腐蚀一直以来都被认为是一种自然现象。它是指在没有外力干涉的情况下,某种物质会在空气中挥发或水中溶解,与它接触的各种物质发生反应,以达到侵蚀性作用。它经常出现在我们日常生活中,影响着人们的生活质量,特别是涉及到我们的健康和安全。研究表明,腐蚀是自然界最公认的源头,各种腐蚀过程正在影响我们的生活,有许多因素导致它们的发生。
腐蚀有不同的形式,包括化学腐蚀、动力腐蚀、机械腐蚀和电化学腐蚀。化学腐蚀是指物质中的化学反应造成的侵蚀,常见的有酸、碱、盐和硫化物等一类物质。以前,人们叫它“氧化”,意思是在双
方反应的情况下,原材料在物质层面上会发生变化,因而造成腐蚀。动力腐蚀是指在机械作用下形成的腐蚀,如风、水和冰的力量可以直接损坏物质的表面。机械腐蚀是滑动、刮蹭、弯折等物理力造成的腐蚀,随着摩擦和冲击力的发生而常常出现,也就是说,物质表面会发生“机械磨损”。最后,电化学腐蚀是指电荷转移造成的腐蚀,这种
腐蚀是在电荷在物质之间流动时造成的,例如电池或水中电极的作用,都可以引起电荷转移,从而产生腐蚀。
腐蚀在自然界中占据非常重要的地位,特别是在这个全球变暖的时代,腐蚀的影响越来越明显。有些化学腐蚀过程可能会对空气质量造成负面影响,还有一些机械腐蚀和电化学腐蚀过程可能会对土壤进行破坏,产生有毒物质。此外,建筑物、建筑结构和其他技术结构也会受到腐蚀的影响,特别是结构部件的强度和稳定容易受到侵蚀,这
可能会引起建筑物在不可预料的情况下塌陷,造成伤亡和财产损失。
腐蚀也可能对食品质量造成负面影响,某些动力腐蚀或化学腐蚀过程会释放有毒物质,如铅、砷和镉等有毒元素,这些有毒物质可能会经由食物链进入食物,使食品污染。此外,由于腐蚀影响,食品中的某些物质可能发生变化,影响食品的口感和安全性。另外,腐蚀也可能对污染物或毒物的处理造成干扰,某些有毒物质可能经由腐蚀过程转化为其他有害物质,这些物质更容易污染环境或对人体健康造成危害。
常见腐蚀机理汇总
腐蚀是指金属及其合金与周围环境中的化学性物质相互作用,导致金
属表面发生损坏和失去原有性能的过程。腐蚀是金属材料常见的破坏形式,对于工业生产和日常生活都具有重要的影响。下面将对常见的腐蚀机理进
行汇总。
1.酸性腐蚀
酸性腐蚀是指在酸性介质中,金属表面发生的化学反应造成的腐蚀现象。酸性腐蚀的机理主要是酸性介质中的氢离子与金属表面上的金属离子
发生反应,导致金属表面的腐蚀。
2.碱性腐蚀
碱性腐蚀是指在碱性介质中,金属表面发生的化学反应造成的腐蚀现象。碱性腐蚀的机理主要是碱性介质中的氢氧根离子与金属表面上的金属
离子发生反应,导致金属表面的腐蚀。
3.氧化腐蚀
氧化腐蚀是指在含氧气的环境中,金属表面发生的化学反应造成的腐
蚀现象。氧化腐蚀的机理主要是金属表面上的氧与金属表面上的金属离子
4.电化学腐蚀
电化学腐蚀是指在电解质溶液中,金属表面发生的电化学反应造成的
腐蚀现象。电化学腐蚀的机理主要是金属表面上的阳极区域和阴极区域发
生电流流动,产生阳极溶解和阴极保护,导致金属表面的腐蚀。
5.微生物腐蚀
微生物腐蚀是指在生物多样性环境中,由微生物引起的金属腐蚀。微生物腐蚀的机理主要是微生物代谢产物对金属表面的化学反应,以及微生物表面对金属表面的附着和菌斑形成导致的腐蚀。
6.废物气体腐蚀
废物气体腐蚀是指金属材料与废物气体中的化学物质相互作用,导致金属表面的腐蚀。废物气体中的酸性气体、碱性气体、氧化性气体等会与金属发生反应,引起腐蚀。
7.氯离子腐蚀
氯离子腐蚀是指氯离子与金属表面发生的化学反应造成的腐蚀现象。氯离子腐蚀的机理主要是氯离子与金属表面上的金属离子发生反应,导致金属表面的腐蚀。
