金屬腐蝕的分類.doc

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1、金屬腐蝕的分類:按照反應(yīng)的特性,金屬腐蝕可分為1,化學(xué)腐蝕2,生物腐蝕3,電化學(xué)腐蝕。化學(xué)腐蝕是指氧化劑和金屬表面接觸,發(fā)生化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致的腐蝕。生物腐蝕是指由各種微生物的生命活動引起的腐蝕。電化學(xué)腐蝕是指發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致的腐蝕。電化學(xué)腐蝕是最普遍和最嚴(yán)重的腐蝕,因此研究電化學(xué)腐蝕具有重要的意義!電化學(xué)腐蝕的機(jī)理:金屬材料與電解質(zhì)溶液接觸,通過電極反應(yīng)產(chǎn)生的腐蝕。電化學(xué)腐蝕反應(yīng)是一種氧化還原反應(yīng)。在反應(yīng)中,金屬失去電子而被氧化,其反應(yīng)過程稱為陽極反應(yīng)過程,反應(yīng)產(chǎn)物是進(jìn)入介質(zhì)中的金屬離子或覆蓋在金屬表面上的金屬氧化物(或金屬難溶鹽);介質(zhì)中的物質(zhì)從金屬表面獲得電子而被還原,其反應(yīng)過程

2、稱為陰極反應(yīng)過程。在陰極反應(yīng)過程中,獲得電子而被還原的物質(zhì)習(xí)慣上稱為去極化劑。在均勻腐蝕時,金屬表面上各處進(jìn)行陽極反應(yīng)和陰極反應(yīng)的概率沒有顯著差別,進(jìn)行兩種反應(yīng)的表面位置不斷地隨機(jī)變動。如果金屬表面有某些區(qū)域主要進(jìn)行陽極反應(yīng),其余表面區(qū)域主要進(jìn)行陰極反應(yīng),則稱前者為陽極區(qū),后者為陰極區(qū),陽極區(qū)和陰極區(qū)組成了腐蝕電池。直接造成金屬材料破壞的是陽極反應(yīng),故常采用外接電源或用導(dǎo)線將被保護(hù)金屬與另一塊電極電位較低的金屬相聯(lián)接,以使腐蝕發(fā)生在電位較低的金屬上。當(dāng)金屬被放置在水溶液中或潮濕的大氣中,金屬表面會形成一種微電池,也稱腐蝕電池(其電極習(xí)慣上稱陰、陽極,不叫正、負(fù)極)。陽極上發(fā)生氧化反

3、應(yīng),使陽極發(fā)生溶解,陰極上發(fā)生還原反應(yīng),一般只起傳遞電子的作用。腐蝕電池的形成原因主要是由于金屬表面吸附了空氣中的水分,形成一層水膜,因而使空氣中CO2,SO2,NO2等溶解在這層水膜中,形成電解質(zhì)溶液,而浸泡在這層溶液中的金屬又總是不純的,如工業(yè)用的鋼鐵,實(shí)際上是合金,即除鐵之外,還含有石墨、滲碳體(Fe3C)以及其它金屬和雜質(zhì),它們大多數(shù)沒有鐵活潑。這樣形成的腐蝕電池的陽極為鐵,而陰極為雜質(zhì),又由于鐵與雜質(zhì)緊密接觸,使得腐蝕不斷進(jìn)行。(1)析氫腐蝕(鋼鐵表面吸附水膜酸性較強(qiáng)時)陽極(Fe):Fe=Fe2++2e-Fe2++2H2O=Fe(OH)2+2H+陰極(雜質(zhì)):2H++2

4、e-=H2電池反應(yīng):Fe+2H2O=Fe(OH)2+H2↑由于有氫氣放出,所以稱之為析氫腐蝕。(2)吸氧腐蝕(鋼鐵表面吸附水膜酸性較弱時)陽極(Fe):Fe=Fe2++2e-陰極:O2+2H2O+4e-=4OH-總反應(yīng):2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2由于吸收氧氣,所以也叫吸氧腐蝕。析氫腐蝕與吸氧腐蝕生成的Fe(OH)2被氧所氧化,生成Fe(OH)3脫水生成Fe2O3鐵銹。鋼鐵制品在大氣中的腐蝕主要是吸氧腐蝕。Fe+2H2O=Fe(OH)2+H2↑O2+2H2O+4e-→4OH-2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)22H++2e-→H2氧濃差腐蝕:當(dāng)鍋爐停用時,積留在鍋爐

5、聯(lián)箱、汽包及爐管低凹處的水,由于水的表層接觸大氣,溶解氧的濃度大,而較深層溶解氧的濃度相對地較小,這就在同一金屬表面出現(xiàn)不同的電極電位,氧濃度大的區(qū)域電位高,為陰極,氧濃度小的區(qū)域電位低,為陽極,從而造成腐蝕,這就是通常所說的水線腐蝕。因?yàn)樗€腐蝕是由氧濃度差引起的,所以把這類腐蝕稱為氧濃差腐蝕。氧濃差腐蝕危害:氧濃差腐蝕表現(xiàn)更為嚴(yán)重的是,當(dāng)金屬表面一旦出現(xiàn)這類腐蝕產(chǎn)物時,由于這些產(chǎn)物比較疏松,并且不是連續(xù)覆蓋在金屬表面上,這就造成了腐蝕產(chǎn)物下面與腐蝕產(chǎn)物邊緣溶氧濃度不均勻,因腐蝕產(chǎn)物阻止了氧的擴(kuò)散,在其下部形成了缺氧的陽極區(qū),在其邊緣形成了富氧的陰極區(qū),進(jìn)而發(fā)生氧濃差腐蝕。結(jié)果是

6、陽極區(qū)的坑愈來愈深,陰極區(qū)的腐蝕產(chǎn)物愈積愈多,這樣,在金屬表面上出現(xiàn)疏密不勻、高低不等的鼓包。鼓包的顏色由于鐵的氧化物成分不同,由黃褐色到磚紅色不等。表層下面的腐蝕產(chǎn)物為Fe3O4黑色粉末。如果將這些腐蝕產(chǎn)物除掉,便呈現(xiàn)出一個個的腐蝕坑。當(dāng)汽包或聯(lián)箱內(nèi)沉積有水渣,在鍋爐停用時,由于這些地方容易積存水分和吸收潮氣,同樣會造成氧濃差腐蝕,所以這些地方要比其他部位腐蝕嚴(yán)重得多。氧濃差腐蝕的運(yùn)用:利用氧濃差腐蝕原理制作各種類型的電池。最常見的氧濃差電池有兩種類型,一種是在不同深度的水中由于溶解氧濃度不同而造成演共度梯度產(chǎn)生的氧濃度差電池,如水線腐蝕;另一種則是冷卻水系統(tǒng)中最常見,也是危險最

7、大的污垢下腐蝕或叫做沉淀物全自動過濾器。

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