De第四章金属在自然环境中的腐蚀课件.ppt
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- De 第四 金属 自然环境 中的 腐蚀 课件
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1、Chapter 4Metal Corrosion in Entironments 金属在自然环境中的腐蚀金属在自然环境中的腐蚀Section 1 Atmospheric Corrosion 大气腐蚀大气腐蚀Section 2 Seawater Corrosion 海水腐蚀海水腐蚀Section 3 Soil Corrosion 土壤腐蚀土壤腐蚀Section 1Atmospheric Corrosion 大气腐蚀大气腐蚀1.The concept of atmospheric corrosion 大气腐蚀的概念大气腐蚀的概念v定义:定义:金属在常温大气中,由于空气中的水金属在常温大气中,由于空
2、气中的水和氧等的化学和电化学作用而引起的腐蚀称和氧等的化学和电化学作用而引起的腐蚀称为大气腐蚀。为大气腐蚀。大气腐蚀的例子:大气腐蚀的例子:钢铁在空气中的生锈即属于此类钢铁在空气中的生锈即属于此类腐蚀。工厂的钢梁、道路桥梁、火车钢轨、各种机腐蚀。工厂的钢梁、道路桥梁、火车钢轨、各种机械设备、车辆、电工产品、石油石化工业中的大部械设备、车辆、电工产品、石油石化工业中的大部分生产设备以及武器装备等金属材料都是在大气环分生产设备以及武器装备等金属材料都是在大气环境下使用的会发生大气腐蚀。境下使用的会发生大气腐蚀。2.Classification of Atmospheric Corrosion 大气
3、腐蚀分类大气腐蚀分类v2.1 Some concepts related to atmospheric corrosion v 大气腐蚀的相关概念大气腐蚀的相关概念2.1.1 Composition of atmosphere 大气及其组成大气及其组成 地球表面上自然状态的空气称为大气。地球表面上自然状态的空气称为大气。2.Classification of Atmospheric Corrosion 大气腐蚀分类大气腐蚀分类v2.1 Some concepts related to atmospheric corrosion v 大气腐蚀的相关概念大气腐蚀的相关概念2.1.2 Absolut
4、e humidity and relative humidity 绝对湿度绝对湿度和相对湿度和相对湿度vAbsolute humidity 绝对湿度:一立方米大气中的水汽含量绝对湿度:一立方米大气中的水汽含量(g/m3);一定温度下大气的最高绝对湿度叫做大气的饱和水蒸);一定温度下大气的最高绝对湿度叫做大气的饱和水蒸汽量。汽量。vRelative humidity 相对湿度:大气中的绝对湿度与同温度下的相对湿度:大气中的绝对湿度与同温度下的饱和水蒸汽量之比。饱和水蒸汽量之比。2.Classification of Atmospheric Corrosion 大气腐蚀分类大气腐蚀分类v2.2 C
5、lassification of atmosphere corrosion 大气腐大气腐蚀的分类蚀的分类2.2.1 Dry atmosphere corrosion 干大气腐蚀干大气腐蚀RH 60%80%v如铜、银等非铁金属,在被硫化物所污染了的空气中产生的失泽作用就如铜、银等非铁金属,在被硫化物所污染了的空气中产生的失泽作用就是一个例子。是一个例子。2.2.2 Moist atmospheric corrosion 潮大气腐蚀潮大气腐蚀60%80%RH 100%v铁在没有雨雪淋到时的生锈。铁在没有雨雪淋到时的生锈。2.2.3 Wet atmospheric corrosion 湿大气腐蚀湿大
6、气腐蚀RH 100%当水分以雨、雪、水沫等形式直接落在金属表面上时所发生的腐蚀。当水分以雨、雪、水沫等形式直接落在金属表面上时所发生的腐蚀。2.Classification of Atmospheric Corrosion 大气腐蚀分类大气腐蚀分类v2.3 Relationship between the rate of atmospheric corrosion and the thickness of liquid film 大气腐蚀速度与液膜厚度大气腐蚀速度与液膜厚度的关系的关系区域区域I:相当于干大气腐蚀,腐蚀速:相当于干大气腐蚀,腐蚀速度很低。度很低。区域区域II:腐蚀速度急剧增加,
7、相当于:腐蚀速度急剧增加,相当于潮大气腐蚀。潮大气腐蚀。区域区域III:湿大气腐蚀区。:湿大气腐蚀区。区域区域IV:相当于全浸在电解液中,:相当于全浸在电解液中,腐蚀速度已基本不变。腐蚀速度已基本不变。3.The mechanism of atmospheric corrosion 大气腐蚀机理大气腐蚀机理v3.1 The formation of water film on metal surface 金属表面上水膜的形成金属表面上水膜的形成3.1.1 毛细凝聚:毛细凝聚:微细裂纹、结构间隙、空隙、尘埃微粒形成毛细管微细裂纹、结构间隙、空隙、尘埃微粒形成毛细管3.1.2 吸附凝聚:吸附凝聚:
8、不饱和键力不饱和键力3.1.3 化学凝聚:化学凝聚:吸水性化合物如吸水性化合物如NaCl、NH4NO3、手汗、手汗v3.2 The mechanism of atmospheric corrosion in initial stage 大气腐蚀初期的腐蚀机理大气腐蚀初期的腐蚀机理3.2.1 Cathodic process 阴极过程阴极过程3.2.2 Anodic process 阳极过程阳极过程OHeOHO44222nMneM3.The mechanism of atmospheric corrosion 大气腐蚀机理大气腐蚀机理v3.1 The formation of water fil
9、m on metal surface 金属表面上水膜的形成金属表面上水膜的形成3.1.1 毛细凝聚毛细凝聚3.1.2 吸附凝聚吸附凝聚3.1.3 化学凝聚化学凝聚v3.2 The mechanism of atmospheric corrosion in initial stage 大气腐蚀初期的腐蚀机理大气腐蚀初期的腐蚀机理3.2.1 Cathodic process 阴极过程阴极过程3.2.2 Anodic process 阳极过程阳极过程OHeOHO44222nMneMv3.3 The mechanism of atmospheric corrosion after the format
10、ion of rust in the surface of metal 大气腐蚀在金属表层形成锈层后大气腐蚀在金属表层形成锈层后的腐蚀机理的腐蚀机理Evans模型模型v金属金属/Fe3O4的界面上:的界面上:v(阳极反应)(阳极反应)vFe3O4/FeOOH界面上:界面上:v(阴极反应)(阴极反应)eFeFe22OHOHOFeeFeOOH222262433.The mechanism of atmospheric corrosion 大气腐蚀机理大气腐蚀机理4.The characteristics of atmospheric corrosion 大气腐蚀的特点大气腐蚀的特点v4.1 4.1
11、 液膜表面积比极大,具有极好的溶氧条件,使之一方面始终液膜表面积比极大,具有极好的溶氧条件,使之一方面始终为氧饱和,另一方面氧极易达到金属表面,所以大气腐蚀具有吸为氧饱和,另一方面氧极易达到金属表面,所以大气腐蚀具有吸氧腐蚀的优越条件。氧腐蚀的优越条件。v4.2 4.2 由于液膜的高含氧特征及金属离子水化过程的困难,由于液膜的高含氧特征及金属离子水化过程的困难,容易容易促成阳极极化乃至阳极钝化。促成阳极极化乃至阳极钝化。v4.3 4.3 腐蚀产物残留沉积于金属表面,它们的特性对腐蚀影响极大,腐蚀产物残留沉积于金属表面,它们的特性对腐蚀影响极大,有的具有保护作用能够抑制腐蚀的发展,有的可能进一步
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