山東科技大學(xué)考試復(fù)習(xí)資料-腐蝕與防護(hù)(考試大綱+知識(shí)點(diǎn))

0章化學(xué)—機(jī)械、電化學(xué)—機(jī)械、生物、物理作用。金屬腐蝕：指金屬外表與四周介質(zhì)發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)作用而患病破壞的現(xiàn)象。金屬腐蝕的類型按腐蝕機(jī)理金屬腐蝕可分為化學(xué)腐蝕、電化學(xué)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(zhì)腐蝕、熔融鹽中腐蝕以及高溫氣體腐蝕等。腐蝕的特點(diǎn)：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(jìn)展電化學(xué)反響并建立起雙電層電勢(shì)躍稱電極電勢(shì)。平衡電極電勢(shì)電極反響正逆過程的電荷和物質(zhì)都到達(dá)平衡時(shí)的電極電勢(shì)。非平衡電位：當(dāng)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(biāo)準(zhǔn)電極電位：溶液中該物質(zhì)的離子活度為1、溫度為298K、氣體壓力為101325Pa時(shí)，電極的平衡電極電位為電極的標(biāo)準(zhǔn)電極電位，用Eo表示。7.電位-pH圖電勢(shì)—pH圖的應(yīng)用〔1〕判定電極反響進(jìn)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(chǎn)物的組分。(4)預(yù)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(yáng)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(yáng)極可用肉眼或不大于10倍放大鏡區(qū)分出來(lái)。微觀腐蝕電池：金屬或合金外表因電化學(xué)不均性〔化學(xué)成分不均一；物質(zhì)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(yáng)極構(gòu)成短路微電池。反響自發(fā)進(jìn)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(fù)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(jìn)展腐蝕△E=0EK=EA電極反響到達(dá)平衡△E<0EK<EA電位為EK的金屬自發(fā)進(jìn)展腐蝕，電位為EA的金屬非自發(fā)進(jìn)展腐蝕也就是說，同種條件下，電極電位低的金屬會(huì)自發(fā)進(jìn)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(yáng)極電流后，陽(yáng)極電位向正方向偏離的現(xiàn)象，稱為陽(yáng)極極化；通陰極電流后，陰極電位向負(fù)方向偏離的現(xiàn)象，稱為陰極極化。產(chǎn)生極化現(xiàn)象的根本緣由：是陽(yáng)極或陰極的電極反響與電子遷移〔從陽(yáng)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(gè)方面：電化學(xué)極化：由于電化學(xué)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(yáng)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(hù)膜引起的極化極化實(shí)質(zhì)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(duì)防腐有利。極化曲線：通常用電位-電流強(qiáng)度關(guān)系曲線或電位-電位密度關(guān)系來(lái)描述電極電位隨通過的電流強(qiáng)度或電流密度的變化狀況，這種關(guān)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(guān)系。極化曲線的斜率稱為極化率。腐蝕極化圖的應(yīng)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(shí)定，腐蝕電流確實(shí)定，多電極系統(tǒng)的工作特性。將各項(xiàng)阻力對(duì)腐蝕過程總阻力的比值稱各項(xiàng)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(yáng)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(yáng)極混合掌握P25例題公式的應(yīng)用P27極性確實(shí)定E1>E2>E3>E4>E5,15為陽(yáng)極腐蝕速度計(jì)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(yáng)極電位必需低于陰極的析氫電極電位。析氫腐蝕的特點(diǎn)：①陽(yáng)極材料的性質(zhì)對(duì)腐蝕速度影響很大；②溶液的流淌狀態(tài)對(duì)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(huì)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(yáng)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(duì)腐蝕速度影響很大；④陰極面積對(duì)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(duì)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(yīng)力腐蝕裂開是金屬構(gòu)造在拉應(yīng)力和特定腐蝕環(huán)境共同作用下引起的裂開。應(yīng)力腐蝕產(chǎn)生條件：敏感材料、特定環(huán)境、拉應(yīng)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。孔蝕形成過程：蝕孔形成、成長(zhǎng)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(nèi)帶正電的離子濃度增加，帶負(fù)電的氯離子不斷遷入，孔內(nèi)形成氯化物FeCl等氯化物水解生成鹽酸，孔內(nèi)酸度增加，陽(yáng)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(nèi)孔外物資交換困難，而氯離子可以連續(xù)進(jìn)入孔內(nèi)，金屬氯化物的濃度增加，水解后酸度增加，急劇加快陽(yáng)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(shí)際上這就是兩種不同電極構(gòu)成的宏觀腐蝕電池。P642-34，推斷陰陽(yáng)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(nèi)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(hù)性能的條件：膜必需是完整的；膜具有足夠強(qiáng)度和塑性；膜內(nèi)晶格缺陷濃度低；氧化膜在高溫介質(zhì)中是穩(wěn)定的，表現(xiàn)為高的熔點(diǎn)和高的生成熱。金屬氧化的動(dòng)力學(xué)規(guī)律：金屬的氧化膜就是高溫下形成的腐蝕產(chǎn)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(shí)間的關(guān)系式表達(dá)。不同的金屬在不同的條件下氧化所產(chǎn)生的氧化膜的厚度及其保護(hù)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(dòng)力學(xué)曲線大體上遵循直線、拋物線、立方、對(duì)數(shù)和反對(duì)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(duì)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(hù)膜；生成復(fù)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(shí)，具有肯定強(qiáng)度和抗氧化力量的鋼種，是抗氧化剛和熱強(qiáng)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(qiáng)度的鋼稱為熱強(qiáng)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(xué)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(xué)腐蝕，腐蝕速度較大。土壤腐蝕特點(diǎn)：①與一般電解液中的腐蝕相比，金屬在土壤腐蝕時(shí)陰極過程主要是氧的去極化作用；②土壤的構(gòu)造和濕度對(duì)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(jiǎn)潔，在沒有保護(hù)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(shè)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(diǎn)：多相性、多孔性、不均勻性。金屬設(shè)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(dá)在三方面：金屬的熱力學(xué)穩(wěn)定性、金屬的鈍化、腐蝕產(chǎn)物膜的保護(hù)性能金屬耐蝕合金化途徑：提高金屬熱力學(xué)穩(wěn)定性、減弱合金陰極活性、減弱合金陽(yáng)極活性、使合金外表生成電阻大的腐蝕產(chǎn)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(shì)n/8規(guī)律。n稱為穩(wěn)定性臺(tái)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(chǎn)物膜而耐蝕、由于材料本身的熱力學(xué)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(hù)層〔3〕轉(zhuǎn)變腐蝕環(huán)境(4)防腐蝕構(gòu)造設(shè)計(jì)〔5〕電化學(xué)保護(hù)陰極保護(hù)陰極保護(hù)原理外加電流陰極保護(hù)：被保護(hù)金屬設(shè)備與直流電源的負(fù)極相連，依靠外