2019年金屬的腐蝕與防護(hù)

1、2019 年金屬的腐蝕與防護(hù)篇一：金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)知識(shí)點(diǎn)【知識(shí)梳理歸納】一、金屬的電化學(xué)腐蝕 1金屬的腐蝕 (1) 概念金屬或合金與周圍的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)而引起損耗的現(xiàn)象(2) 實(shí)質(zhì)金屬原子電子變成陽(yáng)離子的過(guò)程即金屬發(fā)生了反應(yīng)(3) 類型根據(jù)與金屬不同，可分為腐蝕和腐蝕2 化學(xué)腐蝕金屬跟接觸到的干燥氣體如(02、CI2、SO2等)或非電解質(zhì)液體(如石油)等直接發(fā)生而引起的腐蝕3 電化學(xué)腐蝕 (1) 概念 不純的金屬跟電解質(zhì)溶液接觸時(shí)，會(huì)發(fā)生反應(yīng)，比較活潑的金屬失去電子而被氧化( 2)分類以鋼鐵的腐蝕為例【問(wèn)題探究】將純鐵放入稀 H2S0仲，發(fā)生的是析氫腐蝕嗎？提示：不是析氫腐蝕是指不純的金屬

2、 (或合金 )接觸到酸性較強(qiáng) 的電解質(zhì)溶液所發(fā)生的原電池反應(yīng)而引起的腐蝕， 純鐵與稀H2SO4發(fā) 生的是化學(xué)腐蝕二、金屬的防護(hù)1 改變金屬內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)如制成等2 金屬表面加保護(hù)層如在金屬表面噴油漆、涂油脂、電鍍或表面鈍化等方法 3電化 學(xué)保護(hù)(1) 犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法原理被保護(hù)的金屬上連接一種更的金屬，被保護(hù)的金屬作原電池的 極(2) 外加電流的陰極保護(hù)法原理被保護(hù)的金屬與電源的極相連，作電解池的極【自我診斷訓(xùn)練】1 . (20XX 福建高三質(zhì)檢)打開(kāi)右圖所示裝置中的止水夾，一段時(shí) 間后，可能觀察到的現(xiàn)象是 ()A .燒杯中有氣泡產(chǎn)生B.試管內(nèi)有黃綠色氣體產(chǎn)生 C.鐵絲網(wǎng)的 表面產(chǎn)生銹跡D.

3、燒杯內(nèi)溶液變紅色2 下列關(guān)于金屬腐蝕的敘述中，正確的是 ()A .金屬被腐蝕的本質(zhì)是 葉nH20=M(0H陽(yáng)n/2H2 f B.馬口鐵(鍍 錫鐵)鍍層破損后，首先是鍍層被氧化 C.金屬在一般情況下發(fā)生的 電化學(xué)腐蝕主要是吸氧腐蝕 D.常溫下，置于空氣中的金屬主要發(fā)生 化學(xué)腐蝕3 如圖所示，在水槽中裝入蒸餾水后，鐵塊腐蝕速率的大小順序 正確的是 ()A . i>n>m B.i>m>n C.n>i>m D.n>m>i4 下列有關(guān)鋼鐵制品防腐的說(shuō)法正確的是 ()A 在鐵門、鐵窗表面涂上油漆B 自行車各部件因有防護(hù)涂層或電鍍等防腐措施， 所以不需要停 放

4、在遮雨的地方C.家用鐵制廚具每次用完后應(yīng)擦干放置在干燥處D 把擋水鐵閘門與直流電源的正極連接且構(gòu)成回路， 可減小鐵閘 門的腐蝕速率 5. (1) 將銅棒與鋅棒用導(dǎo)線連接， 依次插入分別盛有： 硫酸溶液；硫酸銅溶液；硫酸鈉溶液的三個(gè)燒杯中，此時(shí)，銅 棒上發(fā)生的主要反應(yīng)是：核心考點(diǎn)突破】考點(diǎn)一金屬的腐蝕 1.化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕2 金屬腐蝕快慢的影響因素不純的金屬或合金， 在潮濕的空氣中形成原電池發(fā)生電化學(xué)腐蝕， 活潑金屬因被腐蝕而損耗金屬腐蝕的快慢與下列兩種因素有關(guān)：(1) 與構(gòu)成原電池的材料有關(guān)， 兩極材料的活潑性相差越大， 氧化 還原反應(yīng)的速率越快，金屬被腐蝕的速率就越快(2) 與金屬所接觸