腐蚀是什么意思
腐蚀:破坏的无形力量。
腐蚀是一种化学作用,指物质与一种介质(通常为氧化剂)之间化学反应,沿着溶液的表面侵袭、浸蚀或解体原材料,从而使材料发生变质并使其失去原本的物理、力学和功能特性的现象。
腐蚀的类型:
1.化学腐蚀:由于物质与氧化剂之间的化学反应,从而使材料发生变质,称为化学腐蚀。
2.电化学腐蚀:在电解质溶液中,材料与阴、阳极电解质反应,称为电化学腐蚀。
3.金属腐蚀:材料在受潮和湿热环境下产生氢气和氧化性气体,从而导致金属材料表面渐渐变薄,称为金属腐蚀。
4.生物腐蚀:指某些微生物或植物产生的一些特定的酶反应,与物质的化学反应,使物质发生变质,称为生物腐蚀。
造成腐蚀的因素:
1.气候条件:气候条件会影响物质的耐腐蚀性,磨损和破坏材料的机
械强度。
2.物质结构:材料结构会决定材料的耐腐蚀性,材料结构不均匀可能
会加速腐蚀。
3.溶剂类型:不同的溶剂具有不同的腐蚀特性,从低温到高温,溶剂
可能会造成不同程度的腐蚀。
4.环境杂质:一定程度上会影响材料的耐腐蚀性,有机污染物会造成
材料结构的变形,加速腐蚀过程。
腐蚀的防护措施:
1.降低温度:降低温度会降低溶液的活动能力,具有一定的抑制作用;
2.电镀:在材料表面涂覆电镀层,减缓物质与氧化剂之间的反应;
3.电位控制:保持材料表面的电位相对稳定,减缓物质与氧化剂之间
的反应;
4.控制清洗剂:控制清洗剂的浓度,勤清洗,及时更换清洗液,防止
污垢积聚;
5.阴、阳极保护:在阴、阳极及阳极延伸部位安装有腐蚀防护装置,
使极化抵抗力增加,从而减少腐蚀的发生。
腐蚀等级划分标准是根据腐蚀速率和腐蚀程度来划分的。一般来说,腐蚀等级可以分为以下几类:
1.轻微腐蚀:腐蚀速率较低,对设备或结构的影响较小,一般不需要采取特殊
措施。
2.中度腐蚀:腐蚀速率适中,对设备或结构有一定的影响,需要采取一些防护
3.严重腐蚀:腐蚀速率较高,对设备或结构的影响较大,需要采取有效的防护
措施,并定期检查和维修。
4.非常严重腐蚀:腐蚀速率极高,对设备或结构的影响非常大,需要立即采取
有效的防护措施,并进行紧急维修。
在腐蚀等级划分标准中,还考虑了腐蚀介质、温度、湿度、压力等因素对腐蚀速率和腐蚀程度的影响。因此,在进行腐蚀等级划分时,需要根据具体情况进行综合考虑。
总之,腐蚀等级划分标准是评估设备或结构受腐蚀影响程度的重要工具,有助于确定合适的防护措施和维修计划。
腐蚀的概念和分类
腐蚀是指物质与外界环境中的化学物质或其他物质发生反应,导致物质的质量、形状或性质发生不可逆转的改变的过程。腐蚀是一种自然界中普遍存在的现象,几乎所有的物质都会受到腐蚀的影响。腐蚀可以分为化学腐蚀和电化学腐蚀两大类。
氧化腐蚀是指物质与氧气发生反应,导致物质的质量、形状或性质发生改变的过程。氧化腐蚀是最常见的一种腐蚀形式,例如铁与氧气反应生成铁锈。氧化腐蚀是一种自然界中普遍存在的现象,几乎所有的金属都会受到氧化腐蚀的影响。
酸腐蚀是指物质与酸发生反应,导致物质的质量、形状或性质发生改变的过程。酸腐蚀通常会导致物质表面产生腐蚀坑或腐蚀层,严重时甚至会导致物质的破坏。酸腐蚀是一种常见的腐蚀形式,例如金属与酸反应生成盐和氢气。
碱腐蚀是指物质与碱发生反应,导致物质的质量、形状或性质发生改变的过程。碱腐蚀通常会导致物质表面产生腐蚀坑或腐蚀层,严重时甚至会导致物质的破坏。碱腐蚀是一种常见的腐蚀形式,例如金属与碱反应生成盐和氢气。
电化学腐蚀是指物质与电解质溶液中的化学物质发生电化学反应,导致物质的质量、形状或性质发生改变的过程。电化学腐蚀是一种较为复杂的腐蚀形式,通常需要同时具备电解质溶液、金属和电流等条件。电化学腐蚀可以分为阳极腐蚀和阴极腐蚀两种类型。
