26
9
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、海水及水中金属设备的腐蚀。
2020/3/26
10
2020/3/26
11
例1：下列制氢气的反应速率最快的是 （D） A. 纯锌和1mol/L硫酸； B. 纯锌和18mol/L硫酸； C. 粗锌和1mol/L硫酸；
D. 粗锌和1mol/L硫酸的反应中加入几滴CuSO4溶液。
例2：下列叙述中，可以说明金属甲比乙活泼性强的是 （C） A.甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中，乙溶解，甲
上有H2气放出； B.在氧化–还原反应中，甲比乙失去的电子多；
C.将甲乙作电极组成原电池时甲是负极；
D.同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强；
2020/3/26
12
例3： 下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是 (5) (2) (1) (3) (4)
金属的腐蚀与防护_课件
实验1.铁的吸氧腐蚀（实验分析）
将金属置于不同条件下（例如电解池、原电池，或直接与氧化 剂接触......），你能否判断其腐蚀的快慢？
判断依据： 电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐 蚀>有防护措施的腐蚀 同一金属在不同物质中腐蚀的快慢： 强电解质>弱电解质>非电解质
练习 1.下列情况下，海水中铁腐蚀最快的是( B )
实验1.铁的吸氧腐蚀（步骤与现象） 把铁钉置于具支试管中，胶塞塞好，导管伸入水面下。
实验1.铁的吸氧腐蚀（步骤与现象） 随着反应的进行，导管处倒吸的水柱越来越高。
实验1.铁的吸氧腐蚀（实验分析）
为什么导管处会有倒吸的水柱？ 铁钉发生电化学腐蚀，消耗了具支试管中的氧气，气压 减小，大气压将试管中的水压入导管中。
金属腐蚀的类型
化学腐蚀
条件
金属跟氧化性 物质直接接触
现象
无电流产生
电化学腐蚀 不纯金属或合金跟电解 质溶液及氧化剂接触
有微弱的电流产生
本质
金属被氧化的过程
较活泼的金属 被氧化的过程
相互关系
化学腐蚀与电化学腐蚀往往同时发生
实验1.铁的吸氧腐蚀（步骤与现象）
钢铁为什么在潮湿空气中容易生锈？除了潮湿空气还需要什 么条件？让我们一起来看一下这个实验~
蚀下去，最终整个铁制品都被腐蚀。
金属的电化学腐蚀一般既有析氢腐蚀又有吸氧腐蚀，以后者为主。
实验1.铁的吸氧腐蚀（实验分析）
了解了电化学腐蚀后，请你想想下面的问题： ①为什么说金属的电化学腐蚀比化学腐蚀危害程度更大？ 金属制品往往有杂质，表面形成许多原电池，因此电化学腐 蚀现象就比较普遍；且电化学腐蚀（原电池反应）速度更快 。
金属的腐蚀在生活中非常普遍：
金属腐蚀与防护课件——金属在某些环境中的腐蚀共73页文档
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
谢谢！
1、不要轻言放场冒险。走得最远的人，常是愿意 去做，并愿意去冒险的人。“稳妥”之船，从未能从岸边走远。-戴尔．卡耐基。
梦 境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡，喝起来是苦涩的，回味起来却有 久久不会退去的余香。
金属腐蚀与防护课件——金属在某些环境 4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美，我宁愿选择无悔，不管来生多么美丽，我不愿失 去今生对你的记忆，我不求天长地久的美景，我只要生生世世的轮 回里有你。 中的腐蚀
金属腐蚀与防护课件——金属在某些环境中的腐蚀共73页PPT
金属腐蚀与防护课件——金属 在某பைடு நூலகம்环境中的腐蚀
11、战争满足了，或曾经满足过人的 好斗的 本能， 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ，破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果， 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、学 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)
13、遵守纪律的风气的培养，只有领 导者本 身在这 方面以 身作则 才能收 到成效 。—— 马卡连 柯 14、劳动者的组织性、纪律性、坚毅 精神以 及同全 世界劳 动者的 团结一 致，是 取得最 后胜利 的保证 。—— 列宁 摘自名言网
15、机会是不守纪律的。——雨果
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
谢谢！
11、战争满足了，或曾经满足过人的 好斗的 本能， 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ，破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果， 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、学 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)
13、遵守纪律的风气的培养，只有领 导者本 身在这 方面以 身作则 才能收 到成效 。—— 马卡连 柯 14、劳动者的组织性、纪律性、坚毅 精神以 及同全 世界劳 动者的 团结一 致，是 取得最 后胜利 的保证 。—— 列宁 摘自名言网
15、机会是不守纪律的。——雨果
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
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新教材高中化学第四章第三节金属的腐蚀与防护pptx课件新人教版选择性必修1
在电解质溶液里,外接 直流电源 。
图2
微思考 家用炒菜铁锅用水清洗放置后,出现的红棕色锈斑是
如何形成的,其主要成分是什么?
