第六章-防銹蝕包裝課件

第六章防銹蝕包裝

第一節(jié)金屬制品銹蝕原理第二節(jié)防銹包裝材料及方法第三節(jié)氣相防銹包裝技術第六章防銹蝕包裝第一節(jié)金屬制品銹蝕原理1第一節(jié)、金屬制品銹蝕原理

金屬銹蝕對金屬制品及材料具有非常嚴重的破壞作用。實驗證明，金屬制品因金屬銹蝕而造成的損失遠遠超過原有材料的價值。金屬制品銹蝕的原理包括金屬銹蝕的機理和影響金屬銹蝕的因素。第一節(jié)、金屬制品銹蝕原理金屬銹蝕對金屬制品及材料具有非常嚴2一、金屬銹蝕的機理

金屬銹蝕是指金屬與周圍介質(zhì)（氣體或液體）發(fā)生化學或電化學作用所引起的破壞現(xiàn)象。按金屬銹蝕的機理，金屬銹蝕可分為化學腐蝕和電化學腐蝕兩種類型。其中，電化學腐蝕是破壞金屬的主要形式，對于大多數(shù)金屬的銹蝕也是發(fā)生電化學銹蝕而造成的。金屬發(fā)生電化學銹蝕必須同時具備以下三個條件：①金屬上各部分（或不同金屬間）存在著電極電位差。②具有電極電位差的各部分必須相聯(lián)。③具有電極電位差的各部分要處于相聯(lián)通的電解質(zhì)溶液中。一、金屬銹蝕的機理金屬銹蝕是指金屬與周圍介質(zhì)（氣體或液體）3金屬銹蝕的機理1、化學銹蝕原理化學銹蝕是指金屬與周圍介質(zhì)（O2、CO2、H2S、Cl2、HCl、SO2、H2等）中發(fā)生直接化學作用而引起的銹蝕。特點：銹蝕過程中沒有電流產(chǎn)生，并且銹蝕產(chǎn)物沉積在金屬制品表面。在化學銹蝕過程中，如果所生成的銹蝕物不是以完整的膜留在金屬表面上，介質(zhì)則可以無阻礙地與金屬表面接觸，繼續(xù)按吸附、分解、化合的程序銹蝕，如下圖所示。金屬銹蝕的機理1、化學銹蝕原理4金屬銹蝕的機理若形成的膜很緊密、很完整，能把金屬和介質(zhì)隔離開，阻礙它們互相接觸，則可保護金屬不遭受進一步的銹蝕。由一層銹蝕產(chǎn)物組成的，能把金屬表面遮蓋起來，從而降低金屬銹蝕速度的薄膜，稱為表面保護膜。金屬銹蝕的機理若形成的膜很緊密、很完整，能把金屬和介質(zhì)隔離開5金屬銹蝕的機理化學銹蝕一般可以分為五個類型：（1）化學腐蝕后逐步形成保護膜而形成揮發(fā)性產(chǎn)物。腐蝕速度僅由化學反應速度決定，即氧化物的升華速度。Q=K×τQ：單位面積金屬表面上銹蝕的金屬重量τ時間K：常數(shù)