阳极腐蚀是指金属在电化学腐蚀中作为阳极发生氧化反应,导致金属表面的质量、形状或性质发生改变的过程。阳极腐蚀通常会导致金属表面产生腐蚀坑或腐蚀层,严重时甚至会导致金属的破坏。
腐蚀的概念是什么
腐蚀是指物质与周围环境所发生的化学反应过程,导致物质的质量、形状、性质或功能发生不可逆的改变。这种反应通常是发生在金属和非金属材料表面的一种腐蚀作用。
腐蚀是一种普遍存在于日常生活和工业生产中的现象。从金属的角度来看,腐蚀是指金属与外界环境中的气体、液体或固体等物质发生化学反应产生的物质变化。由于原子层内金属原子与外层环境物质原子的作用,从而导致金属表面出现一系列破损、腐蚀或氧化的现象。从非金属的角度来看,腐蚀是指非金属材料与外界环境中的化学物质发生反应产生的材料损害。
腐蚀可以分为许多不同类型和形式,其中最常见的是金属腐蚀。金属腐蚀一般指金属与氧气和水分子相互作用产生的氧化作用,导致金属物质的质量减少、性能下降。金属腐蚀的速度受到多种因素的影响,包括环境湿度、温度、空气中化学物质的浓度和金属材料本身的性质等。不同金属材料对腐蚀的抵抗能力也不同,有些金属像铁、锌等容易被腐蚀,而有些金属像铝、铜等具有较强的抗腐蚀性能。
腐蚀产生的物质变化对物体和结构的损害是不可逆的。腐蚀会使材料表面产生腐
蚀坑、氧化层或裂纹,进而影响材料的强度、硬度和耐久性。在一些用金属材料建造的设备、建筑物和基础设施上,腐蚀可能导致严重的结构损坏和事故。因此,对于抵抗腐蚀的研究和预防措施具有重要的意义。
为了防止腐蚀,人们采取了多种方法和措施。最常见的方法就是使用防腐蚀材料,如涂层、保护漆、润滑剂和防锈剂等。这些材料可以形成一层保护膜,防止外界物质与金属直接接触。此外,还有电镀、热镀、热浸镀等电化学和物理方法,利用外加电场或高温将其它金属沉积到金属表面上,形成保护层,从而防止金属腐蚀。另外,材料的选择也是防腐蚀的关键,选择一种抗腐蚀性能好的材料可以减少腐蚀的概率。
八大腐蚀类型
腐蚀是指金属或其他材料在特定环境中受到化学或电化学作用而逐渐损坏的过程。腐蚀不仅会降低材料的强度和耐久性,还可能导致设备故障和安全事故。了解不同的腐蚀类型对于预防和控制腐蚀至关重要。本文将介绍八大腐蚀类型,并探讨其特点和防治方法。
1.电化学腐蚀
电化学腐蚀是最常见的腐蚀类型之一。它是由于金属与电解质溶液中的化学反应而引起的。在电化学腐蚀中,金属表面的阳极和阴极区域形成,形成电池。阳极区域发生氧化反应,而阴极区域发生还原反应。防治电化学腐蚀的方法包括使用阴极保护、涂层保护和合适的材料选择。
2.空气腐蚀
空气腐蚀是由于金属与空气中的氧气和湿气发生反应而引起的。常见的空气腐蚀类型包括氧化腐蚀和水蒸气腐蚀。氧化腐蚀是金属与氧气反应形成氧化物的过程,而水蒸气腐蚀是金属与湿气反应形成氢氧化物的过程。防治空气腐蚀的方法包括使用防腐涂层、控制湿度和氧气浓度。
3.酸性腐蚀
酸性腐蚀是由于金属与酸性溶液接触而引起的。酸性腐蚀可以分为酸性溶液直接腐蚀和酸性气体腐蚀两种类型。酸性溶液直接腐蚀是
酸性溶液中的氢离子与金属表面发生反应,而酸性气体腐蚀是酸性气体与金属表面发生反应。防治酸性腐蚀的方法包括使用耐酸材料、控制酸性溶液的浓度和温度。
4.碱性腐蚀
碱性腐蚀是由于金属与碱性溶液接触而引起的。碱性腐蚀可以分为碱性溶液直接腐蚀和碱性气体腐蚀两种类型。碱性溶液直接腐蚀是碱性溶液中的氢氧根离子与金属表面发生反应,而碱性气体腐蚀是碱性气体与金属表面发生反应。防治碱性腐蚀的方法包括使用耐碱材料、控制碱性溶液的浓度和温度。
