金屬腐蝕英文PPT

1、LOGOMMaterialaterial D DegradationegradationCatalog1. Corrosion Mechanism 1.1 thermodynamics 1.2 kinetics 2.Corrosion morphology 2.1 general corrosion 2.2 local corrosionMechanism Material Degradation：Chemical reaction or electrochemical reaction reacted in metals，result in changing from simple subs

2、tance to compoundThe reaction happen or not corrosion thermodynamicsThe speed of reaction corrosion kineticsthermodynamicsFree energyFree energyG：it can be used to estimate whether the reaction can occur or not We can see，Pt and Au which G0 no corrosion The orthers G 0 corrosion thermodynamicsExampl

3、e the G is more largeThe reaction tendency increasesThe reaction rate increasesAl在大氣中腐蝕傾向性比Fe大, 但Al的腐蝕速度卻比Fe慢得多, 這是因?yàn)锳l表面生成一層保護(hù)膜, 鐵銹無(wú)保護(hù)作用, 或者說(shuō)Al腐蝕反應(yīng)的活化能比Fe 大得多Eg.Al conduitFe conduitthermodynamicsElectric series because G= nEF E=正正 負(fù)負(fù)so, whether the reaction occur or not can also be estimated by ele

4、tric series low potential + high potentialprimary batteryThe electric series can also be used to estimate whether the metal can be corroded in H or OEg. CuthermodynamicsE-pH diagramSo, as for reactions with H, potential associated with pH圖中斜線表示有H+參與的反應(yīng),水平線表示沒有H+參與。由圖可知, 電位低至一定值,鐵進(jìn)入免蝕區(qū)而不被腐蝕, 這是陰極保護(hù)的理

5、論依據(jù)pH=913時(shí), 升高電位鐵進(jìn)入鈍化區(qū), 這是陽(yáng)極保護(hù)理論依據(jù)強(qiáng)堿性時(shí), 鐵易生成HFeO3- 而被腐蝕thermodynamicsE-pH diagramuse value：1.To estimate whether the metal can be corroded in some specified conditions2.To estimate the product composition of the corrosion3.To estimate the conditions of slowing corrosionshortcoming： 1.Can not estimat

6、e the reaction rate2.Can not estimate the concrete condition of the production3.E-pH diagram may engender deviationthermodynamicsCorrosion cellThermodynamics: to asssessment reaction possibilitieskineticskinetics: to estimate reaction ratesDifferent metalsSame metal different partsInhomogeneous feat

7、urepotential differenceprimary battery電位較低部分構(gòu)成陽(yáng)極, 其反應(yīng)為金屬的離子化:M=Mn ne.溶液中經(jīng)常存在幾種吸收電子的作用: 如溶有氧, 含H+或其他氧化劑（Fe3+,Ag+）,當(dāng)陰極電子被吸收后, 電子就源源不斷地從陽(yáng)極流往陰極, 結(jié)果陽(yáng)極金屬不斷被腐蝕Corrosion cellObviously, the corrosion rate is related to electron flow velocitykinetics陰陰：Cathode effective potential陽(yáng)陽(yáng)：Anodic effective potentialR

8、：total resistance上兩式說(shuō)明, 金屬的腐蝕速度決定于有效電位與電阻?！?有效電位” 比較復(fù)雜, 它的大小不僅與金屬性質(zhì), 電解質(zhì)濃度, 溫度等有關(guān)。而且受到極化和鈍化的影響, 此外實(shí)際情況下多為復(fù)合電極的電位, 加之金屬表面外的不均勻性; 因此, 計(jì)算預(yù)測(cè)有效電位的大小變得困難, 實(shí)踐中常需通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定有效電位和腐蝕速度Polarization Polarization：when the current through the electrode, electrode potential happen from the phenomenon of balance potenti