銹蝕量與時間成直線關系金屬銹蝕的機理化學銹蝕一般可以分為五個類型：6金屬銹蝕的機理（2）在金屬表面上形成不完整的膜，如膜中有許多裂縫或較大的氣孔，這種膜不具有保護作用。介質(zhì)仍然能夠在金屬表面沒有被膜覆蓋的部分同金屬相互作用，繼續(xù)進行銹蝕，因而銹蝕量與時間之間也是直線關系。如鉀、鈉、鈣、鎂等。（3）在金屬表面形成完整的膜，膜對于化學腐蝕的擴散有阻礙作用，因而使腐蝕量隨時間的推移而逐漸減少。（鐵、銅、鎳、錳）在此情況下，腐蝕速度由擴散速度和化學反應速度決定，可用下圖表示。金屬銹蝕的機理（2）在金屬表面上形成不完整的膜，如膜中有許多7金屬銹蝕的機理金屬銹蝕的機理8金屬銹蝕的機理（4）金屬表面形成完整的膜，對化學腐蝕的擴散有很強的阻礙作用，其腐蝕速度與時間成對數(shù)關系。如鋅、鋁等。鐵在較低溫度下的氧化，也服從對數(shù)關系。如下圖所示。金屬銹蝕的機理（4）金屬表面形成完整的膜，對化學腐蝕的擴散有9金屬銹蝕的機理（5）很多金屬與空氣中的氧作用，都會在表面形成一層氧化膜的保護層，這一層膜的厚度與金屬的性質(zhì)、表面狀態(tài)、氧化溫度和介質(zhì)的組成有關。金屬在常溫狀態(tài)和干燥空氣中形成的膜非常薄。有些金屬如銀、銅及銅合金在含硫化物的干燥空氣中形成的氧化膜表面會變暗，這種現(xiàn)象稱失澤。金屬銹蝕的機理（5）很多金屬與空氣中的氧作用，都會在表面形成10金屬銹蝕的機理實驗證明，金屬表面在空氣中氧化成膜，或在溶液中鈍化成膜，其保護膜的成長過程如為直線規(guī)律，則表面氧化膜不具有保護性能，它將不斷受到破壞而剝落。（鉀）若表面保護膜的生長遵從對數(shù)規(guī)律，則此種保護膜具有良好的保護性能。（鋁）金屬銹蝕的機理實驗證明，金屬表面在空氣中氧化成膜，或在溶液中11金屬銹蝕的機理2、金屬電化學銹蝕原理是指金屬與酸、堿、鹽等電解質(zhì)溶液或潮濕空氣接觸時，發(fā)生原電池或微電池作用，有電流產(chǎn)生的腐蝕過程，也稱為電化學腐蝕。是金屬材料及其制品破壞的主要形式。金屬銹蝕的機理2、金屬電化學銹蝕原理12第六章-防銹蝕包裝ppt課件13金屬銹蝕的機理（1）金屬的電極電位金屬銹蝕的機理（1）金屬的電極電位14金屬銹蝕的機理金屬作為一個整體是呈中性的，當金屬表面的金屬離子由于水化而進入電解質(zhì)溶液中時，金屬表面就帶負電，而與金屬表面相接觸地電解液帶正電。（圖2-4a）金屬銹蝕的機理金屬作為一個整體是呈中性的，當金屬表面的金屬離15金屬銹蝕的機理已進入電解液中的金屬離子受金屬表面負電荷吸引又重新沉積到金屬上的趨勢。當金屬剛剛浸入電解質(zhì)溶液中時，由于電解液中金屬離子的濃度很低，金屬表面離子水化是主要趨勢。此時，在金屬表面與電解液交界處發(fā)生了電位突變，即金屬表面同它相接觸地電解液層之間有電位差產(chǎn)生，這種電位突變（或稱為電位差），就是金屬在該電解質(zhì)溶液中的電極電位。金屬銹蝕的機理已進入電解液中的金屬離子受金屬表面負電荷吸引又16金屬銹蝕的機理不同金屬的電極電位是不同的。有些金屬表面的離子會進入電解液中成為溶于電解液的正離子而使金屬本身（即金屬表面）帶有負電荷，從而使金屬顯示負的電極電位（圖2-4a）。有的金屬則相反，電解液中的金屬離子回到金屬表面上的趨勢比金屬離子進入電解液中的趨勢強，這樣帶正電荷的離子沉積使得金屬表面帶正電而顯示正的電極電位（圖2-4b）。在研究金屬腐蝕時，金屬的電極電位代表著金屬在電解液中經(jīng)溶解而被腐蝕的趨勢。金屬銹蝕的機理不同金屬的電極電位是不同的。有些金屬表面的離子17金屬銹蝕的機理通常將氫的電極電位規(guī)定為零，其它金屬與氫作比較，確定出各種金屬的電極電位，稱為標準電極電位值。表下所列為一些重要的金屬的標準電極電位。金屬銹蝕的機理通常將氫的電極電位規(guī)定為零，其它金屬與氫作比較18金屬銹蝕的機理表中位于氫以上的金屬稱為負電性金屬，位于氫以下的金屬稱為正電性金屬。負電性愈強，則離子轉(zhuǎn)入電解液中的可能性就愈大。金屬銹蝕的機理表中位于氫以上的金屬稱為負電性金屬，位于氫以下19金屬銹蝕的機理（2）電化學腐蝕原理將兩種金屬放在電解質(zhì)溶液中，并以導線連接起來時，在導線中就會有電流(i)通過，這就是最簡單的原電池，如下圖所示。金屬銹蝕的機理（2）電化學腐蝕原理20金屬銹蝕的機理整個電化學腐蝕過程是由陽極反應、電子流動和陰極反應這三個環(huán)節(jié)組成的，三者缺一不可。因此，金屬電化學腐蝕的進行必須滿足下列三個條件：①金屬上各個部分（或不同的金屬之間）存在著電極電位差；②具有電極電位差的各部分金屬處于相互接觸之中（即相聯(lián)）；③具有電極電位差的各部分金屬處于互相連通的電解質(zhì)溶液中。金屬銹蝕的機理整個電化學腐蝕過程是由陽極反應、電子流動和陰極21金屬銹蝕的機理電化學腐蝕之所以發(fā)生，主要是金屬制品表面的電化學不均勻性引起的。在潮濕空氣當中，在極薄的水膜下易發(fā)生金屬腐蝕。因為金屬表面電解液膜的形成，主要是水蒸氣在金屬表面的凝聚，如表面吸附與毛細凝聚、化學凝聚、鹽類吸濕凝聚與自然凝聚。且空氣中含SO2、H2S、HCl、CO2、NH3等氣體，均可溶于水而形成電解液，加劇金屬腐蝕。金屬銹蝕的機理電化學腐蝕之所以發(fā)生，主要是金屬制品表面的電化22金屬銹蝕的機理二、影響金屬銹蝕的因素（P286）（1）金屬制品本身的特征對銹蝕的影響。（內(nèi)部因素）金屬成分、雜質(zhì)（2）金屬制品的儲存環(huán)境因素對其銹蝕的影響。（外部因素）空氣濕度、氣溫、空氣中的有害雜質(zhì)金屬銹蝕的機理二、影響金屬銹蝕的因素（P286）23第二節(jié)防銹包裝材料及方法一、防銹包裝材料金屬產(chǎn)品在運輸及儲存過程中的防銹不論采用何種防銹材料和方法，都要進行包裝，因此正確選用內(nèi)、外包裝材料，對防銹效果影響很大。常見的防銹包裝容器有：紙板盒、瓦楞紙板盒或箱、木盒、塑料容器、金屬容器、封套、木箱。常見的內(nèi)包裝材料為包裝紙膜，主要有中性原紙、石蠟紙、電容紙、羊皮紙、苯甲酸鈉紙、亞硝酸鈉－苯甲酸鈉防銹紙、氣相防銹紙、氣相防銹薄膜、塑料薄膜、防潮玻璃紙、塑料復合紙、鋁箔、鋁塑料膜、鋁塑料薄膜紙（布）、浸膠布、增強紙、瀝青紙。第二節(jié)防銹包裝材料及方法一、防銹包裝材料24防銹包裝材料及方法二、防銹包裝方法防銹包裝方法是對處理好的金屬制品通過防銹包裝材料進行包裝達到防銹目的的方法。從防銹的角度看，包裝的目的是為了防止外部沖擊造成防銹皮膜的損傷，防止防銹劑的流失而污染其他物品，除此之外，包裝還應具有便利儲運、提高商品價值等目的。防銹包裝的效果應從單個包裝、內(nèi)包裝和外包裝來統(tǒng)一考慮。防銹包裝屬于內(nèi)包裝，就包裝而言主要是進行防潮處理。防銹包裝材料及方法二、防銹包裝方法25防銹包裝材料及方法防銹包裝方法是根據(jù)防銹材料與被包裝物的防銹期要求而提出來的，主要有：1）一般防濕防水包裝；2）防銹油脂包裝，包括涂覆防銹油脂（涂覆硬膜防銹油料）、涂覆防銹油脂后用防銹紙包覆、涂防銹油脂用塑料袋包裝、用鋁塑薄膜包裝；3）氣相防銹材料包裝，主要分為氣相防銹材料包裝、氣相防銹包裝、氣相塑料薄膜包裝；4）密封容器包裝，分為剛性金屬容器密封包裝、非金屬剛性容器密封包裝、剛性容器中防銹油浸泡包裝、密封系統(tǒng)的防銹包裝；5）可剝性塑料包裝脂，又分為涂覆熱浸型可剝性涂料和涂覆溶劑型可剝性涂料、貼體包裝、充氮包裝；6）干燥空氣封存包裝和剛性容器干燥空氣封存和套封包裝等。防銹包裝材料及方法防銹包裝方法是根據(jù)防銹材料與被26防銹包裝材料及方法現(xiàn)行的幾種防銹包裝方法的比較見表20-1。在選擇防銹包裝時，要把包裝對象制品的種類及特性，防銹期限，生產(chǎn)地點、運送路線、發(fā)送地的溫濕度和空氣污染程度等儲運環(huán)境，運送過程中的搬運狀況以及包裝材料費用、操作費用和時間等經(jīng)濟性都綜合性地進行考慮。其中最重要的是防銹期限。最后，選擇合理的防銹方法。防銹包裝材料及方法現(xiàn)行的幾種防銹包裝方法的比較見表20-1。27防銹包裝材料及方法方法優(yōu)點缺點防銹液防銹油使金屬表面與引起大氣銹蝕的各種因素隔絕(即將金屬表面保護起來)，達到防止金屬大氣銹蝕的目的。油（液）層有一定厚度，油層的連續(xù)性好，涂層完整。不同類型防銹油可采用不同的方法進行涂復需追加額外的處理工序，并進行清洗。對橡膠、聚乙烯等產(chǎn)品有影響。引起嚴重環(huán)境污染。增加設備費用。溫度及外部條件會使防銹效果大受影響。真空沖氮氣包裝具有極佳防銹效果，不需清洗非金屬產(chǎn)品也可使用需要有昂貴的包裝設備。搬運時會受到破損。對大體積產(chǎn)品無法使用。包裝成本高。需要較高包裝技術。氣相防銹包裝可滲透到防銹油無法滲透的角落。產(chǎn)品種類多樣，易于包裝、運輸、儲存。處理簡便，不需浸泡及清洗處理，可節(jié)約費用降低勞動強度。減少包裝材料種類；包裝材料可再利用。開箱檢驗后，用膠帶封合防銹，仍能達到預期的效果。根據(jù)防銹對象不同，選擇合適的防銹產(chǎn)品。需要密閉包裝。防銹包裝材料及方法方法優(yōu)點缺點防銹液使28第三節(jié)氣相防銹包裝技術一、氣相防銹材料原理

