金属的腐蚀与防护课件讲义.ppt

1、铁锈斑斑铁锈斑斑让人心酸让人心酸2023-4-30 铜器表面生成一层薄薄的铜器表面生成一层薄薄的铜绿铜绿 铜绿的主要成分是铜绿的主要成分是Cu2(OH)2CO3资料：资料：金属腐蚀给生产生活带来金属腐蚀给生产生活带来很多不便，造成了巨大的经济损失。很多不便，造成了巨大的经济损失。据报据报道，全世界每年因金属腐蚀造成的直接经济损失约达道，全世界每年因金属腐蚀造成的直接经济损失约达7 7 000000亿美元，是地震、水灾、台风等自然灾害造成损失亿美元，是地震、水灾、台风等自然灾害造成损失总和的总和的6 6倍。我国因金属腐蚀造成的损失占国民生产总倍。我国因金属腐蚀造成的损失占国民生产总值值(GNP)

2、(GNP)的的4 4，钢铁因腐蚀而报废的数量约占钢铁当，钢铁因腐蚀而报废的数量约占钢铁当年产量的年产量的25253030。金属腐蚀还可能造成环境污染。金属腐蚀还可能造成环境污染。例如，重金属制成的材料被腐蚀后，重金属离子就会例如，重金属制成的材料被腐蚀后，重金属离子就会进入到水体、土壤中，引起重金属污染。进入到水体、土壤中，引起重金属污染。采取各种措施防止金属的腐蚀十分必要采取各种措施防止金属的腐蚀十分必要学习目标学习目标知道金属腐蚀的化学原理（知道金属腐蚀的化学原理（A）知道金属防护的常用方法（知道金属防护的常用方法（A）认识防止金属腐蚀的重要意义认识防止金属腐蚀的重要意义 （B ）一、金属

3、的腐蚀一、金属的腐蚀 本质：本质：金属失去电子被氧化金属失去电子被氧化M-ne-=Mn+（1）化学腐蚀）化学腐蚀金属跟接触到的物质金属跟接触到的物质直接直接发生发生化学反应而引起的腐蚀。化学反应而引起的腐蚀。原理：原理：氧化还原反应氧化还原反应例如：例如：钢管被原油中的含硫化合物腐蚀钢管被原油中的含硫化合物腐蚀一、金属的腐蚀一、金属的腐蚀定义：定义：不纯的金属不纯的金属(或合金或合金)跟电解质跟电解质溶液接触时，会发生溶液接触时，会发生原电池原电池反反应，比较活泼的金属失去电子应，比较活泼的金属失去电子而被氧化的反应。而被氧化的反应。原理：原理：原电池反应原电池反应本质：本质：氧化还原反应氧化

4、还原反应例如：例如：钢铁在潮湿的空气中被腐蚀钢铁在潮湿的空气中被腐蚀一、金属的腐蚀一、金属的腐蚀（2）电化学腐蚀）电化学腐蚀现象最普遍现象最普遍危害最严重危害最严重定义：定义：一、金属的腐蚀一、金属的腐蚀 铁合金在使用过程中铁合金在使用过程中发生锈蚀的原因是什么发生锈蚀的原因是什么?为什么炒过菜的为什么炒过菜的铁锅没有及时清洗容易生锈铁锅没有及时清洗容易生锈?（1）铁合金在使用过程中发生锈蚀，是因为在潮湿）铁合金在使用过程中发生锈蚀，是因为在潮湿 环境下的铁合金大多数情况下会发生环境下的铁合金大多数情况下会发生“微电池微电池”腐蚀，属于腐蚀，属于电化学腐蚀电化学腐蚀，其本质是形成了，其本质是形

5、成了原电池原电池。（2）炒过菜的铁锅残留有烹饪用的食盐等电解质，）炒过菜的铁锅残留有烹饪用的食盐等电解质，溶解在水中形成了电解质溶液，如不及时洗净溶解在水中形成了电解质溶液，如不及时洗净 很容易发生很容易发生电化学腐蚀电化学腐蚀，其本质是形成了其本质是形成了原电池原电池。知识回顾知识回顾-原电池原电池 定义定义:构成条件构成条件:直接把化学能转变为电能的装置直接把化学能转变为电能的装置1)两个电极两个电极2)与电极接触的电解质溶液与电极接触的电解质溶液3)形成闭合电路形成闭合电路4)氧化还原反应能自发进行氧化还原反应能自发进行条件：两极一液一连线条件：两极一液一连线 工作原理工作原理(以以Cu

