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金属腐蚀原理绪论.pptx

花匠小妙招
2025-12-13 09:09

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关键词：金属腐蚀原理绪论资源描述：

Principles of Metallic Corrosion,单击此处编辑母版标题样式,金属腐蚀原理,山东建筑大学材料科学与工程学院,授课教师：郭晓斐,答疑地点：科技楼,326,东,联系方式：,guoxiaofei,Principles of Metallic Corrosion,目录,绪论（,2,学时）,第一章金属电化学腐蚀倾向的判断（,4,学时）,第二章电化学腐蚀动力学（,8,学时）,第三章氢去极化腐蚀与氧去极化腐蚀（,4,学时）,第四章金属的钝化（,4,学时）,第五章常见的局部腐蚀（,8,学时）,第六章腐蚀控制方法（,4,学时）,实验部分（,6,学时）,绪论,绪论,1.,引言,2.,腐蚀的定义,3.,腐蚀与防护研究的意义,4.,腐蚀科学的发展,5.,腐蚀的分类,6.,腐蚀防护的基本途径,7.,金属腐蚀速度的表示方法,8.,腐蚀科学及防护技术的主要内容,腐蚀学科：材料科学的分支,交叉学科：材料电化学，材料力学化学,研究对象：材料、环境及其交互作用（以表面为主）,研究手段：材料学、电化学、力学、表面科学,腐蚀与防护工程技术：,面向材料的使用或服役过程,反过来影响材料设计与加工、工程设计,1,引言,材料腐蚀科学,防护技术,材料科学,金属学,工程力学,电化学,高聚物,计,算,机,数,理,表面科学,固体物理,无机材料,生,物,化,学,交叉性,综合性,复杂性,多学科,传统腐蚀定义,金属与周围环境介质之间发生的化学或电化学作用而引起腐蚀破坏；,广义腐蚀定义,材料和材料性质在与其所处的环境介质作用下发生退化变质的现象。,2,腐蚀的定义（,corrosion,）,腐蚀现象的本质,电池类型,原电池,腐蚀电池,电子通道,外部导线,钢板本身,离子通道,内部电解质,表面连续水膜,腐蚀的特点：,（,1,）自发性,G,0,（,2,）普遍性,例：纯金属最低能级状态一般为其化合物；普遍存在的空气和水是两类主要腐蚀环境,（,3,）隐蔽性,发展速度缓慢，且表现形式不容易被发觉,3,腐蚀与防护研究的意义,钢铁工业腐蚀掉大量的钢铁,每年腐蚀：大约,10,20,的金属年产量,世界每年腐蚀掉的钢铁量,美国的年钢产量,中国一年被腐蚀掉的钢一大型钢铁企业年产量,交通运输带来极大的事故隐患,包括飞机、轮船、火车等各种交通工具,能源电力,水电有水轮机组的腐蚀、叶片空蚀；,火电有锅炉和管道的腐蚀；,核电站高温、辐射、液态金属等腐蚀；,煤矿安全；,油气开采和运输造成设备和管道的腐蚀。,电力：,高温、高压、高流速、高转速,锅炉、汽轮机、凝汽机、发电机、加热器、水泵等,100,万,Kw,的电站：腐蚀导致停运几万美元,/,天,过热器官腐蚀泄漏：蚀孔（针孔,10mm,）,原因：锅炉停用时大气腐蚀造成局部锈点；,锅炉运行时锈点处高温腐蚀,化工工业,金属腐蚀造成设备的跑、冒、滴、漏可造成大量有毒的物质泄漏，污染环境，危害人民的健康。,机械电子,民生,环境污染,.,腐蚀造成的经济损失,4,腐蚀科学的发展,春秋战国,18,世纪,19,世纪,20,世纪,青铜剑、箭弩含铬表面涂层,大漆防腐蚀涂料,金属的氧化、溶解、钝化,铁的钝化膜形成历程、金属溶解的电化学本质、,腐蚀微电池特征、金属在酸中溶解的动力学,独立学科，腐蚀历程的基本电化学规律，,腐蚀科学的基本理论：现代腐蚀科学,4,腐蚀科学的发展,发达国家：科研实力强、科研人员多、科研投入大,美国腐蚀工程师协会（,NACE,）,经费投入几十亿美元,/,年,我国：研究机构多（各高校、中科院研究所）,石油天然气开发、石油化工、化学工业、,船舶制造、航空航天、核能工业,.,5,腐蚀的分类,按材料所在环境分类,自然环境中的腐蚀,工业环境中的腐蚀,生物环境中的腐蚀,大气腐蚀,土壤腐蚀,淡水和海水腐蚀,微生物腐蚀,酸碱盐溶液中的腐蚀,工业水中的腐蚀,熔盐中的腐蚀,石油天然气的腐蚀,液态金属的腐蚀,宇航环境,核工业环境,5,腐蚀的分类,按材料腐蚀形态分类,全面腐蚀均匀腐蚀,不均匀腐蚀,点蚀（孔蚀）,缝隙腐蚀,局部腐蚀电偶腐蚀,晶间腐蚀,选择性腐蚀,5,腐蚀的分类,按腐蚀反应机理分类,化学腐蚀高温氧化,电化学作用,电化学,机械作用,应力腐蚀开裂,电化学腐蚀腐蚀疲劳,磨损腐蚀（冲击、振动）,空泡腐蚀,电化学生物作用,物理溶解腐蚀：,Fe,在液体钠中的腐蚀,Al,AlCl,4,CCl,4,Al,CCl,4,AlCl,4,非导电介质,Me,Me,n+,H,+,-H,2,e,e,导电介质,6,腐蚀防护的基本途径,提高材料本身的抗蚀性,材料的热力学稳定性、控制腐蚀动力学,改变环境,介质温度与流速，介质中,O,2,、,SO,2,含量，改变溶液,pH,值，改变应力状态，加入缓释剂等,电化学保护,阳极极化降低氧化反应速度，阳极钝化防腐等,采用涂镀层和表面改性,化学转化膜、金属涂镀层、非金属涂层、改变材料表面结构,将材料与腐蚀介质隔开,采用衬里、防锈油、防锈纸等,正确选材与合理设计,腐蚀与防护的管理教育,7,金属腐蚀速度的表示方法,材料腐蚀重量、厚度、表面状态、力学性能、组织结构及电极过程等发生变化。