腐蚀会影响哪些物体
腐蚀是指在特定条件下,金属或其他物质与周围介质之间发生的一种
永久性的化学反应。腐蚀不仅影响金属材料,还会影响其他各种物体。
首先,腐蚀会影响金属材料。金属腐蚀是腐蚀中最常见的类型之一、
金属腐蚀是指金属表面与环境中的氧气、水或其他化学物质发生氧化反应,从而导致金属失去其结构和性能。常见的金属腐蚀包括铁锈、铜绿、银黑等。金属腐蚀会降低金属的机械强度和耐腐蚀性,导致材料破损、变形和
失效。
其次,腐蚀也会影响混凝土结构。混凝土中的钢筋暴露在空气中或者
受到湿度较高的环境,容易发生腐蚀。钢筋的腐蚀会导致混凝土结构的破
坏和松动。此外,混凝土中的氯离子和硫酸盐等化学物质也可引起混凝土
腐蚀。腐蚀后的混凝土会失去强度,导致建筑物结构的不稳定,甚至引发
危险。
再次,腐蚀也会影响涂层和油漆。金属腐蚀会导致涂层和油漆与底层
金属之间的粘结力降低。腐蚀的金属表面容易出现氧化、锈斑或起泡等现象,使涂层与金属表面分离或起皮。腐蚀还会加速涂层中的溶剂挥发和基
材中的水分吸收,导致涂层脆化和破损。这使得涂层和油漆的保护效果降低,无法有效抵抗外界对底层物质的侵蚀和破坏。
此外,腐蚀还会影响玻璃、塑料和陶瓷等非金属材料。尽管非金属材
料通常不易腐蚀,但在一些特殊环境下,如酸性或碱性溶液中,它们仍然
会被侵蚀或变质。此外,非金属材料通常与金属材料组合应用,当金属腐
蚀时,会产生电化学反应,从而引发非金属材料的腐蚀。
在自然环境中,腐蚀也会对其他物体产生影响。例如,腐蚀对环境中的土壤、岩石、河流、海洋生物等也会产生不同程度的影响。腐蚀会改变土壤和岩石的性质,导致其疏松和破坏,进而影响土地的农业利用、水源的清洁度以及建筑物的稳定性。在水体中,腐蚀还会导致由于金属腐蚀释放出的污染物质对生物生态环境的影响。
腐蚀的概念
腐蚀是指材料在环境作用下发生损坏、化学变化或物理变化的过程。这种过程会导致材料的性能下降、损坏或失效,进而影响材料的正常使用。
腐蚀可以发生在各种材料中,如金属、非金属、高分子材料等。当这些材料暴露在一定的环境条件下时,它们可能会与环境中的物质发生化学反应或电化学反应,导致材料的损坏或失效。
腐蚀可以引起材料性能的下降,如强度、韧性、耐腐蚀性等。这可能会导致材料的变形、破裂、穿孔等,从而影响设备或构件的正常使用。
为了防止和控制腐蚀,通常采用以下几种方法:
1.使用耐腐蚀材料:选择具有较高耐腐蚀性的材料,如不锈钢、
钛合金、聚合物等。
2.改变环境条件:通过改变环境条件,如温度、湿度、压力等,
来减少腐蚀的发生。
3.涂层保护:在材料表面涂上防腐蚀涂层,如油漆、涂料、塑料
等,以保护材料表面不受腐蚀。
4.电化学保护:利用电化学原理,通过阴极保护和阳极保护等方
法,使材料表面形成一层稳定的氧化膜,从而减缓腐蚀。
腐蚀的种类和定义
腐蚀是指材料在特定环境下受到侵蚀、损坏的过程。腐蚀不仅仅对金属材料有影响,还可以对混凝土、陶瓷、塑料等其他材料造成损害。腐蚀的种类和定义主要有以下几种:
1.电化学腐蚀:
电化学腐蚀是指在电解质液中,电极表面的金属在阳极区被溶解,形成金属离子,并在阴极区还原成金属。这种腐蚀过程是由于金属表面形成的阳极和阴极之间的电势差所引起的。电化学腐蚀是最常见的腐蚀形式,比如金属结构在海洋和化工环境中容易受到电化学腐蚀的影响。
2.化学腐蚀:
化学腐蚀是指发生在一些特殊介质中的腐蚀过程。这种腐蚀并不需要电化学反应,而是由于其中一种化学物质对材料的侵蚀作用。常见的化学腐蚀形式包括酸腐蚀、碱腐蚀和盐腐蚀等。例如,硫酸和盐酸可以对金属产生强烈的酸腐蚀。