1、氣相防銹材料（ＶＣＩ）ＶＣＩ（ＶｏｌａｔｉｌｅＣｏｒｒｏｓｉｏｎＩｎｈｉｂｉｔｏｒ），它是經(jīng)特殊配料合成的一種腐蝕抑制劑。防銹粒子氣化成氣體，在金屬表面形成保護膜，切斷金屬離子與水、氧氣接觸的可能性，從而達到防銹效果。第三節(jié)氣相防銹包裝技術一、氣相防銹材料原理29氣相防銹包裝技術2、氣相防銹原理在常溫下，ＶＣＩ分子具有比空氣高的氣化性壓力，并釋放分子進入封閉的包裝空間，和所包裝保護的金屬表面接觸后，ＶＣＩ分子即濃縮并被現(xiàn)存的濕氣分解，形成自由保護離子溶入電解質(zhì)。電解質(zhì)中離子同ＶＣＩ離子發(fā)生反應，取代金屬分子附著在金屬表面，抑制金屬腐蝕的電化學反應發(fā)生。ＶＣＩ分子慢慢地揮發(fā)，使包裝空間內(nèi)始終保持“飽和”狀態(tài)，從而達到長期穩(wěn)定的防銹效果。氣相防銹包裝技術2、氣相防銹原理30氣相防銹包裝技術3、氣相緩蝕包裝材料的緩蝕機理

