
化工腐蚀与防护学习心得
船舶 汽车 包装 钢铁等相关行业都需要腐蚀与防护学的专业人员 腐蚀与防护是工业中非常重要的一个环节项目 社会需求应该很大 希望回答对你有帮助
金属腐蚀与防护
若与蓄电池相接,则为牺牲阳极保护法,即钢船壳与蓄电池的负极相连。
这样在阳极失电子,阴极的阳离子得电子发生还原反应,钢船外壳不发生反应,避免被腐蚀,保护了钢船外壳。
常用的方法还有原电池原理,外壳镀锌。
即被保护方做正极,负极活泼型金属失电子。
金属腐蚀及防腐蚀的实验报告
金属材料的腐蚀与防护 陈小鸿 巴万兴 03级材料物理 关键词:腐蚀,防护,化学腐蚀,电化学腐蚀,阻化剂,析氢腐蚀,吸氧腐蚀。
摘要: 当金属与周围介质接触时,由于发生化学作用或电化学作用而引起的材料性能的退化与破坏叫做金属的腐蚀。
金属腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀,化学腐蚀使金属表面逾期提货非电解质溶液接触发生化学作用而引起的腐蚀:而电化学腐蚀使由于金属及其合金在周围介质的电化作用下而引起的腐蚀,实质上由于金属表面形成许多微小的短路原电池的结果。
影响金属电化学腐蚀的因素较多,包括金属的活泼性,金属在特定介质中的电极电势及环境的酸度。
避免发生电化学腐蚀的方法很多:可以隔绝金属与周围介质的接触,即避免腐蚀原电池的形成。
意义: 腐蚀会给人类带来危害,引起惊人的损害。
但也可以利用其为人类造福。
例如,工程技术中常利用腐蚀原理进行材料加工,“化学蚀剂”方法就是利用其进行金属定域“切削”的加工方法。
学习本试验可以了解金属腐蚀的基本原理以及金属材料放腐蚀的方法 试验过程: 金属腐蚀可按产生的机理分为化学腐蚀、电化学腐蚀和物理腐蚀。
化学腐蚀是指材料与周围介质直接发生化学反应,但反应过程中不产生电流的腐蚀过程;电化学腐蚀是指金属与离子导电性介质发生电化学反应,反应过程中有电流产生的腐蚀过程;物理腐蚀是指由于单纯的物理溶解而产生的腐蚀。
针对金属腐蚀的不同种类,对金属的防护有以下几种方法:改变金属内部结构、保护层法、电化学保护法、对腐蚀介质进行处理、电化学保护法。
1. 微电池的显示法。
取10ml0.01mol\\\/dm3NaCl,0.3ml1%K3[Fe(CN)6],1%酚酞0.5ml,白明胶适量(一平匙)制成铁锈指示剂。
将铁锈指示剂加热成粘稠状,放置。
待凝固前,涂在去锈的铁片上。
10分钟以后观察。
2. 阴阳极防腐蚀镀层。
取一镀锡、镀锌的铁片,用锉刀划破表面镀层,在划痕上分别滴几滴稀硫酸和一滴铁氰化钾,观察。
3 .阻化剂。
取一铁片放入20% 的盐酸溶液中,加热到60~70℃,观察;然后加入六次甲基四胺,观察。
4. 析氢腐蚀。
在试管放入3粒锌粒和约3ml0.1molHCl溶液,观察;取一根用砂纸擦进的铜丝,插入上述盛有锌粒的试管中,观察铜丝与锌粒未接触式以及接触时的情况。
5. 吸氧腐蚀。
取一块铁片用砂纸擦去铁锈,洗净晾干,另取5滴NaCl、1滴K3[Fe(CN)6]溶液和1滴酚酞于试管中,摇匀。
静止片刻后观察。
实验结果及讨论: 实验1中,可以看到出现蓝色斑点,这是因为铁片出现阴阳区,在阳极区,FeFe2++2e,2Fe2++2[Fe(CN)6]3-Fe3[Fe(CN)6]2 Fe2+溶于K3[Fe(CN)6]中反应而出现蓝色斑点。
实验2中,镀锡的铁片在划破处出现蓝色沉淀,说明铁层发生溶解,镀锌铁片出现气泡,没有蓝色沉淀,说明锌发生反应。
证明了还原性的强弱为锌〉铁>锡。
实验3中,先是出现气泡,证明铁与稀硫酸反应,加入六次甲基四胺后没有气泡,说明铁的腐蚀结束。
实验4中,加入锌后,有气泡产生,加入铜丝(未接触)铜丝处无变化,接触后反应加剧,气泡大量产生。
这是由于铜丝和锌组成了原电池造成的 实验5中,中心出现蓝斑,边缘出现粉红色。
致谢 : 本实验报告在完成时借用张志荣同学的电脑,在此表示感谢
参考文献: 《材料化学实验讲义》 兰州大学物理科学与技术学院 (李波 卫秀成 刘文晶 编著 )
金属腐蚀与防护
金属的腐蚀速率与电解质溶液的浓度有关。
浓度越大,腐蚀越快
金属的腐蚀和防护
金属的腐蚀与防护金属有许多优良的性质,例如导电性、导热性、强度、韧性、可塑性、耐磨性、可铸造性等。
金属材料至今依然是最重要的结构材料,广泛应用于生产、生活和科技工作的各个方面。
金属制品在生产和使用的过程中,受到各种损坏,例如,机械磨损、生物性破坏、腐蚀等。
1、金属腐蚀的定义 金属的腐蚀是金属在环境的作用下所引起的破坏或变质。
金属的腐蚀还有其他的表述。
所谓环境是指和金属接触的物质。
例如自然存在的大气、海水、淡水、土壤等,以及生产生活用的原材料和产品。
由于这些物质和金属发生化学作用或电化学作用引起金属的腐蚀,在许多功能情况下还同时存在机械力、射线、电流、生物等的作用。
金属发生腐蚀的部分,由单质变成化合物,至使生锈、开裂、穿孔、变脆等。
因此,在绝大多数的情况下,金属腐蚀的过程是冶金的逆过程。