3.气体腐蚀:
气体腐蚀是指气体对材料的侵蚀作用。不同的气体对材料有不同的腐蚀影响,比如酸性气体如二氧化硫和氯气可引起金属腐蚀,而水蒸汽对一些材料的氧化也属于气体腐蚀的一种。气体腐蚀在许多工业过程中都是一个重要的问题,如炼油、化工和电力等领域。
4.微生物腐蚀:
微生物腐蚀是由微生物对材料表面的侵蚀作用引起的一种特殊腐蚀形式。微生物腐蚀主要是由细菌、真菌和藻类等微生物引起的。这些微生物
能够分解材料表面的有机物,并产生酸性物质,从而导致材料的腐蚀。微
生物腐蚀在海洋环境和水处理过程中都很常见。
5.磨蚀腐蚀:
磨蚀腐蚀是由于材料表面的磨损和腐蚀共同作用而发生的一种腐蚀形式。磨蚀腐蚀主要是由于颗粒物的磨损作用以及腐蚀介质对材料的侵蚀作
用共同作用引起的。磨蚀腐蚀在一些机械设备和液体输送管道中经常发生。
金属腐蚀途径
金属腐蚀是指金属与周围环境中的化学物质反应所产生的物质变化和金属性能下降的过程。金属腐蚀的途径主要分为以下几类:
1.湿气腐蚀:金属常常与空气中的湿气反应,产生氧化腐蚀。例如,铁与水蒸气反应生成铁锈。
2.氧化腐蚀:金属与氧气反应产生金属氧化物的过程。在常温下,大多数金属都会与氧气反应发生氧化腐蚀。例如,铝在空气中与氧气反应形成氧化铝。
3.电化学腐蚀:金属在电解质溶液中,如水中,经过电化学反应发生腐蚀。金属表面上的阳极和阴极区域形成了一个电池,从而导致了金属的腐蚀。
4.酸腐蚀:金属与强酸反应产生的腐蚀作用。酸具有腐蚀金属的性质,可以溶解金属表面形成金属盐。
5.碱腐蚀:金属与强碱反应产生的腐蚀作用。碱也具有腐蚀金属的性质,可以溶解金属表面形成金属盐。
此外,金属腐蚀还可以受到其他因素的影响,例如高温、湿度、盐度、腐蚀介质的浓度等。不同的金属对不同的腐蚀介质的腐蚀性也有所不同。
腐蚀的概念名词解释
腐蚀是指一种物质逐渐被化学反应侵蚀、损坏或破坏的过程。这种过程通常是由于物质与其周围环境中的化学物质发生反应而引起的。腐蚀可以发生在不同的材料上,例如金属、石材、混凝土等。
腐蚀是一种广泛存在的自然现象,其发生是由于化学反应导致金属或其他材料与环境中的氧、水、酸、盐等物质发生反应。这些化合物与材料表面的金属离子或分子结合,形成新的化合物,导致材料的破坏。腐蚀不仅在自然界中存在,也在工业生产和日常生活中常常出现。
腐蚀可以分为几种不同的类型,包括电化学腐蚀、化学腐蚀和微生物腐蚀。电化学腐蚀是最常见的腐蚀类型,发生在金属与电解质接触时,通过氧化还原反应引起物质的腐蚀。化学腐蚀是指材料与化学物质直接接触导致的腐蚀现象,如金属与酸或碱性物质的反应。微生物腐蚀则是由微生物产生的化学物质引起的腐蚀,这些微生物可以存在于水、土壤、空气中。
腐蚀对于材料的破坏是一个逐渐发展的过程,这取决于多个因素,如物质的特性、环境条件、腐蚀介质的浓度和温度等。金属材料通常更容易受到腐蚀的侵害,因为金属离子的释放速率较高。一些特殊的金属合金可以通过控制化学成分来抵御腐蚀,例如不锈钢、铝合金和镀层材料。
为了降低腐蚀对材料的破坏,可以采取多种预防和防护措施。例如,使用腐蚀抑制剂可以减缓腐蚀反应的进行。涂覆防腐油漆、涂层或电镀层可以提供材料的屏障保护,防止腐蚀介质接触到材料表面。此外,通过控制环境条件,如湿度、温度和酸碱度,也可以减少腐蚀的发生率。
腐蚀的影响不仅仅局限于材料的破坏,还涉及到各个领域的经济损失和环境问题。腐蚀会导致设备、结构和基础设施的提前失效,增加维修和更换的成本。在工业生产中,腐蚀还可能导致生产线停机,影响生产效率和质量。此外,由于腐蚀产
腐蚀
一.腐蚀的类型:
