材料的防護(hù)ppt課件(編輯修改稿)
2025-02-10 21:50 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 上能通過(guò)較大的電流 。 3)具有較低的溶解速度 ， 耐蝕性好 ， 使用壽命長(zhǎng)； 4)具有一定的機(jī)械強(qiáng)度 、 耐磨 、 耐沖擊等； 5)價(jià)格便宜 ， 容易制作 。 一股采用的材料有：石墨 、 高硅鑄鐵 、 鉛銀 (W(Ag)＝1%~3%)合金 ， 鉑及鍍鉑的鈦電極等 。 2 犧牲陽(yáng)極法陰極保護(hù)所用陽(yáng)極材料 1)電位足夠負(fù) ， 可供應(yīng)充足的電子 ， 使被保護(hù)金屬設(shè)備發(fā)生陰極極化 ， 但是電位又不宜太負(fù) ， 以免在陰極區(qū)發(fā)生析氫反應(yīng)引起氫脆； 2)理論輸出電量高 ， 即單位質(zhì)量陽(yáng)極金屬溶解時(shí)產(chǎn)生的電量多 80%~90%(電流效率是有效電量與理論發(fā)生電量的百分比 )； 3)陽(yáng)極的極化率要小 ， 容易活化 ， 輸出電流穩(wěn)定； 4)陽(yáng)極的自腐蝕電流小 ， 金屬溶解所產(chǎn)生的電量應(yīng)大部分用于陰極保護(hù)； 5)價(jià)格便宜 ， 易加工 、 無(wú)公害 。 根據(jù)以上條件 ， 犧牲陽(yáng)極材料主要有鎂基合金 、 鋅基合金和鋁基合金三大類(lèi) . 陽(yáng)極保護(hù) ? 將被保護(hù)設(shè)備與外加直流電源的正極相聯(lián) ， 使之成為陽(yáng)極 ， 進(jìn)行陽(yáng)極極化；使被保護(hù)設(shè)備腐蝕速度降到最小 ， 這種方法稱(chēng)為陽(yáng)極保護(hù) 。 陽(yáng)極保護(hù)基本原理 ? 由圖 68可見(jiàn) ， 將處于腐蝕區(qū)的金屬 (如圖中的 A點(diǎn) ， 其電位為 EA)進(jìn)行陽(yáng)極極化 ， 使其電位向正移至鈍化區(qū) (如圖中 C點(diǎn) ， 其電位為 EC)則金屬可由腐蝕狀態(tài) (活態(tài) )進(jìn)入鈍化狀態(tài) ， 使金屬腐蝕速度降低而得到保護(hù) 。 ? 陽(yáng)極保護(hù)基本原理 ， 就是將金屬進(jìn)行陽(yáng)極極化 ， 使其進(jìn)入鈍態(tài)區(qū)而得到保護(hù) 。 陽(yáng)極保護(hù)原理 ? 陽(yáng)極保護(hù)關(guān)鍵是被保護(hù)設(shè)備與環(huán)境能建立可鈍化體系 。首先測(cè)定出被保護(hù)金屬在給定的環(huán)境中陽(yáng)極極化曲線 。 1)臨界電流密度 ib(致鈍電流密度 )。 金屬在介質(zhì)中能進(jìn)入鈍態(tài)的臨界電流密度 , 一般說(shuō)愈小愈好 。 2)鈍化區(qū)電位范圍 (EPEop)。 陽(yáng)極保護(hù)時(shí)應(yīng)維持安全電位范圍 。 鈍化區(qū)電位范圍愈寬愈好 ， 一般不能 50mv。 3)維鈍電流密度 iP, 表示金屬在鈍態(tài)下的腐蝕速度 。維鈍電流密度愈低 ， 腐蝕速度愈小 ， 防蝕效果愈顯著 ， 耗電愈小 。 iP大小決定陽(yáng)極保護(hù)有無(wú)實(shí)際應(yīng)用價(jià)值 。 3 陽(yáng)極保護(hù)對(duì)輔助陰極材料的要求 1)陰極不極化； 2)有一定的機(jī)械強(qiáng)度； 3)來(lái)源廣泛 ， 價(jià)格便宜 ， 容易加工 。 ? 對(duì)濃硫酸介質(zhì)可用鉑或鍍鉑電極、高硅鑄鐵等； ? 對(duì)稀硫酸介質(zhì)，可用鋁青銅、石墨等。 ? 在堿性溶液中可用普通碳鋼； ? 在鹽溶液中，可用高鎳鋁合金或普通碳鋼。 表面保護(hù)涂層 金屬涂層 1) 電鍍 電鍍是電解液中的金屬離子在直流電的作用下 ， 于陰極表面沉積出金屬而成為鍍層的工藝過(guò)程 。 ? 電鍍時(shí) ， 把待鍍的零部件作為陰極與直流電源的負(fù)極相連接 ， 把作為鍍層金層的陽(yáng)極與直流電源的正極相連接 。 電鍍槽中注入含有鍍層金屬離子的鹽溶液 (包括各種必要的添加劑 )。 ? 陽(yáng)極發(fā)生金屬溶解的氧化反應(yīng) Cu → Cu 2+ + 2e, 陰極上發(fā)生金屬析出的還原反應(yīng)： Cu2+ + 2e → Cu 。 ? 若陽(yáng)極不溶性 ， 需隨時(shí)向電解液中補(bǔ)充適量的鹽 ， 以維持其濃度 。 ? 鍍層厚度可由電鍍時(shí)間控制 。 ? 電鍍能提高金屬部件的防腐 、 耐熱 、 耐磨性能 ， 并同時(shí)賦予零部件以裝飾性外觀 ， 得到廣泛應(yīng)用 。 ? 可電鍍純金屬如 Ni， Cr， Cu， Sn， Zn， Cd， Fe， Pb，Co， Au， Ag， Pt等及合金如 ZnNi， CdTi， CuZn，CuSn等；此外 ， 近年還出現(xiàn)了復(fù)合鍍 ， 如 NiSiC． Ni石墨等 。 ? 電鍍優(yōu)點(diǎn)：鍍層厚度可控；鍍層可以很??；鍍層均勻 、致密 、 表面光潔；無(wú)需加熱或加熱溫度不高 。 ? 只適于較小型部件 ， 對(duì)鍍大型工件 ， 電鍍受限制 。 2)熱浸鍍 工件浸入熔融金屬中 ． 以獲得金屬涂層的工藝叫熱浸鍍 。 ? 鋼鐵制件上獲取金屬涂層的最古老方法之一 ，工藝簡(jiǎn)單 ， 工業(yè)上應(yīng)用普遍 。 ? 熱浸鍍方法需滿(mǎn)足如下條件： （ 1)鍍層金屬熔點(diǎn)較低 ， 節(jié)能及保持機(jī)械性能 。常用鍍層的金屬有 Zn， Sn， A1， Pb及其合金 。 （ 2)熔融的鍍層金屬與被鍍金屬潤(rùn)濕 。 （ 3)工件能和鍍層金屬形成化合物或固溶體 ， 以便鍍層和基體之間有良好結(jié)合力 。 3） 擴(kuò)散鍍 ? 一種或幾種元素從基體表面向其內(nèi)部擴(kuò)散形成與基體成分和性能不同的表層 ， 表面擴(kuò)散滲透法 ， 也常稱(chēng)為滲鍍或表面合金化 。 ? 實(shí)際上滲透過(guò)程是一個(gè)熱化學(xué)過(guò)程 。 在滲透區(qū)城內(nèi) ， 滲透元素與基體元素起化學(xué)反應(yīng) ， 并可能分別形成固溶體 、析出物和化合物類(lèi)型的表面層 。 ? 擴(kuò)散處理提供一個(gè)厚度均勻的涂層 , 即使物體形狀復(fù)雜 ，尺寸也不會(huì)有明顯變化 。 ? 鋅與鋼的擴(kuò)散處理有著實(shí)際意義 。 此法也叫粉末滲鋅 ，用于小汽車(chē)零件如螺釘 、 釘子 、 鉸鏈及其他小的鋼件 。粉末滲鋅將工件和滲透劑即鋅粉 、 砂子 (氧化鋁 )、 有時(shí)還有作為激活刑的鹵族化合物 (氯化銨 )一起置于容器中 ，容器被密封 ， 并且放在 350400?C的爐中數(shù)小時(shí) 。 4） 化學(xué)鍍 通過(guò)置換或氧化 —還原反應(yīng) ， 來(lái)實(shí)現(xiàn)鹽溶液中的金屬離子在被保護(hù)金屬上沉積 。 置換化學(xué)鍍金屬的例子如在鋼上鍍銅 ， 其反應(yīng)為 ? Fe+ Cu2+ → Cu + Fe2+ (63) ? 該方法較經(jīng)濟(jì) ， 但鍍層通常較薄 (1μm) ， 并且多孔洞 ，不能很好地附著在鋼上 。 ? 氧化 —還原 ， 借助于加入槽中的還原劑產(chǎn)生沉積 。 例如用酸性次磷酸鹽槽鍍鎳 ， 總反應(yīng)為： ? Ni2+ + H2PO2 + H2O → Ni + H2PO3 + 2H+ (64) ? 化學(xué)鍍鎳甚至能在有縫隙和復(fù)雜形狀的物體上獲得均勻的鍍層厚度 。 沉積速度實(shí)際上是恒定的 ， 與鍍層厚度無(wú)關(guān) 。 5)金屬?lài)娡? ? 金屬?lài)?
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