材料概論(周達(dá)飛)(二版)-第7章

材料概論材料的環(huán)境劣化材料制造過(guò)程、施工、應(yīng)用過(guò)程中的廢氣、廢液、廢物和廢棄物對(duì)環(huán)境的破壞作用第七章材料與環(huán)境7.1金屬材料的腐蝕與防護(hù)腐蝕是材料通過(guò)與環(huán)境作用導(dǎo)致的性質(zhì)劣化。生銹僅是副產(chǎn)物。金屬的腐蝕是金屬回歸自然的礦石狀態(tài)的過(guò)程。

電化學(xué)作用金屬的腐蝕是電化學(xué)過(guò)程。圖7-1鋼在鹽酸中的腐蝕：Fe+2H++2Cl

(Fe2++2Cl

)FeCl2+(2H++2e)H2

鋼在水中：4Fe+6H2O+3O2

4Fe(OH)32Fe(OH)3

Fe2O3

3H2O電池對(duì)－－電極（半電池）－－標(biāo)準(zhǔn)電池第七章材料與環(huán)境

電化學(xué)腐蝕的基本條件：金屬在電解電池的陰極發(fā)生氧化某種離子會(huì)在陽(yáng)極還原陰極與陽(yáng)極之間存在電位存在電解質(zhì)圖7－2電回路必須閉合（即陰極與陽(yáng)極之間必須連通）第七章材料與環(huán)境

影響腐蝕的因素腐蝕不是材料固有的性質(zhì)，它是特定環(huán)境下材料相互作用的結(jié)果?；瘜W(xué)組成對(duì)腐蝕的影響是巨大的。金、鉻、鐵、聚乙烯在水中的腐蝕行為大不相同，原因在于熱力學(xué)驅(qū)動(dòng)力。

G=-nFE自由能為負(fù)值，腐蝕過(guò)程自發(fā)進(jìn)行；為正值，就不會(huì)自發(fā)發(fā)生，須提供能量第七章材料與環(huán)境

結(jié)構(gòu)因素對(duì)于合金，有：化學(xué)組成的差別相的差別雜質(zhì)冷加工不均勻應(yīng)力凡存在物理的或化學(xué)上的不均勻因素都會(huì)形成電池的兩極。第七章材料與環(huán)境

鈍性抑制電化學(xué)作用的特定金屬表面狀態(tài)。鈍化膜可在空氣中自發(fā)生成，但因受表面的磨擦、沖擊、流體沖刷等遭到破壞。第七章材料與環(huán)境

極化電流增加或減少引起電位變化的現(xiàn)象。活化極化－－電極反應(yīng)的某一步驟需要活化而被遲滯的現(xiàn)象。濃度極化－－電極表面反應(yīng)物種數(shù)量不足的現(xiàn)象。IR降－－由于電解質(zhì)內(nèi)部的阻力導(dǎo)致的電位下降。第七章材料與環(huán)境

腐蝕的類型均勻腐蝕－－表面全面接觸腐蝕劑時(shí)發(fā)生圖7－3小孔腐蝕－－導(dǎo)致局部穿孔的腐蝕現(xiàn)象圖7－4間隙腐蝕－－金屬-金屬間隙或金屬-非金屬間隙中的局部腐蝕圖7－5電偶腐蝕－－兩種不同金屬如果在電解質(zhì)中相接觸，正好符合電化學(xué)電池的條件，一個(gè)構(gòu)成陰極，一個(gè)構(gòu)成陽(yáng)極圖7－6圖7－7第七章材料與環(huán)境

腐蝕的類型應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂－－靜態(tài)應(yīng)力下（殘余的或施加的）腐蝕誘導(dǎo)的自發(fā)開(kāi)裂圖7－8只發(fā)生開(kāi)裂，不發(fā)生材料的損失晶間腐蝕－－發(fā)生于金屬晶粒邊界的腐蝕圖7－9脫合金化－－合金中某一組脫離了材料，使微組織發(fā)生變化的一種腐蝕圖7－10第七章材料與環(huán)境

磨蝕液體沖刷－－流體平行于材料表面的流動(dòng)造成表面材料的損失圖7－11液體沖擊－－垂直于材料表面的沖擊作用造成表面物質(zhì)的損失圖7－12淤漿磨蝕－－淤漿中固體粒子對(duì)材料的磨擦造成的圖7－13空化磨蝕－－水中氣泡的爆裂對(duì)表面攻擊引起的圖7－14磨振磨蝕－－材料間小振幅的往復(fù)運(yùn)動(dòng)造成的磨蝕圖7－15第七章材料與環(huán)境

腐蝕的防護(hù)材料處理環(huán)境控制設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮的因素圖7－16圖7－17第七章材料與環(huán)境7.2其他材料與環(huán)境的相互作用高分子材料的環(huán)境劣化熱、光、輻射、氣候等環(huán)境和化學(xué)環(huán)境作用下，高分子材料會(huì)發(fā)生各種變化。表7－2表7－3表7－4圖7－18第七章材料與環(huán)境

環(huán)境與廢棄高分子材料"白色污染""黑色污染"減少來(lái)源回收利用焚燒發(fā)電堆肥與填埋第七章材料與環(huán)境

陶瓷的環(huán)境劣化氫氟酸、高溫、水汽、熱等作用陶瓷的解離腐蝕玻璃的應(yīng)力腐蝕第七章材料與環(huán)境圖7-1金屬的電化學(xué)腐蝕第七章材料與環(huán)境圖7-2氧化物膜導(dǎo)致的腐蝕第七章材料與環(huán)境圖7-3均勻腐蝕圖7-4小孔腐蝕第七章材料與環(huán)境圖7-5間隙腐蝕圖7-6電偶腐蝕第七章材料與環(huán)境圖7-7海水中的金屬電偶序第七章材料與環(huán)境圖7-8腐蝕應(yīng)力開(kāi)裂圖7-9晶界腐蝕第七章材料與環(huán)境圖7-10脫合金化圖7-11液體沖刷造成的磨蝕第七章材料與環(huán)境圖7-12液體沖擊造成的磨蝕圖7-13淤漿磨蝕第七章材料與環(huán)境圖7-14空化磨蝕圖7-15磨振磨蝕第七章材料與環(huán)境圖7-16設(shè)計(jì)中的防腐措施第七章材