9、alkinetics anodic polarizationcathodic polarizationconcentration polarization（c）：）：進(jìn)入到溶液中的金屬離子向遠(yuǎn)離陽(yáng)極表面的溶液擴(kuò)散得緩慢時(shí)，會(huì)使陽(yáng)極附近的金屬離子濃度增加，阻礙金屬繼續(xù)溶解，必然使陽(yáng)極電位往正方向移動(dòng)resistance polarization（r）：）：在金屬表面形成了保護(hù)膜，膜的電阻遠(yuǎn)高于基底金屬，陽(yáng)極電流通過(guò)此膜時(shí)，將產(chǎn)生電壓，使電位顯著變正，由此引起的陽(yáng)極極化，成為電阻極化 reason:Inactivationkineticsinactivation：有一些金屬在大氣中腐蝕傾向很大(G

10、負(fù)值大), 在溶液中本來(lái)電位很低, 但由干在腐蝕最初階段, 表面生成一層堅(jiān)牢的薄膜, 使其后的腐蝕幾乎停止, 這時(shí)若測(cè)它的有效電位, 己升高到與鉑、金等貴金屬的電位差不多, 這種現(xiàn)象叫鈍化許多重要的金屬和合金( 如鋁、鐵、不銹鋼) 都是由于這種原因而具有良好的耐蝕性能。鈍化使腐蝕速度大為減小的根本原因是因?yàn)殁g化使陽(yáng)極有效電位(陽(yáng))大大升高, 從而使腐蝕電池的電動(dòng)勢(shì)(陰 陽(yáng))大大降低morphology Corrosion morphologymorphologystress corrosiongeneral corrosiongalvanic corrosionpittingintergran

11、ular corrosioncrevice corrosionmorphology Corrosion morphologygeneral corrosion: Corrosion occurred on the whole surface of the metalCharacteristic:local corrosion: Corrosion occurred on the local region of the metalgeneral corrosionlocal corrosionCorrosion distribution uniformLife predictabilityLar

12、ge amount of corrosionConcentrated in a local areaArea can be smallgalvanic corrosion, intergranular corrosion an so onmorphologyComparison比較項(xiàng)目全 面 腐 蝕局 部 腐 蝕腐蝕形貌腐蝕分布在整個(gè)金屬表面腐蝕破壞主要集中在一定區(qū)域腐蝕電池陰陽(yáng)極在表面上變化，陰陽(yáng)極無(wú)法辨別陰陽(yáng)極在微觀上可以分析電極面積陰極 = 陽(yáng)極陽(yáng)極 陰極電 位陰極 = 陽(yáng)極 = 腐蝕(混合)陰極 陽(yáng)極腐蝕產(chǎn)物可能對(duì)金屬具有保護(hù)作用Ec= Ea= Ecorr無(wú)法保護(hù)作用 Ec Eamor

13、phologyGalvanic corrosiongeneral corrosion:由于腐蝕電位不同，造成同一介質(zhì)中異種金屬接觸處的局部腐蝕，就是電偶腐蝕,亦稱接觸腐蝕或雙金屬腐蝕。該兩種金屬構(gòu)成宏電池，產(chǎn)生電偶電流，使電位較低的金屬（陽(yáng)極）溶解速度增加，電位較高的金屬（陰極）溶解速度減小。所以，陰極是受到陽(yáng)極保護(hù)的。陰陽(yáng)極面積比增大，介質(zhì)電導(dǎo)率減小，都使陽(yáng)極腐蝕加重選擇在工作環(huán)境下電極電位盡量接近（最好不超過(guò)50毫伏）的金屬作為相接觸的電偶對(duì)；減小較正電極電位金屬的面積，盡量使電極電位較負(fù)的金屬表面積增大；盡量使相接觸的金屬電絕緣,并使介質(zhì)電阻增大；充分利用防護(hù)層,或設(shè)法外加保護(hù)電位。選擇防護(hù)方法時(shí)應(yīng)考慮面積律的影響，以及腐蝕產(chǎn)物的影響等 Preventive methods:morphologyPitting金屬的大部分表面不發(fā)生腐蝕或腐蝕很輕微，但局部地方出現(xiàn)腐蝕小孔并向深處發(fā)展的現(xiàn)象，稱為小孔腐蝕或點(diǎn)蝕點(diǎn)蝕是一種破壞性和隱患大的腐蝕形態(tài)之一，它使失重很小的情況下，設(shè)備就會(huì)發(fā)生穿孔破壞，造成介質(zhì)流失，設(shè)備報(bào)廢The control of pitt