2、金属腐蚀的分类 有多种分类方法。
(1)按腐蚀过程的分,主要有化学腐蚀和电化学腐蚀。
化学腐蚀是金属和环境介质直接发生化学作用而产生的损坏,在腐蚀过程中没有电流产生。
例如金属在高温的空气中或氯气中的腐蚀,非电解质对金属的腐蚀等。
引起金属化学腐蚀的介质不能导电。
电化学腐蚀是金属在电解质溶液中发生电化学作用而引起的损坏,在腐蚀过程中有电流产生。
引起电化学腐蚀的介质都能导电。
例如,金属在酸、碱、盐、土壤、海水等介质中的腐蚀。
电化学腐蚀与化学腐蚀的主要区别在于它可以分解为两个相互独立而又同时进行的阴极过程和阳极过程,而化学腐蚀没有这个特点。
电化学腐蚀比化学腐蚀更为常见和普遍。
(2)按金属腐蚀破坏的形态和腐蚀区的分布,分为全面腐蚀和局部腐蚀。
全面腐蚀,是指腐蚀分布于整个金属的表面。
全面腐蚀有各处的腐蚀程度相同的均匀腐蚀;也有不同腐蚀区腐蚀程度不同的非均匀腐蚀。
在用酸洗液清洗钢铁、铝设备时发生的腐蚀一般属于均匀腐蚀。
而腐蚀主要集中在金属表面的某些区域称为局部腐蚀。
尽管此种腐蚀的腐蚀量不大,但是由于其局部腐蚀速度很大,可造成设备的严重破坏,甚至爆炸,因此,其危害更大。
金属在不同的环境条件下可以发生不同的局部腐蚀。
例如孔蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀、晶间腐蚀、磨损腐蚀等。
还有按腐蚀的环境条件把腐蚀分为高温腐蚀和常温腐蚀;干腐蚀和湿腐蚀等。
当金属和周围介质接触时,由于发生化学和电化学作用而引起的破坏叫做金属的腐蚀。
从热力学观点看,除少数贵金属(如Au、Pt)外,各种金属都有转变成离子的趋势,就是说金属腐蚀是自发的普遍存在的现象。
金属被腐蚀后,在外形、色泽以及机械性能方面都将发生变化,造成设备破坏、管道泄漏、产品污染,酿成燃烧或爆炸等恶性事故以及资源和能源的严重浪费,使国民经济受到巨大的损失。
据估计,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
因此,研究腐蚀机理,采取防护措施,对经济建设有着十分重大的意义。
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金属的磷化处理钢铁制品去油、除锈后,放人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。
磷化膜呈暗灰色至黑灰色,厚度一般为5 μm~20 μm,在大气中有较好的耐蚀性。
膜是微孔结构,对油漆等的吸附能力强,如用作油漆底层,耐腐蚀性可进一步提高。
②金属的氧化处理将钢铁制品加到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。
这种氧化膜具有较大的弹性和润滑性,不影响零件的精度。
故精密仪器和光学仪器的部件,弹簧钢、薄钢片、细钢丝等常用发蓝处理。
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、水桶等常涂抽漆,汽车外壳常喷漆,枪炮、机器常涂矿物性油脂等。
用塑料(如聚乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯等)喷涂金属表面,比喷漆效果更佳。
塑料这种覆盖层致密光洁。
色泽艳丽,兼具防蚀与装饰的双重功能。
搪瓷是含SiO2量较高的玻璃瓷釉,有极好的耐腐蚀性能,因此作为耐腐蚀非金属涂层,广泛用于石油化工、医药、仪器等工业部门和日常生活用品中。
④金属保护层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。
前一金属常称为镀层金属。
金属镀层的形成,除电镀、化学镀外,还有热浸镀、热喷镀、渗镀、真空镀等方法。
热浸镀是将金属制件浸入熔融的金属中以获得金属涂层的方法,作为浸涂层的金属是低熔点金属,如Zn、Sn、Pb和A1等,热镀锌主要用于钢管、钢板、钢带和钢丝,应用最广;热镀锡用于薄钢板和食品加工等的贮存容器;热镀铅主要用于化工防蚀和包覆电缆;热镀铝则主要用于钢铁零件的抗高温氧化等。
(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)电化学保护法电化学保护法是根据电化学原理在金属设备上采取措施,使之成为腐蚀电池中的阴极,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==2FeC12 + CuCl2此外,还有电化学刻蚀、等离子体刻蚀新技术,比用三氯化铁腐蚀铜的湿化学刻蚀的方法更好,分辨率更高。
金属腐蚀与防护
如图: 铁□ ○镀铂钛 ↑ ↑  ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ↓ ↓ 接负极 接正极 电源内的电子从负极沿沿不断流入铁极,铁极被保护,浸入海水中的镀铂钛吸取海水在它上面发生的放电反应中的电子流回电池.