氣相緩蝕包裝材料在封存后，在常溫下自動向被包裝的空間內(nèi)揮發(fā)一種或多種緩蝕劑物質(zhì)，揮發(fā)后吸附到金屬表面，使金屬表面鈍化或使活性點失活，實現(xiàn)對金屬的防銹。其緩蝕機理有下面三種情況：氣相防銹包裝技術3、氣相緩蝕包裝材料的緩蝕機理31氣相防銹包裝技術（1）吸附緩蝕機理（2）成膜緩蝕機理（3）電極過程緩蝕機理氣相防銹包裝技術（1）吸附緩蝕機理32氣相防銹包裝技術二、氣相防銹材料分類１、按載體分有：紙布載體法、緩沖材料法、塑料薄膜載體法、紙塑載體法、可剝離粘膠帶法2、按氣相緩蝕劑種類分有：黑色金屬類；有色金屬類；多種金屬類；金銀專用類；另外，根據(jù)特種金屬和各專業(yè)設備也有與之相適應的防銹包裝材料。氣相防銹包裝技術二、氣相防銹材料分類33氣相防銹包裝技術

三、氣相緩蝕包裝材料與涂防銹油等封存法相比較（1）氣相緩蝕包裝材料在封存后揮發(fā)的防銹氣體無孔不入，因此，對不定形的、表面不平及結(jié)構(gòu)復雜、不易為其它防銹涂層所能涂覆的制件組合件等采用氣相緩蝕包裝材料最為合適。（2）操作方便，能避免包裝前的涂油和啟封后的清洗等手續(xù)，并且有清潔、勞動強度低的特點。（3）可減少生產(chǎn)占地面積和工序間的運輸量，并能提高包裝效率，從整個包裝角度來考慮，它比防銹油等普通包裝封存法要經(jīng)濟得多。氣相防銹包裝技術三、氣相緩蝕包裝材料