山東科技大學考試復習資料-腐蝕與防護(考試大綱+知識點)

0章化學—機械、電化學—機械、生物、物理作用。金屬腐蝕：指金屬外表與四周介質發(fā)生化學或電化學作用而患病破壞的現(xiàn)象。金屬腐蝕的類型按腐蝕機理金屬腐蝕可分為化學腐蝕、電化學腐蝕、物理溶解三大類。按破壞的特征金屬腐蝕可分為全面腐蝕、局部腐蝕。按腐蝕環(huán)境金屬腐蝕可分為大氣腐蝕、土壤腐蝕、電解質腐蝕、熔融鹽中腐蝕以及高溫氣體腐蝕等。腐蝕的特點：自發(fā)性、普遍性、隱蔽性第一章1. 雙電層電極電位：電極和溶液界面上進展電化學反響并建立起雙電層電勢躍稱電極電勢。平衡電極電勢電極反響正逆過程的電荷和物質都到達平衡時的電極電勢。非平衡電位：當金屬浸入不含同種金屬離子的溶液中，電極反響不處于平衡狀態(tài)，電極系統(tǒng)的電位，稱為非平衡電位。標準電極電位：溶液中該物質的離子活度為1、溫度為298K、氣體壓力為101325Pa時，電極的平衡電極電位為電極的標準電極電位，用Eo表示。7.電位-pH圖電勢—pH圖的應用〔1〕判定電極反響進展的方向。(2)推斷可能的腐蝕行為，估量金屬是否穩(wěn)定，是否發(fā)生腐蝕或鈍化。(3)估量腐蝕產物的組分。(4)預防掌握腐蝕的措施。12.上圖中12.上圖中E為陰極電位，E為陽極電位，EKAe,M為金屬平衡電極電位，EeK為陰極平衡電極電位腐蝕電池宏觀腐蝕電池：陰、陽極可用肉眼或不大于10倍放大鏡區(qū)分出來。微觀腐蝕電池：金屬或合金外表因電化學不均性〔化學成分不均一；物質狀態(tài)不均一；外表膜不均一不完整〕而存在大量微小的陰極和陽極構成短路微電池。反響自發(fā)進展的條件腐蝕傾向的推斷腐蝕反響自由能變化(△G)T.P腐蝕傾向性：(△G)T.P <0 腐蝕可發(fā)生, G值越負反響可能性越大；(△G)T.P >0 腐蝕不行能發(fā)生。(△G)T.P =0 平衡過程。通過電位比較腐蝕傾向△E>0EK>EA電位為EA的金屬自發(fā)進展腐蝕△E=0EK=EA電極反響到達平衡△E<0EK<EA電位為EK的金屬自發(fā)進展腐蝕，電位為EA的金屬非自發(fā)進展腐蝕也就是說，同種條件下，電極電位低的金屬會自發(fā)進展腐蝕。極化現(xiàn)象：這種電池工作過程中由于電流流淌而引起電極電位偏離初始值的現(xiàn)象，稱為極化現(xiàn)象。通陽極電流后，陽極電位向正方向偏離的現(xiàn)象，稱為陽極極化；通陰極電流后，陰極電位向負方向偏離的現(xiàn)象，稱為陰極極化。產生極化現(xiàn)象的根本緣由：是陽極或陰極的電極反響與電子遷移〔從陽極流出或流入陰極〕速度存在差異引起的。具體分為以下三個方面：電化學極化：由于電化學反響與電子遷移速度差異引起電位的降低或上升。濃差極化：陽極或陰極的這種由于濃度差異引起的極化作用稱為濃差極化。膜阻〔電阻〕極化：保護膜引起的極化極化實質上是一種阻力，增大極化，有利于降低腐蝕電流和腐蝕速度，對防腐有利。極化曲線：通常用電位-電流強度關系曲線或電位-電位密度關系來描述電極電位隨通過的電流強度或電流密度的變化狀況，這種關系曲線稱為極化曲線，反響極化電位與極化電流或極化電流密度之間的關系。極化曲線的斜率稱為極化率。腐蝕極化圖的應用：①推斷腐蝕過程的掌握因素；②確定金屬的腐食速度；③多電極系統(tǒng)圖解分析〔極性確實定，腐蝕電流確實定，多電極系統(tǒng)的工作特性。將各項阻力對腐蝕過程總阻力的比值稱各項阻力的掌握程度。公式如下：PC