1.均一腐蚀(或称全面腐蚀)
2.电流腐蚀(或称二金属腐蚀)
3.裂隙腐蚀(或称溶池腐蚀)
4.孔蚀
5.粒界腐蚀
6.选择腐蚀(或称分离腐蚀)
7.应力腐蚀
8.冲蚀
9.其它腐蚀
二.各种类型的腐蚀介绍:
1.均一腐蚀(uniformcorrosion)
均一腐蚀是全面的,大多是化学反应所引起,是腐蚀中最普遍的一种。不锈钢在强酸强碱中的腐蚀,大多是均一腐蚀。
2.电流腐蚀(galvaniccorrosion)或称二金属腐蚀(two-metalcorrosion)
两不同金属在电解质溶液中接触,当两者的电位不同时,活性较大者将成为阳极,活性较小者将成为阴极,形成一个封闭回路,两极间即有电流流动,造成电流腐蚀。电流腐蚀的大小,取决于两不同金属的电位差大小。
3.裂隙腐蚀(crevicecorrosion)
裂隙腐蚀是发生在裂隙处的局部腐蚀,常见的裂隙处为搭接面(lapjoint),止泄垫面(gasket)螺丝丁头下,以及沈积物(deposit)下等。不论是金属与金属或金属与非金属接合面间隙,都可能发生裂隙腐蚀。
4.孔蚀(pitting)
孔蚀是局部的穿孔腐蚀,在金属表面生成一个个或是许多密集的坑坑洞洞,深浅不一,使金属表面看起来粗糙,但也只是一区一区的,并不是整个表面。
孔蚀的生成原因很多,最普通的一个是不清洁,金属表面有灰尘、铁锈、污垢等沈积物。
5.粒界腐蚀(intergranularcorrosion)
晶粒边界是液态金属最后凝固的部分,其熔点最低,固体金属熔解时,此部分也最先熔解。晶粒边界也是高能量区,富有化学活性,所以金属腐蚀时,也容易先由晶粒边界开始。
金属腐蚀的原理
金属腐蚀是指金属在特定环境条件下受到化学或电化学作用而逐渐失去其原有性能的过程。金属腐蚀是一种不可逆的化学反应,会导致金属材料的损坏和破坏,给工业生产和日常生活带来诸多问题。因此,了解金属腐蚀的原理对于预防和控制金属腐蚀具有重要意义。
金属腐蚀的原理主要包括电化学腐蚀和化学腐蚀两种类型。电化学腐蚀是指金属在电解质溶液中发生的腐蚀现象,是由于金属表面和溶液中的氧、水等物质发生电化学反应而导致的。而化学腐蚀则是指金属在非电解质溶液或气体中发生的腐蚀现象,是由于金属表面和介质中的酸、碱、盐等物质发生化学反应而导致的。
在电化学腐蚀中,金属表面会发生氧化还原反应。当金属处于电解质溶液中时,金属表面会发生阳极和阴极两种反应。在阳极反应中,金属会失去电子并被氧化成阳离子,而在阴极反应中,氧或水会接受电子并发生还原反应。这一过程会导致金属表面逐渐溶解和腐蚀,最终形成金属离子和气体产物。
而在化学腐蚀中,金属表面会与介质中的酸、碱、盐等物质发
生化学反应。这些介质中的物质会与金属表面发生化学吸附或离子交换反应,导致金属表面逐渐溶解和腐蚀。例如,金属与酸性介质中的酸发生反应会生成金属盐和氢气,而金属与碱性介质中的碱发生反应会生成金属氢氧化物等。
总的来说,金属腐蚀的原理是由于金属与周围环境中的化学物质发生化学或电化学反应而导致金属表面逐渐失去其原有性能。因此,预防和控制金属腐蚀的关键在于改变或控制金属与周围环境的接触条件,如采取防护涂层、合理设计金属结构、选择合适的材料等措施来减缓或避免金属腐蚀的发生。
腐蚀的定义:腐蚀是材料受环境介质的化学、电化学和物理作用产生的损坏或变质现象。腐蚀的特点:自发性、普遍性、隐蔽性。
腐蚀的分类:(金属腐蚀和非金属腐蚀)
金属腐蚀分为:
(机理)化学腐蚀、电化学腐蚀。
(破坏特征)全面腐蚀、局部腐蚀。
(腐蚀环境)大气、土壤、电解质溶液、熔融盐、高温气体等腐蚀。