6、-Zn-H2SO4原电池为例原电池为例)电子流向电子流向电极电极 电极反应电极反应反应类型反应类型 电极本身质量电极本身质量活泼金属活泼金属Zn 不活泼金属不活泼金属Cu 总反应：总反应：Zn+2H+=Zn2+H2 ZnCuH2SO4流出流出流进流进负极负极正极正极Zn-2e-Zn2+2H+2e-H2 氧化反应氧化反应还原反应还原反应质量减少质量减少质量不变质量不变 你能不能讲一讲你能不能讲一讲“钢钢铁电化学腐蚀铁电化学腐蚀”的过程呢？的过程呢？二、金属的防二、金属的防护护1、影响金属腐蚀的因素、影响金属腐蚀的因素 本性本性 金属越活泼，就越容易失去电子而被腐蚀，金属越活泼，就越容易失去电子而

7、被腐蚀，如果金属中能导电的杂质不如该金属活泼，如果金属中能导电的杂质不如该金属活泼，则容易形成原电池而使金属发生电化学腐蚀。则容易形成原电池而使金属发生电化学腐蚀。介质介质 金属在潮湿的空气中、接触腐蚀性气体或电金属在潮湿的空气中、接触腐蚀性气体或电 解质溶液，都容易被腐蚀。解质溶液，都容易被腐蚀。分析这些防腐方法的原理。分析这些防腐方法的原理。1 1铁质自来水管为什么要镀锌铁质自来水管为什么要镀锌?2 2自行车车轮钢圈镀铬有什么作用自行车车轮钢圈镀铬有什么作用?铬是如何镀上去的铬是如何镀上去的?3 3汽车车身、轮船外壳喷涂的油漆起什么作用汽车车身、轮船外壳喷涂的油漆起什么作用?4 4有些小刀

8、的刀片表面带有蓝黑色的光泽，这是经过有些小刀的刀片表面带有蓝黑色的光泽，这是经过“烤蓝烤蓝”处理形成的。你知道什么是处理形成的。你知道什么是“烤蓝烤蓝”吗吗?为什么为什么刀片要经过刀片要经过“烤蓝烤蓝”处理处理?5 5暂时不使用的刀具等金属器件要擦干并涂上油或是凡暂时不使用的刀具等金属器件要擦干并涂上油或是凡士林，为什么士林，为什么?6 6用不锈钢代替碳钢制作钢铁器件有什么好处用不锈钢代替碳钢制作钢铁器件有什么好处?原电池原电池 ，先腐蚀锌，先腐蚀锌铬耐腐蚀且保持光亮美观铬耐腐蚀且保持光亮美观 ,电镀电镀防止铁与水和氧气接触防止铁与水和氧气接触 表面经过处理形成致密氧化膜保护层，为深蓝色或表面

9、经过处理形成致密氧化膜保护层，为深蓝色或 黑色的磁性氧化铁黑色的磁性氧化铁(四氧化三铁四氧化三铁)隔绝水和氧气隔绝水和氧气改变内部结构改变内部结构,使之耐腐蚀使之耐腐蚀健身器材如何防锈？健身器材如何防锈？刷油漆刷油漆衣架和电线如何防锈？衣架和电线如何防锈？包裹一层塑包裹一层塑料层料层某些工具的某些工具的“机械传动部位机械传动部位”，能用，能用油漆来防锈吗？油漆来防锈吗？不能用油漆来防锈，而是选用油脂不能用油漆来防锈，而是选用油脂应选用什么呢？应选用什么呢？船身如何防腐蚀的？船身如何防腐蚀的？用牺牲锌块的方法来保护船身用牺牲锌块的方法来保护船身船身上装锌块船身上装锌块 如何防止地下钢铁管道的腐蚀

10、？如何防止地下钢铁管道的腐蚀？用牺牲镁块的方法来防止地下钢用牺牲镁块的方法来防止地下钢 铁管道的腐蚀，镁块要定期更换铁管道的腐蚀，镁块要定期更换经过烤蓝处理的螺丝刀经过烤蓝处理的螺丝刀 自行车如何防生锈？自行车如何防生锈？为了防止自行车的金属构件生锈，主要采取在为了防止自行车的金属构件生锈，主要采取在金属构件的表面上加金属构件的表面上加防护层防护层的方法。例如：在链条的方法。例如：在链条和齿轮上和齿轮上涂机油涂机油，在车架和挡泥板上，在车架和挡泥板上烤一层漆烤一层漆，将，将车座弹簧用一层车座弹簧用一层“烤蓝烤蓝”（Fe3O4保护层）保护，将保护层）保护，将车把、钢圈和车辐条进行车把、钢圈和车辐

11、条进行电镀电镀（车把、钢圈一般采（车把、钢圈一般采用三层电镀：底层镀铜，中间镀镍，表层镀铬，车用三层电镀：底层镀铜，中间镀镍，表层镀铬，车辐条表面一般镀锌），等等。辐条表面一般镀锌），等等。此外，用此外，用不锈钢不锈钢制作车辐条，用铝合制作车辐条，用铝合金代替钢铁制作一些金代替钢铁制作一些构件也是防止自行车构件也是防止自行车的金属构件生锈的常的金属构件生锈的常用方法。用方法。2、金属防护的常用方法、金属防护的常用方法排除造成腐蚀的因素排除造成腐蚀的因素（1）在金属表面）在金属表面覆盖保护层覆盖保护层，如：如：涂油漆、镀涂油漆、镀Zn、镀、镀Sn、镀、镀Cr等等,或制成氧化膜或制成氧化膜。（2）