Ekk陰極掌握程度：

PPR Eok A

，如以下圖〔a〕CA陽極掌握程度：

P APPk

E R Eo

,如以下圖〔b〕C R IRR歐姆電阻掌握程度：

PPk

R

，如以下圖〔d〕以下圖中〔以下圖中〔c〕為陰陽極混合掌握P25例題公式的應用P27極性確實定E1>E2>E3>E4>E5,15為陽極腐蝕速度計算：①重量法；②深度法。發(fā)生析氫腐蝕的條件：腐蝕電池中的陽極電位必需低于陰極的析氫電極電位。析氫腐蝕的特點：①陽極材料的性質對腐蝕速度影響很大；②溶液的流淌狀態(tài)對腐蝕速度影響不大；③陰極面積增加，腐蝕速度加快；④氫離子濃度增高〔pH下降、溫度上升〔氫離子濃度上升會使氫的平衡電位Ee.h變正，初始電位差加大。溫度上升使去極化反響加快，這些都將促使析氫腐蝕加劇。氫耗腐蝕，在酸性溶液中 O2+4H++4e→2H2O在中性溶液中 O2+2H++4e→2OH-在堿性溶液中 O2+2H2O+4e→4OH-。發(fā)生耗氫腐蝕的條件：腐蝕電池中的金屬陽極的初始電位EMo必需低于該溶液中氧的平衡電位E2.O2大；③溶液的含氧量對腐蝕速度影響很大；④陰極面積對腐蝕速度的影響視腐蝕電池類型而異；⑤溶液的流淌狀態(tài)對腐蝕速度影響大。鈍化：金屬外表從活潑溶解狀態(tài)變成了格外耐蝕的狀態(tài)的突變現(xiàn)象。鈍化特征曲線分析：①活態(tài)區(qū)〔從金屬的初始電極電位至金屬的臨界鈍化電位；②過渡區(qū)〔鈍化過渡區(qū)〔從初始穩(wěn)態(tài)鈍化電位到多鈍化電位〔電位高于過鈍化電位的區(qū)段1-42其次章應力腐蝕裂開是金屬構造在拉應力和特定腐蝕環(huán)境共同作用下引起的裂開。應力腐蝕產生條件：敏感材料、特定環(huán)境、拉應力。表2-1〕3. P54.2-12.13.14.15.16磨損腐蝕有湍流腐蝕、空泡腐蝕、微泡腐蝕?？孜g形成過程：蝕孔形成、成長兩階段孔蝕核的形成閉塞電池模型i.ii.iii.