局部腐蚀:应力腐蚀、疲劳腐蚀、磨损腐蚀、小孔腐蚀、晶间腐蚀、缝隙腐蚀、电偶腐蚀等电化学腐蚀的定义:金属与电解质溶液发生电化学作用而引起的破坏。
化学腐蚀:金属与非电解质直接发生化学作用而引起的破坏。
金属腐蚀:金属腐蚀是金属与周围环境之间相互作用,使金属由单质转变成化合物的过程。腐蚀速度:在均匀的腐蚀情况下,常用重量指标和深度指标来表示腐蚀速度。
极化的概念:电池工作过程中由于电流流动而引起电极电位偏离初始值的现象,称为极化现象,通阳极电流,阳极电位向正方向偏离称阳极极化;通阴极电流,阴极电位向
负方向偏离称阴极极化。
产生极化的根本原因:阳极或阴极的电极反应与电子迁移(从阳极流出或流入阴极)速度存在差异引起的。
标准氢电极:把电镀有海绵状铂黑(极细而分散的铂金粉)的铂金片插入氢离子活度1的溶液(酸性溶液)中,不断地通入分压101325Pa(1atm)的纯氢气冲击,使铂黑吸附
氢气至饱和,这是铂金片即为标准氢电极。
金属电化学腐蚀的热力学条件:
(1)阳极溶解反应自发进行的条件:EA>EeM
(2)阴极去极化反应自发进行的条件:EK>E0k
(3)电化学腐蚀持续进行的条件:Ee.M
宏观腐蚀电池:阴阳两级可以用肉眼或不大于10倍的放大镜分辨出来(异种金属偶接;浓度差、温差)
1.材料腐蚀的定义是什么按腐蚀机理是如何分类的?按腐蚀形态又分为几大类?金属腐蚀的危害有哪些方面?
材料腐蚀是指物体在环境作用下,引起的破坏和变质。
按腐蚀机理分为:(1)化学腐蚀、(2)电化学腐蚀、(3)物理腐蚀、(4)生物腐蚀。
按腐蚀形态分为:(1)全面腐蚀或均匀腐蚀、(2)局部腐蚀、(3)应力作用下的腐蚀三类金属腐蚀的危害包括:(1)巨大的经济损失,(2)安全、环境的危害,(3)阻碍新技术的发展,(4)促进自然资源的消耗。
2.材料防护技术包括哪些基本方面?
包括:
1)提高金属材料本身的抗蚀性:耐蚀合金。
2)改变环境:温度和流速、除氧、消除应力、缓蚀剂
3)电化学保护阴极保护阳极保护
4)涂镀层.衬里隔离
5)改进设计
第1章金属的高温腐蚀与防护习题
1.我们学过的金属氧化机理有几种?简单介绍Wanger理论机理。
(1)极薄氧化膜(厚度为几纳米)的生长机理;
(2)薄氧化膜(厚度为10~200nm)的生长机理;
(3)Wanger理论(电化学腐蚀机理)
(3)Wanger理论(电化学腐蚀机理):适合于具有一定厚度的氧化膜的生长。可视一定厚度的氧化膜为固体电解质,金属/氧化物和氧化物/氧气两个界面分别为阳极和阴极。因为氧化物为半导体,具有电子和离子导电性。在电场和浓度梯度作用下,电子由金属/氧化物界面(阳极)通过氧化膜到达氧化膜/氧(阴极)。因此,厚膜下高温氧化与水溶液腐蚀类似,也是电化学腐蚀过程。
Wagner理论是基于氧化膜中存在着浓度梯度和电势梯度而进行扩散和电迁移而导出的。因此,它对于薄的和极薄的氧化膜的生长并不适用。
掺杂对合金氧化有什么作用?
掺杂----可降低离子或电子的迁移
----提高金属的抗氧化性能。
1).形成离子导体氧化膜时
掺杂高价金属,可降低氧化速度,如Ag中掺杂少量Cd
形成Ag-Cd合金。
2).形成金属过剩氧化膜时
掺杂高价金属,可降低氧化速度,如Zn中掺杂少量Al
形成Zn-Al合金。
3).形成金属不足氧化膜时
掺杂低价金属,可降低氧化速度,如Zn中掺杂少量Al
(注:上述1.2.3.若掺杂相反的低价或高价金属不但不
能降低氧化速度,相反还会大大提高氧化速度。)
掺杂的影响是有限的,最重要是形成选择性保护膜
如:Cr2O3,Al2O3,SiO2。
什么是活性元素效应?它的原理是什么?