12、在要保护的金属上）在要保护的金属上连接连接一种比该金属一种比该金属更易失更易失 去电子的金属去电子的金属。-称为称为“牺牲阳极的阴极保护牺牲阳极的阴极保护”如：如：轮船船身上装锌块轮船船身上装锌块。（3）改变改变金属的金属的内部组织结构内部组织结构。如：如：将钢铁制成不锈钢将钢铁制成不锈钢。有些盛放食品的铁罐是用有些盛放食品的铁罐是用“马马口铁口铁”(镀锡铁皮镀锡铁皮)制成的；屋檐的水槽、浇制成的；屋檐的水槽、浇花用的水壶和水桶等器具一般是用白铁皮花用的水壶和水桶等器具一般是用白铁皮(镀镀锌铁皮锌铁皮)制成的。当制成的。当“马口铁马口铁”铁罐被腐蚀时，铁罐被腐蚀时，锈斑呈点状分布，锈孔容易穿透

13、铁罐；而白锈斑呈点状分布，锈孔容易穿透铁罐；而白铁皮水槽被腐蚀时，锈斑容易在面上扩展开铁皮水槽被腐蚀时，锈斑容易在面上扩展开来，镀锌层先被腐蚀而内部的铁却不易被锈来，镀锌层先被腐蚀而内部的铁却不易被锈蚀。你知道造成这种现象的原因吗蚀。你知道造成这种现象的原因吗?分别形成铁分别形成铁-锡原电池和铁锡原电池和铁-锌原电池，前者是锌原电池，前者是先腐蚀铁而易出现透孔现象，后者是先腐蚀锌保先腐蚀铁而易出现透孔现象，后者是先腐蚀锌保护铁，因此会只在表面扩散。护铁，因此会只在表面扩散。合理选择防腐方法合理选择防腐方法 考虑因素考虑因素:1 1金属制品的使用期限。金属制品的使用期限。2 2金属制品的使用环境

14、。金属制品的使用环境。3对金属制品外观的要求。对金属制品外观的要求。方法方法防腐效果防腐效果价格价格镀塑镀塑差差便宜便宜涂油漆涂油漆一般一般便宜便宜镀锡镀锡好好中等中等镀铬镀铬好好昂贵昂贵镀锌镀锌很好很好中等中等使用使用不锈钢不锈钢很好很好昂贵昂贵铁器件铁器件烤蓝烤蓝好好中等中等1.1.下列现象与电化学腐蚀无关的是下列现象与电化学腐蚀无关的是:():()A.A.黄铜黄铜(铜锌合金铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿制作的铜锣不易产生铜绿B.B.生铁比纯铁更易生锈生铁比纯铁更易生锈C.C.铁质器件附有铜质配件铁质器件附有铜质配件,在接触处易生锈在接触处易生锈D.D.银质奖牌久置表面变暗银质奖牌久置表

15、面变暗D练习与实践练习与实践2.2.埋在地下的输油铸铁管道，在下列各种埋在地下的输油铸铁管道，在下列各种情况下被腐蚀速率最慢的是情况下被腐蚀速率最慢的是 ()()A A在潮湿疏松的土壤中；在潮湿疏松的土壤中；B B在含铁元素较多的酸性土壤中；在含铁元素较多的酸性土壤中；C C在干燥致密不透气的土壤中；在干燥致密不透气的土壤中；D D在含碳较多的潮湿透气的中性土壤在含碳较多的潮湿透气的中性土壤C练习与实践练习与实践3 3在装有水的容器中，用棉线悬挂一个在水中在装有水的容器中，用棉线悬挂一个在水中保持平衡的金属棒，该棒由铁和铜焊接而成，保持平衡的金属棒，该棒由铁和铜焊接而成，棉线系在两种金属接缝处（如图），再向水中棉线系在两种金属接缝处（如图），再向水中加入少量加入少量CuSOCuSO4 4，经过一段时间应看到的现象，经过一段时间应看到的现象是是 ()A A铁端将附着铜增重下沉；铁端将附着铜增重下沉；B B铜端将附着铜增重下沉；铜端将附着铜增重下沉；C C铁端将变细减重上升；铁端将变细减重上升；D D铜端粗细不变将下沉铜端粗细不变将下沉BCBC练习与实践练习与实践练习与实践练习与实践4 4下列方法可用于金属防护的是（下列方法可用于金属防护的是（）原电池反应原电池反应 涂油漆涂油漆 电镀电镀 置于干燥环境置于干燥环境 A A B B C C D D全部全部D DEND谢谢 谢谢