提示:铁锅中含有碳元素,在潮湿环境中生锈属于吸氧腐蚀,在
腐蚀过程中,负极:Fe-2e-══Fe2+,正极(C):2H2O+O2+4e══4OH-,总反应为2Fe+2H2O+O2══2Fe(OH)2, Fe(OH)2极易
目标素养
1.知道金属腐蚀的危害,能利用电化学原理解释金属腐蚀的现
象。
2.能根据电化学原理选择并设计防止金属腐蚀的措施。
知识概览
一、金属的腐蚀
1.金属的腐蚀是金属或合金与周围的气体或液体发生
氧化还原 反应而引起损耗的现象。
2.金属腐蚀的实质是金属原子 失去 电子变为金属阳离子,
金属发生 氧化 反应。
电化学腐蚀是指形成原电池反应引起的腐蚀,B项错误;吸氧
腐蚀正极上O2得电子,C项错误;电化学腐蚀与化学腐蚀的本
质都是金属被氧化成金属离子,本质相同,但电化学腐蚀过程
中会产生微弱的电流,D项正确。
方法归纳 对金属腐蚀的理解。
3.金属腐蚀的类型。
(1)化学腐蚀与电化学腐蚀。
类型 化学腐蚀
电化学腐蚀
金属与其表面接触到的物 不纯金属与电解质溶液接
条件
质① 直接 反应
触,发生② 原电池 反应
金属发生③ 氧化 反应,
比较活泼的金属发生
本质 腐蚀速率随温度升高而
⑤ 氧化 反应
④ 增大
联系 两者往往同时发生,但绝大多数属于⑥ 电化学 腐蚀
被氧化,发生反应4Fe(OH)2+O2+2H2O══4Fe(OH)3。
图2
微思考 家用炒菜铁锅用水清洗放置后,出现的红棕色锈斑是
如何形成的,其主要成分是什么?
提示:铁锅中含有碳元素,在潮湿环境中生锈属于吸氧腐蚀,在
腐蚀过程中,负极:Fe-2e-══Fe2+,正极(C):2H2O+O2+4e══4OH-,总反应为2Fe+2H2O+O2══2Fe(OH)2, Fe(OH)2极易
目标素养
1.知道金属腐蚀的危害,能利用电化学原理解释金属腐蚀的现
象。
2.能根据电化学原理选择并设计防止金属腐蚀的措施。
知识概览
一、金属的腐蚀
1.金属的腐蚀是金属或合金与周围的气体或液体发生
氧化还原 反应而引起损耗的现象。
2.金属腐蚀的实质是金属原子 失去 电子变为金属阳离子,
金属发生 氧化 反应。
电化学腐蚀是指形成原电池反应引起的腐蚀,B项错误;吸氧
腐蚀正极上O2得电子,C项错误;电化学腐蚀与化学腐蚀的本
质都是金属被氧化成金属离子,本质相同,但电化学腐蚀过程
中会产生微弱的电流,D项正确。
方法归纳 对金属腐蚀的理解。
3.金属腐蚀的类型。
(1)化学腐蚀与电化学腐蚀。
类型 化学腐蚀
电化学腐蚀
金属与其表面接触到的物 不纯金属与电解质溶液接
条件
质① 直接 反应
触,发生② 原电池 反应
金属发生③ 氧化 反应,
比较活泼的金属发生
本质 腐蚀速率随温度升高而
⑤ 氧化 反应
④ 增大
联系 两者往往同时发生,但绝大多数属于⑥ 电化学 腐蚀
被氧化,发生反应4Fe(OH)2+O2+2H2O══4Fe(OH)3。
金属的腐蚀和防护措施
金属的腐蚀和防护措施金属腐蚀是指金属在特定环境条件下遭到化学或电化学反应而被破坏的过程。
这种腐蚀现象给金属材料的使用和维护带来了很大的挑战。
为了保护金属免受腐蚀的侵害，人们发展了各种防护措施。
本文将介绍金属腐蚀的原因、不同类型的腐蚀以及常见的防护措施。
原因篇金属的腐蚀主要由外界环境及金属材料本身的因素共同引起。
下面我们将分别介绍这两个方面的原因。
外界环境的原因：1. 湿度：湿度是金属腐蚀的重要因素之一。
在高湿度环境下，金属与水或水蒸气接触，易发生氧化反应，导致腐蚀。
2. 酸碱度：酸性或碱性环境中，金属容易遭受腐蚀。
酸性物质能够溶解金属表面的氧化膜，而碱性物质能够与金属表面形成氢氧化物。
这些化学反应都会导致金属的腐蚀。
3. 盐分：海洋气候下含有丰富盐分的空气或介质对金属的腐蚀极为严重。