,（,1,）重量指标,V,w,重量指标的腐蚀速率，克,/,平方米,.,小时,W,1,腐蚀前重量,W,2,腐蚀后重量（去除腐蚀产物）,S,样品面积,t,腐蚀时间,（,2,）,深度指标,V,w,与,V,1,转化,根据年腐蚀深度，材料耐蚀性可分三级：,一级耐蚀,1.0 mm/y,克,/,平方米,.,小时,W=,I t=A I t/n F,W,电极产出量，克；,Q,电量，库仑；,I,电流，安培；,ia,电流密度，安培,/,厘米,2,t,时间，秒,F,法拉第（,96500,库仑）,或,26.8 A.H,，,A,原子量；,n,化合价,;,S,单位面积,举例：,Fe,Fe,2+,+2e,已知：,Ia=1.0 mA,S=10 cm,2,A=55.8 g,求：,V,L,=?,法拉第定律：,W=,Q=,It,电化学当量：,=A/nF,，克,/,库仑；,（,3,）电流指标,又,V,W,=,W/tS,8,腐蚀科学及防护技术的主要内容,2,研究如何有效控制材料腐蚀破坏,（,1,）高耐蚀材料研制,非晶，多相，无机，高聚物,（,2,）选材，工艺和设计,（,3,）电化学保护,（,4,）添加剂,（,5,）涂覆与衬里,（,6,）环境处理,1,研究材料在不同环境条件下腐蚀破坏的本质机理和规律性,（,1,）现代腐蚀电化学理论,（,2,）新体系,(,新材料,/,新环境,),的腐蚀行为,（,3,）局部腐蚀,（,4,）高温腐蚀,（,5,）表面涂覆条件下的腐蚀,（,6,）研究方法,学术会议,国际腐蚀控制会议（,ICC,）,每三年一次,亚太腐蚀控制会议（,APCCC,）,每二年一次,美国腐蚀工程师会议（,NACE),每年一次,欧洲腐蚀联盟会议（,EC),每年一次,国际电化学会议（,ISE),每年一次,美国电化学会议（,ECS),每年二次,海峡两岸材料腐蚀与防护会议,每年二次,中国腐蚀与防护专业学术会议,每年二次,部分腐蚀,/,电化学相关杂志,中国腐蚀与防护学报,腐蚀与防护,石油化工设备,材料保护,(,武汉,),腐蚀科学与防护技术,化工新材料,化工腐蚀与防护,防护包装,化工机械,化工防腐蚀咨询服务,物理化学,金属学报,材料科学进展,电化学,防腐蚀,Corrosion Science,British Corrosion Journal,Corrosion Prevention and Control,Anti-Corrosion,Electrochimica Acta,Corrosion,Materials Performance,Journal of the Electrochemical Society,Oxidation of Metals,Progress in Organic Coatings,Journal of Materials Science,Corrosion Abstracts,参考书籍,1.,魏宝明，,金属腐蚀理论及应用,化学工业出版社，,1984,2.,黄永昌，,金属腐蚀与防护原理,上海交大出版社，,1989,3.,曹楚南，,腐蚀电化学原理,化学工业出版社，,1985,4.,曹楚南，,腐蚀电化学,化学工业出版社，,1994,5.,陈正均，,耐蚀非金属材料及应用,化学工业出版社，,1985,6.,中国腐蚀与防护学会，,腐蚀与防护全书,化学工业出版社，,1990,7.,徐坚，,金属腐蚀与防护原理,上海交大出版社，,1989,希腊字母读音表,序号,大写,小写,英文注音,国际音标,注音,中文读音,意义,1,alpha,a:lf,阿尔法,角度（小写）；系数,2,beta,bet,贝塔,磁通系数；磁感应强度（大写）；角度（小写）；系数,3,gamma,ga:m,伽马,电导系数（小写）,4,delta,delt,德尔塔,变化量（大写）；屈光度,5,epsilon,epsilon,伊普西龙,对数之基数；电势能（小写）,6,zeta,zat,截塔,系数；方位角；阻抗；相对粘度；原子序数,7,eta,eit,艾塔,磁滞系数；效率（小写）,8,thet,it,西塔,温度；相位角,9,kappa,kap,卡帕,介质常数,10,lambda,lambd,兰布达,波长（小写）；体积,11,mu,mju,缪,磁导系数微（千分之一）放大因数（小写）；动摩擦因数（小写）,12,nu,nju,纽,磁阻系数,13,xi,ksi,克西,随机变量,14,pi,pai,派,圆周率,=,圆周,直径,=3.14159 2653589793,15,rho,rou,肉,电阻系数（小写）密度,(,小写,),16,sigma,sigma,西格马,总和（大写），表面密度；跨导（小写）,17,tau,tau,套,时间常数；周期（大写）,18,phi,fai,佛爱,磁通（大写）；电势（小写）；黄金分割符号；空集（大写斜体）；工程学中表示直径（大写斜体）,19,chi,phai,西,卡方分布；电感,20,psi,psai,普西,角速；介质电通量（静电力线）；角,21,omega,omiga,欧米伽,欧姆（大写）；角速度（小写）；角,

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