Fe→Fe2++2e1/2O+HO+2e→2OH-2 22孔內帶正電的離子濃度增加，帶負電的氯離子不斷遷入，孔內形成氯化物FeCl等氯化物水解生成鹽酸，孔內酸度增加，陽極溶解速度加快223pHFe〔OH〕CaCO23沉淀，一起在孔口形成閉塞電池。自催化酸化作用：孔內孔外物資交換困難，而氯離子可以連續(xù)進入孔內，金屬氯化物的濃度增加，水解后酸度增加，急劇加快陽極的溶解，使孔蝕沿重力方向快速深化，以至把金屬斷面蝕穿。電偶腐蝕：其中電位較低的金屬，溶解速度增大，電位較高的金屬，溶解速度反而減小，這種腐蝕稱為電偶腐蝕，或接觸腐蝕、雙金屬腐蝕、異金屬腐蝕，實際上這就是兩種不同電極構成的宏觀腐蝕電池。P642-34，推斷陰陽極。P65第三章M2+O2-通過氧化膜的集中方式有三種：M2+單向往外集中；O2-M2+往外O2-往內集中。金屬氧化物可能三種形態(tài)：固態(tài)或液態(tài)或氣態(tài)氧化膜具有保護性能的條件：膜必需是完整的；膜具有足夠強度和塑性；膜內晶格缺陷濃度低；氧化膜在高溫介質中是穩(wěn)定的，表現(xiàn)為高的熔點和高的生成熱。金屬氧化的動力學規(guī)律：金屬的氧化膜就是高溫下形成的腐蝕產物，所以金屬的高溫氧化腐食速度可用氧化膜的厚度變化與時間的關系式表達。不同的金屬在不同的條件下氧化所產生的氧化膜的厚度及其保護性能不同，因而金屬的氧化速度有不同的規(guī)律，金屬氧化的動力學曲線大體上遵循直線、拋物線、立方、對數(shù)和反對數(shù)五種規(guī)律。直線型氧化速度最快，按拋物線規(guī)律氧化的的金屬要比直線型的耐蝕，而按對數(shù)規(guī)律氧化的金屬只要形成肯定厚度的膜，就能使氧化速度顯著降低。高溫合金的抗氧化性能：①合金化的原理〔減小氧化膜的晶格缺陷濃度；依靠選擇氧化生成保護膜；生成復合氧化物之類的穩(wěn)定的相；②合金的抗氧化性。耐熱鋼是指在工作溫度高于450℃時，具有肯定強度和抗氧化力量的鋼種，是抗氧化剛和熱強鋼的通稱。高溫下具有抗氣體侵蝕力量的鋼稱為抗氧化剛，又叫熱穩(wěn)定剛或耐熱不起皮鋼；在高溫下具有足夠強度的鋼稱為熱強鋼。大氣腐蝕分為干大氣腐蝕、潮大氣腐蝕和濕大氣腐蝕。干大氣腐蝕屬于化學作用引起的腐蝕，腐蝕速度很小。潮大氣腐蝕和濕大氣腐蝕屬于電化學腐蝕，腐蝕速度較大。土壤腐蝕特點：①與一般電解液中的腐蝕相比，金屬在土壤腐蝕時陰極過程主要是氧的去極化作用；②土壤的構造和濕度對氧的流淌有很大影響，土壤越疏松，透氣性越好，養(yǎng)的滲透和流淌就越簡潔，在沒有保護的狀況〔氧濃差電池中的腐蝕所不具備的。④土壤腐蝕中還常見由雜散電流引起的地下金屬設備和管線的腐蝕現(xiàn)象。供氧差異腐蝕電池〔氧濃差電池〕P923-19的分析P923-20的分析土壤腐蝕特點：多相性、多孔性、不均勻性。金屬設備在海水飛濺區(qū)的全面腐蝕速率最高，依據(jù)金屬和海水接觸的狀況，可以將海洋環(huán)境分為大氣區(qū)、飛濺區(qū)、潮汐區(qū)、全浸區(qū)和海泥區(qū)；依據(jù)海水深度不同，可以分為淺水、大陸架和深海區(qū)。第四章純金屬的耐蝕力量主要表達在三方面：金屬的熱力學穩(wěn)定性、金屬的鈍化、腐蝕產物膜的保護性能金屬耐蝕合金化途徑：提高金屬熱力學穩(wěn)定性、減弱合金陰極活性、減弱合金陽極活性、使合金外表生成電阻大的腐蝕產物膜單相合金耐蝕力量隨耐蝕組分的原子數(shù)與合金總原子數(shù)之比為n/8〔n=1.2.3‥‥7〕呈階梯式上升，合金電勢n/8規(guī)律。n稱為穩(wěn)定性臺階。不同金屬材料獲得耐蝕力量有三種狀況：由于鈍化而耐蝕、由于外表生成了不溶性的腐蝕產物膜而耐蝕、由于材料本身的熱力學穩(wěn)定性而耐蝕。第六章使金屬免受或減輕腐蝕的措施〔1〕提高金屬自身的耐腐蝕性〔2〕形成保護層〔3〕轉變腐蝕環(huán)境(4)防腐蝕構造設計〔5〕電化學保護陰極保護陰極保護原理外加電流陰極保護：被保護金屬設備與直流電源的負極相連，依靠外