盐分与金属反应形成盐水电解质，引发更强烈的电化学腐蚀。
4. 温度：高温环境下金属容易发生氧化反应，该反应速度更快。
金属材料本身的原因：1. 金属成分：不同金属对不同环境的耐腐蚀性能不尽相同。
例如，不锈钢具有较好的耐腐蚀性能，而铁则容易生锈。
2. 表面处理：金属表面的处理也直接影响着其腐蚀性。
光洁的金属表面可减少异质催化剂的形成，从而减缓金属的腐蚀。
3. 物理状态：金属的晶粒结构、形状和材料的分布状态等因素也会影响金属腐蚀的程度。
腐蚀类型篇金属的腐蚀主要分为以下几种类型：1. 干腐蚀：金属在干燥环境中由于氧气和湿气的共同作用而发生的氧化反应。
这种腐蚀通常发生在高温和低湿度的条件下，如高温氧化、高温氧杂质腐蚀等。
2. 湿腐蚀：金属在湿润环境中与水或水蒸气反应而引起的腐蚀。
湿腐蚀主要包括敲击腐蚀、腐蚀磨擦、水腐蚀等。
3. 电化学腐蚀：金属在电解质溶液中由于电化学反应而发生的腐蚀。
这种腐蚀是最常见和严重的一种腐蚀类型，如金属在海水中的腐蚀现象就属于电化学腐蚀。
4. 应力腐蚀：金属在受到应力的情况下发生的腐蚀。
外加应力会破坏金属表面的保护层，使金属更容易发生腐蚀。
4.3金属的腐蚀与防护-教学设计2023-2024学年高二上学期化学人教版(2019)选择性必修1
- 评价学生的实验设计能力，是否能够合理运用实验方法探究金属腐蚀的速率及影响因素。
- 提供具体的改进建议，如纠正错误的概念、引导学生深入思考问题的本质、鼓励学生进行实验操作和观察等。
八、板书设计
1. 金属腐蚀的定义和类型
- 金属腐蚀：金属与环境介质接触时，发生化学或电化学反应而逐渐破坏的过程。
- 化学腐蚀：金属直接与环境介质发生化学反应而腐蚀。
- 电化学腐蚀：金属在电解质溶液中形成原电池，发生氧化还原反应而腐蚀。
2. 金属腐蚀的影响因素
- 金属材料：成分、组织结构、加工状态等。
- 环境介质：湿度、温度、氧气、氯离子等。
- 腐蚀产物：可能加速腐蚀的进一步发展。
3. 金属的防护方法
- 涂层保护：油漆、塑料、陶瓷等。
- 阴极保护：外加电流或牺牲阳极。
4.3金属的腐蚀与防护-教学设计 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1
课题：
科目：
班级：
课时：计划1课时
教师：
单位：
一、教学内容
本节课的教学内容来自于2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1的第四章第三节“金属的腐蚀与防护”。本节内容主要包括以下几个部分：
1. 金属腐蚀的概念：介绍金属腐蚀的定义、类型（化学腐蚀和电化学腐蚀）以及腐蚀过程中发生的化学反应。
2. 金属腐蚀的影响因素：探讨金属材料、环境介质（如湿度、温度、氧气等）以及腐蚀产物对腐蚀过程的影响。
3. 金属的防护方法：介绍金属的防腐蚀策略，如涂层保护、阴极保护、合金强化等，并分析各种防护方法的优缺点。
实Hale Waihona Puke 过程：将试样分别置于不同环境条件下，定时测量并记录腐蚀速率。
- 提供具体的改进建议，如纠正错误的概念、引导学生深入思考问题的本质、鼓励学生进行实验操作和观察等。
八、板书设计
1. 金属腐蚀的定义和类型
- 金属腐蚀：金属与环境介质接触时，发生化学或电化学反应而逐渐破坏的过程。
- 化学腐蚀：金属直接与环境介质发生化学反应而腐蚀。
- 电化学腐蚀：金属在电解质溶液中形成原电池，发生氧化还原反应而腐蚀。
2. 金属腐蚀的影响因素
- 金属材料：成分、组织结构、加工状态等。
- 环境介质：湿度、温度、氧气、氯离子等。
- 腐蚀产物：可能加速腐蚀的进一步发展。
3. 金属的防护方法