在合金中加入少量活性元素(如钇、稀土金属、锆
铪等)可以显著提高合金的抗氧化能力,特别是提高氧化膜与基体的附着力!------活性元素效应
原理:①活性元素占据合金的位错与空隙处------阻止金属离子向氧化膜迁移,------降低或消除了孔洞的形成,提高附着力。②可以通过内氧化和晶间氧化钉扎氧化膜,隔离基体。③或改善金属/氧化膜界面化学键。
典型实例:NiCoCrAlY耐高温涂层。
4.抗高温腐蚀涂层有哪些基本类型?分析限制其性能的因素。
(1).铝化涂层:---热扩散Al与基体形成合金
(2)覆盖型合金涂层---其成分和结构与基体合金无关.--通过多弧镀、磁控溅射、气相沉积、等离子喷涂----在合金表面形成一层多相合金涂层.
(3).表面结构改性(涂层):---不改变合金表面成分,仅仅改变其表面结构----激光表面重熔、高能脉冲表面处理、表面喷丸、热处理、磁控溅射相同合金成分形成微晶、纳米晶层.
(4).陶瓷涂层:----在合金表面直接沉积陶瓷涂层---两类:①抗高温腐蚀陶瓷涂层,一般较薄(δ:几十nm到几个μm)如沉积稀土氧化物或氧化铝陶瓷薄膜.
②隔热的热障涂层,一般先沉积一层MCrAlY涂层,再沉积一层(δ:300μm~2mm)ZrO2-(6~8%)Y2O3的陶瓷涂层.----航空发电机的关键技术
限制其性能的因素:
(1).涂层与基体的互反应:
(2).涂层中的缺陷:
-------厚度不均、局部夹杂、裂纹、界面局部分离…
(3).合金与涂层体系的力学性能:
规律:合金基体→涂层→氧化膜:塑性下降、脆性增大、热膨胀系数减小、强度下降.
-------少量的稀土元素可以提高氧化膜的附着力
免于机械破坏条件:改善涂层的脆塑转变温度(DBTT)---提高合金的力学性能.
合金氧化有什么特点?如何提高合金的抗氧化性能?
答:一特点:1.合金的氧化机理比纯金属的氧化更复杂,其至少含有两个组份和两个以上可能被氧化的成分。2.只有合金表面形成保护性的选择氧化膜,合金才具有最佳保护性能,3.AB二元合金表面要生成唯一的BO氧化膜(B比A对氧有更大亲和力),必须满足:
NB(min)>
4.合金生成氧化膜不一定需要内氧化,内氧化是外氧化向内转变的结果。
二、1.在合金中加入适当元素,使其参杂到氧化膜中,降低离子或电子的迁移,可提高抗氧化性。2.在合金中加入少量活性元素,提高氧化膜在合金上的附着力,可提高抗氧化性能。
★金属的高温硫化与氧化相比较有什么特点?
答:1.硫化物的热力学稳定性低于氧化物,硫化物的生成自由能比氧化物的正,且不同硫化物的生成自由能相差较小,在热力学上合金发生选择性硫化比氧化困难。2.除难溶金属的硫化物外常用的硫化物中缺陷浓度比相应氧化物的高,则硫化物中的扩散系数和硫化抛物线速度常数必然高。在动力学上合金发生选择性硫化比选择性氧化所需合金元素浓度高得多。3.常用金属硫化物的熔点比氧化物的低得多,而且许多金属可与其硫化物形成低熔点共晶。4.硫化物的PB值较氧化物的大,且远大于一,硫化膜在生长中存在很大的应力,因此硫化膜容易发生破裂和脱落。
如何防止和阻碍金属与合金的碳化
答:1.在环境中加入微量硫化氢气体,需小心控制气量,否则会加快腐蚀。2.在合金中加入较活泼的元素,使其在碳化环境中生产氧化膜,成为碳扩散的阻碍层。通常可加入:Si,Cr,Al等。
第2章金属的电化学理论基础习题
1.腐蚀原电池工作过程包括哪几个过程?腐蚀原电池有什么特点?从宏观、微观上腐蚀原电池各可分为几类?
答题要点:腐蚀原电池工作过程包括包括:(1)阳极过程:金属的溶解,M→Mn++ne;
(2)阴极过程:氧化性物质D(称为去极化剂通常为O2、H+)吸收电子还原;
D+ne-→[D·ne];(3)电流的流动:在金属内部(相当于短接的导线)以电子为载体,电流由正极流向负极;电解质中以带电粒子为载体,由阳极流向阴极(负极→正极)。