材料腐蝕與防護(hù)第八講-展示頁(yè)
2025-05-08 12:10本頁(yè)面
【正文】 涂層保護(hù) ? 改變局部大氣環(huán)境 ? 合理設(shè)計(jì)和環(huán)境保護(hù) – 油漆、金屬鍍層或暫時(shí)性保護(hù)涂層。7H2O、 FeSO4 ? 液膜的產(chǎn)生：結(jié)露 大氣腐蝕條件 – 大氣相對(duì)濕度 100％ ?? 水膜凝結(jié) – 熱帶 、 亞熱帶及大陸性氣候地區(qū) ， 氣候變化劇烈 ?? 相對(duì)濕度 100% ?? 也容易造成水分冷凝 ? 空氣中水分的飽和凝結(jié) 大氣腐蝕條件 ③ 物理吸附 – 水分與固體表面之間存在的范德華分子引力作用 ? 大氣相對(duì)濕度低于 100％發(fā)生凝結(jié)的原因： ① 毛細(xì)管凝聚作用 – 金屬表面沉積物或金屬構(gòu)件之間的狹縫形成毛細(xì)管 ② 化學(xué)凝聚作用 – 金屬表面附著的鹽類或生成的易溶腐蝕產(chǎn)物產(chǎn)生 – 吸水性的 CuSO ZnCl NaCl、 NH4NO3使水的凝聚 變得容易 大氣腐蝕機(jī)理 ? 大氣腐蝕初期的腐蝕機(jī)理 ? 銹層形成后的腐蝕機(jī)理 ? 銹層的結(jié)構(gòu)和保護(hù)性 ? 耐候鋼銹層結(jié)構(gòu)的特點(diǎn) 大氣腐蝕初期的腐蝕機(jī)理 ? 陰極過(guò)程：氧的去極化為主 – 表面液膜膜層很薄，氧容易到達(dá)陰極 ? 遵從電化學(xué)腐蝕一般規(guī)律 ? 環(huán)境特點(diǎn)： – 電解液膜較薄 – 常常干濕交替 – 薄液膜條件下，氧的擴(kuò)散比全浸狀態(tài)下更容易 – 即使電位較負(fù)的金屬（ Mg），當(dāng)從全浸狀態(tài)下 的腐蝕轉(zhuǎn)變?yōu)榇髿飧g時(shí)，陰極過(guò)程由氫去極 化為主轉(zhuǎn)變?yōu)檠跞O化為主 大氣腐蝕初期的腐蝕機(jī)理 ? 陰極過(guò)程： ? 陽(yáng)極過(guò)程： – 陽(yáng)極鈍化及金屬離子水化過(guò)程 大氣腐蝕初期的腐蝕機(jī)理 – 潮大氣腐蝕，陽(yáng)極過(guò)程控制 – 濕大氣腐蝕，陰極過(guò)程控制，弱于全浸腐蝕 – 應(yīng)用： 濕度不大，陽(yáng)極控制：合金化提高陽(yáng)極鈍性是有效的 濕度大，陰極控制：合金化效果不大，應(yīng)降低濕度、 減少空氣中有害成分 ? 液膜厚度的影響 – 液膜變薄，大氣腐蝕的陰極過(guò)程更容易進(jìn)行 – 陽(yáng)極過(guò)程則變得越來(lái)越困難： 金屬離子水化過(guò)程較難進(jìn)行，易于陽(yáng)極鈍化產(chǎn)生 ? 腐蝕控制過(guò)程 銹層形成后的腐蝕機(jī)理 ?銹層內(nèi)發(fā)生了 Fe3+→Fe 2+的還原反應(yīng) ?銹層參與了陰極反應(yīng)過(guò)程 ? 陽(yáng)極反應(yīng)： 金屬／ Fe3O4界面上 ? 陰極反應(yīng)： Fe3O4 ／ FeOOH界面上 ? 腐蝕產(chǎn)物： 影響腐蝕電極過(guò)程 ? Evans模型： 銹層 強(qiáng)氧化劑，電極反應(yīng)發(fā)生的位置不同 銹層形成后的腐蝕機(jī)理 ? 銹層潮濕時(shí) – Evans模型 – Fe3＋ 還原成 Fe2+ ? 大氣干濕交替：銹層加速腐蝕 ? 銹層干燥時(shí) – 銹層和底部基體金屬的局部電池成為開路 – 在大氣中氧的作用下銹層內(nèi)的 Fe2+重新氧化成為 Fe3＋ – 銹層的增厚會(huì)導(dǎo)致電阻增大和氧的滲入困難，使銹層的陰極去極化作用減弱； – 附著性良好的銹層內(nèi)層將減小活性陽(yáng)極面積，增大陽(yáng)極極化。 – 溫差越大，引起結(jié)露的臨界濕度就越低。 Ⅱ :潮 大氣腐蝕 δ=100197。第六章 自然環(huán)境中的腐蝕 ? 大氣腐蝕 ? 淡水和海水腐蝕 ? 土壤腐蝕 ? 微生物腐蝕 大氣腐蝕 ? 世界上 60%以上的鋼材在大氣環(huán)境中使用 大氣腐蝕損失占總腐蝕損失量 50% ? 對(duì)于某些功能材料（微電子電路）、文物、 裝飾材料等，輕微大氣腐蝕也不允許 ?大氣腐蝕 （ Atmospheric Corrosion） — 金屬材料暴露在空氣中，由于空氣中的 水 和 氧 的化學(xué)和電化學(xué)作用而引起的腐蝕。 最常見的大氣腐蝕現(xiàn)象 ——生銹 ? 大氣腐蝕屬于液膜下的電化學(xué)腐蝕 — 區(qū)別于浸于電解質(zhì)溶液中的腐蝕 大氣腐蝕 ? 大氣腐蝕以均勻腐蝕為主 —也包括點(diǎn)蝕、縫隙腐蝕、電偶腐蝕、微動(dòng) 腐蝕、應(yīng)力腐蝕及腐蝕疲勞等 大氣腐蝕環(huán)境 ?大氣環(huán)境不同 腐蝕嚴(yán)重性不同 — 與地域、季節(jié)、時(shí)間等條件有關(guān) — 地表附近大氣主要成分在全球范圍內(nèi)幾乎不變 — 大氣中的水蒸氣含量隨地域、季節(jié)和時(shí)間有所 變化 ?大氣中的水汽是決定大氣腐蝕速度和歷程的主要因素 – 氧（參與電化學(xué)過(guò)程） – 水分（水膜是電解液層） – 其次是二氧化碳、二氧化硫、氯氣等 參與大氣腐蝕過(guò)程的主要是 – 含水汽和氯化物大氣 – SO2與水汽共同作用加速腐蝕 鋼在海岸的腐蝕比在沙漠中大 400500倍 工業(yè)區(qū)比沙漠區(qū)大氣腐蝕大 50100倍 大氣腐蝕環(huán)境 ?二氧化硫、硫化氫、氯氣 ?硫化物、氯化物、煤煙、塵埃等雜質(zhì)大大加速大氣腐蝕 ?鄉(xiāng)村大氣：清潔 ?城鎮(zhèn)大氣：污染 ?工業(yè)大氣： SO2污染 ?海洋大氣：含氯化物 大氣腐蝕環(huán)境 ? 大氣腐蝕環(huán)境分類 ? 全球大氣污染日趨嚴(yán)重 大氣的近似組成 (10oC， 100KPa) 根據(jù) Meetham. 轉(zhuǎn)引自 《 Corrosion》 上卷 成 分 克 /米 ３ 重量％ 成 分 毫克 /米 ３ 重量 ppm 氮 (N2) 879 75 氖 (Ne) 14 12 氧 (O2) 269 23 氪 (Kr) 4 3 氬 (Ar) 15 氦 (He) 水蒸汽 8 氙 (Xe) 二氧化碳 氫 (H2) 雜 質(zhì) 典型濃度，微克 /米 ３ 二氧化硫 (SO2) 工業(yè)區(qū)：冬天 350，夏天 100 農(nóng)村地區(qū)：冬天 100，夏天 40 二氧化硫 (SO3) 大約為 SO2含量的 10％ 硫化氫 (H2S) 工業(yè)區(qū)： ~90 城市地帶： ~ 農(nóng)村地區(qū)： ~ 春季測(cè)量數(shù)字 氨 (NH3) 工業(yè)區(qū)： 農(nóng)村地區(qū)： 氯化物 (空氣樣品 ) 內(nèi)地工業(yè)區(qū)：冬天 ，夏天 沿海農(nóng)村區(qū)：年平均 氯化物 (雨水樣品 ) 內(nèi)地工業(yè)區(qū)：冬天 ，夏天 沿海農(nóng)村區(qū)：冬天 57，夏天 18 毫克 /升 塵粒 工業(yè)區(qū)：冬天 250，夏天 100 農(nóng)村地區(qū)：冬天 60，夏天 15 大氣的次要成分 (雜質(zhì) ) 根據(jù) Meetham. 轉(zhuǎn)引自 Shreired. 《 Corrosion》 大氣腐蝕的類型 ?? 干大氣腐蝕 ?? 潮大氣腐蝕 ?? 濕
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