- 涂层保护：油漆、塑料、陶瓷等。
- 阴极保护：外加电流或牺牲阳极。
4.3金属的腐蚀与防护-教学设计 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1
课题：
科目：
班级：
课时：计划1课时
教师：
单位：
一、教学内容
本节课的教学内容来自于2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1的第四章第三节“金属的腐蚀与防护”。本节内容主要包括以下几个部分：
1. 金属腐蚀的概念：介绍金属腐蚀的定义、类型（化学腐蚀和电化学腐蚀）以及腐蚀过程中发生的化学反应。
2. 金属腐蚀的影响因素：探讨金属材料、环境介质（如湿度、温度、氧气等）以及腐蚀产物对腐蚀过程的影响。
3. 金属的防护方法：介绍金属的防腐蚀策略，如涂层保护、阴极保护、合金强化等，并分析各种防护方法的优缺点。
实Hale Waihona Puke 过程：将试样分别置于不同环境条件下，定时测量并记录腐蚀速率。
腐蚀与防护ppt下载
• 标准自由能的符号决定反应系统状态的变化
方向，如物质沸腾时，蒸汽压为1×105 Pa
（1atm)，△G0＝0，此温度以上气相稳定。
蒸气压与温度关系可用Clapeyron方程式表示
• dP/dT=△S0/△V=△H0/T△V
(1-7)
式中 S0-标准摩尔熵；V-氧化物摩尔体积；
H0-标准摩尔焓。
• 对于有气相参加的两相平衡, 固相与液相 和气相的体积比, 前者可忽略,上式可化简为；
• 材料很少是由于单纯机械因素(如拉、压、冲 击、疲劳、断裂和磨损等)或其他物理因素(如 热能、光能等)引起破坏的，
• 绝大多数金属和非金属材料的破坏都与其周围 环境的腐蚀因素有关。
• 材料的腐蚀问题已成为当今材料科学与工程领 域不可忽略的课题。
0.2 研究材料腐蚀的重要性
• 材料腐蚀问题遍及国民经济的各个领域 日常生活、交通运输、机械、化工、冶金，尖端科 学、国防，使用材料的地方存在着腐蚀问题。
表1—1某些元素及其氧化物的熔点
元 素 熔点/ºC
氧化物
熔点/ºC
B
2200
V
1750
Fe
1528
B2O3 V2O3 V2O5 V2O4 Fe2O3 Fe3O4 FeO
294 1970 658 1637 1565 1527 1377
Mo
2553
W
3370
Cu
1083
MoO2 MoO3 WO2 WO3 CuO2 CuO
777 795 1473 1277 1230 1277
1.2 金属氧化膜
1.2.1 金属氧化物的形成
金属形成氧化膜后继续氧化的决定因素
(1)界面反应速度，包括金属、氧化膜界面及气 体—氧化膜界面上的反应速度。
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金属腐蚀与防护课件——金属在某些 环境中的腐蚀
16、人民应该为法律而战斗，就像为 了城墙 而战斗 一样。 ——赫 拉克利 特 17、人类对于不公正的行为加以指责 ，并非 因为他 们愿意 做出这 种行为 ，而是 惟恐自 己会成 为这种 行为的 牺牲者 。—— 柏拉图 18、制定法律法令，就是为了不让强 者做什 么事都 横行霸 道。— —奥维 德 19、法律是社会的习惯和思想的结晶 。—— 托·伍·威尔逊 20、人们嘴上挂着的法律，其真实含 义是财 富。— —爱献 生
谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、Байду номын сангаас具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利