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1、電化學(xué)腐蝕論文金屬腐蝕論文金屬的電化學(xué)腐蝕及防護(hù)摘要金屬于環(huán)境組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的表面破壞被稱為金屬腐蝕。腐蝕問題成為阻礙高新技術(shù)發(fā)展和國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的重要制約因素,它不僅會(huì)造成經(jīng)濟(jì)損失,還會(huì)帶來慘重的人員傷亡、環(huán)境污染、資源浪費(fèi),阻礙新技術(shù)的發(fā)展、促進(jìn)自然資源的損耗。因此金屬腐蝕的防治工作十分重要。就金屬的電化學(xué)腐蝕主要類型機(jī)理展開討論,從而針對(duì)不同的機(jī)理歸納出不同的防治方法,分別加以說明闡述?！ ￡P(guān)鍵詞析氫腐蝕;吸氧腐蝕;緩蝕劑;電化學(xué)保護(hù)法;金屬保護(hù)層 金屬腐蝕不僅會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失,還會(huì)帶來慘重的
2、人員傷亡、環(huán)境污染、資源浪費(fèi)、間接損失、阻礙新技術(shù)的發(fā)展、促進(jìn)自然資源的損耗。腐蝕問題成為阻礙高新技術(shù)發(fā)展和國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的重要制約因素。因此腐蝕的防護(hù)成為急需發(fā)展的學(xué)科,正確的選用適當(dāng)?shù)母g控制技術(shù)可以最大程度的減輕由腐蝕造成的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)危害?！ ?金屬電化學(xué)腐蝕 電化學(xué)腐蝕是指金屬與電解質(zhì)因發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生破壞的現(xiàn)象。電化學(xué)腐蝕形成了原電池反應(yīng)。在研究金屬的化學(xué)腐蝕中,把發(fā)生氧化的部分叫做陽極,發(fā)生還原的部分叫做陰極。金屬電化學(xué)腐蝕的基本類型如下: 1.1析氫腐蝕:(腐蝕過程中有氫氣放出) 腐蝕
3、過程中的陰極上有氫氣析出的腐蝕。它常發(fā)生在酸洗或用酸浸蝕某種較活潑金屬的加工過程中。Fe作為腐蝕電池的陽極,鋼鐵中較Fe不活潑的其他雜質(zhì)作陰極,H+在陰極上獲得電子發(fā)生還原反應(yīng)。反應(yīng)方程式如下: 陽極(Fe):Fe—2e-=Fe2+ 陰極(雜質(zhì)):2H+十2e-=H2(g) 總反應(yīng):Fe十2H+=Fe2++H2(g) 1.2吸氧腐蝕(腐蝕過程中消耗氧) 在腐蝕過程中溶解于水膜中的氧氣在陰極上得到電子被還原生成OH-的腐蝕。它常常是在中性、堿性或弱酸性的介質(zhì)中發(fā)生的。大氣中鋼鐵等金屬的腐蝕主要形式是吸氧腐蝕
4、。反應(yīng)方程式如下: 陽極(Fe):Fe-2e-=Fe2+ 陰極(雜質(zhì)):O2十2H20十4e-=40H- 總反應(yīng):2Fe十O2十2H20=2Fe(OH)2 Fe(0H)2將進(jìn)一步被O2所氧化,生成Fe(OH)3并部分脫水為疏松的鐵銹?！ ?Fe(OH)2十O2十2H20=4Fe(OH)3=Fe203·xH20(鐵銹) 析氫腐蝕的水膜常呈酸性,而吸氧腐蝕水膜呈中性或酸性很弱或堿性。通常兩種腐蝕同時(shí)存在,但后者更為普遍,吸氧腐蝕比析氫腐蝕嚴(yán)重得多?！ ?金屬電化學(xué)腐蝕的防護(hù) 2.1緩蝕劑法 在腐蝕介質(zhì)中添
5、加一種在很低的濃度下能抑制金屬在腐蝕介質(zhì)中破壞過程的物質(zhì)(稱緩蝕劑)的防蝕方法叫做緩蝕劑法。根據(jù)化學(xué)組成,習(xí)慣上將緩蝕劑分為無機(jī)緩蝕劑和有機(jī)緩蝕劑兩大類。 2.1.1無機(jī)緩蝕劑 大多用在中性介質(zhì)體系,緩蝕劑主要影響金屬的陽極過程和鈍化狀態(tài),在金屬表面形成氧化膜或鈍化膜,使腐蝕受到抑制。通常在中性介質(zhì)中使用的無機(jī)緩蝕劑有NaNO2、K2Cr2O7、Na3P04等。在堿性介質(zhì)中使用的NaNO2、NaOH、Na2CO3、Ca(HCO3)2等。生成的難溶鹽層覆蓋于陽極表面,成為具有保護(hù)性的薄膜,阻滯了陽極反應(yīng),降低了金
6、屬的腐蝕速率?！ ?.1.2有機(jī)緩蝕劑 通常在酸性介質(zhì)中使用,常用的有機(jī)緩蝕劑包括瓊脂、糊精、動(dòng)物膠、六次甲基四胺以及含氮、硫的有機(jī)物等。有機(jī)緩蝕劑在金屬表面以形成吸附膜為主,即金屬將緩蝕劑的離子或分子吸附在表面上,形成一層難溶而腐蝕性介質(zhì)又很難透過的保護(hù)膜,阻礙了H+得電子的陰極反應(yīng),因而減慢了腐蝕?！ ?.2電化學(xué)保護(hù)法 2.2.1犧牲陽極保護(hù)法—陰極電保護(hù) 使待保護(hù)金屬與金屬性更強(qiáng)的金屬構(gòu)成原電池,則待保護(hù)金屬作為陰極,通過犧牲陽極金屬的方法來保護(hù)待保護(hù)金屬不被腐蝕?！ ?.2.2外加電流保護(hù)法—保護(hù)器
7、保護(hù) 利用外加直流電,將負(fù)極接到被保護(hù)金屬上,作為陰極。正極接到一些廢金屬作陽極,使其受到腐蝕而保護(hù)了陰極?！ ?.2.3陽極電保護(hù) 利用外加直流電,將被保護(hù)金屬接到正極上,電極電勢(shì)向正的方向移動(dòng),使金屬“鈍化”而得到保護(hù)。鈍化能使金屬變得穩(wěn)定,從本質(zhì)上講這是由于金屬表面上覆蓋了一層氧化膜,因而提高了金屬的抗腐蝕性能。一般來說,鈍化后的金屬在改變鈍化的條件后,仍然在相當(dāng)程度上保持鈍化狀態(tài)。金屬鈍化時(shí)由于金屬和介質(zhì)作用,生成一層極薄的肉眼所看不見的由金屬和氧的化合物構(gòu)成的保護(hù)膜。 2.3在金屬表面涂保護(hù)層 2
8、.3.1非金屬保護(hù)層 在金屬表面涂上油漆、搪瓷、塑料、瀝青、高分子材料等,使金屬與腐蝕介質(zhì)隔開,可達(dá)到防蝕的目的。用塑料(如聚乙烯,聚氯乙烯,聚氨脂等)噴涂金屬表面,比噴漆效果更佳。塑料這種覆蓋層致密光潔,色澤鮮艷,兼具防蝕與裝飾的雙重功能?！ ?.3.2金屬保護(hù)層 常用的形成金屬保護(hù)層的方法包括電鍍、熱鍍、熱噴渡、化學(xué)鍍、滲渡等。電鍍是用直流電從電解液