5、的電解質(zhì)強(qiáng)弱有關(guān)， 活潑金屬在電解質(zhì)溶液中的 腐蝕快于在非電解質(zhì)溶液中的腐蝕， 在強(qiáng)電解質(zhì)溶液中的腐蝕快于在 弱電解質(zhì)溶液中的腐蝕一般說(shuō)來(lái)可用下列原則判斷： 電解原理引起的腐蝕 原電池原理引 起的腐蝕 化學(xué)腐蝕 有防腐蝕措施的腐蝕【 *真題典例感悟 * 】【例1】(20XX浙江卷)將NaCI溶液滴在一塊光亮清潔的鐵板 表面上，一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)液滴覆蓋的圓圈中心區(qū) (a) 已被腐蝕而變暗， 在液滴外沿形成棕色鐵銹環(huán) (b) ，如圖所示。導(dǎo)致該現(xiàn)象的主要原因 是液滴之下氧氣含量比邊緣少。鐵銹環(huán) (b) 腐蝕區(qū) (a)下列說(shuō)法正確的是 ()A 液滴中的 Cl 由 a 區(qū)向 b 區(qū)遷移B 液滴邊緣是正極

6、區(qū)，發(fā)生的電極反應(yīng)為：O2+2H2O+4e24OHC .液滴下的Fe因發(fā)生還原反應(yīng)而被腐蝕，生成的 Fe由a區(qū)向b區(qū)遷移，與b區(qū)的0H形成Fe(0H)2,進(jìn)一步氧化、脫水形成鐵銹D .若改用嵌有一銅螺絲釘?shù)蔫F板，在銅鐵接觸處滴加NaCI溶液,則負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)為 Cu-2eCu2+【例 2】如圖所示，各燒杯中盛有海水，鐵在其中被腐蝕由快到 慢的順序?yàn)?()A .B.C.D .【* 課堂針對(duì)訓(xùn)練 *】1. 教材指出：發(fā)達(dá)國(guó)家每年由于金屬的腐蝕造成的直接損失約占全年國(guó)民生產(chǎn)總值的2%4% ，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)火災(zāi)、水災(zāi)、風(fēng)災(zāi)、地震等自然災(zāi)害造成損失的總 和因此探究金屬腐蝕的原因并防止金屬腐蝕顯得非常重要

7、金屬的 腐蝕與防護(hù)是高考的高頻考點(diǎn)之一。探究I:下面是某實(shí)驗(yàn)小組為研究鐵生銹的條件而設(shè)計(jì)的快速易行的實(shí)驗(yàn) 方法。首先檢查制氧氣裝置的氣密性，然后按圖連接好裝置，點(diǎn)燃酒精 燈給藥品加熱，持續(xù)3分鐘左右，觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為：直形管中 用蒸餾水浸過(guò)的光亮鐵絲表面顏色變得灰暗， 發(fā)生銹蝕； 直形管中 干燥的鐵絲表面依然光亮， 沒(méi)有發(fā)生銹蝕； 燒杯中潮濕的鐵絲表面 依然光亮試回答以下問(wèn)題：(1) 由于與金屬接觸的介質(zhì)不同， 金屬腐蝕分成不同類型， 本實(shí)驗(yàn) 中鐵生銹屬于 能表示其原理的反應(yīng)方程式為.(2)儀器 A 的名稱為 ，其中裝的藥品可以是 ，其作用是電化學(xué)腐蝕中，只有在金屬活動(dòng)性順序表中位于氫前面的

8、金屬才 可能發(fā)生析氫腐蝕， 而位于氫之后的金屬只能發(fā)生吸氧腐蝕， 吸氧腐 蝕比析氫腐蝕更為普遍 如圖是該實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)的有關(guān)吸氧腐蝕和析 氫腐蝕現(xiàn)象分析實(shí)驗(yàn)，水槽中試管內(nèi)有一枚鐵釘，放置數(shù)天后觀察:(1) 試管內(nèi)液面上升，則原溶液呈 ，電極反應(yīng)方程式為:負(fù)極: ，_ 正極:(2) 若試管內(nèi)液面下降，則原溶液呈 ，發(fā)生 腐蝕，電極反應(yīng)式為:負(fù)極: ，_ 正極:篇二:金屬的腐蝕與防護(hù)物理化學(xué)電化學(xué)論文小組成員：操亨，向紅偉，王澤昆，陳啟煊，丁川提交日期： 20XX.11中國(guó)武漢摘.3一. 如何避免金屬的電化學(xué)腐蝕 41. 保護(hù)金屬防腐蝕的方法 51.1 鈍化金屬的表面 51.2 運(yùn)用復(fù)合材料51.3

9、 電化學(xué)保護(hù)51.4 襯里 51.5 防腐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)52結(jié)語(yǔ) 5二聚苯胺對(duì)金屬防護(hù)的意義51. 聚苯胺防腐機(jī)理 51.1 屏蔽作1.2 聚苯胺使金屬表面形成鈍1.3 電場(chǎng)作用61.4 緩蝕作用62聚苯胺防腐涂層的制備方法 62.1 電化學(xué)聚合法 62.2 聚苯胺與成膜物質(zhì)共混63應(yīng)用領(lǐng)域與展望7金屬的腐蝕是一個(gè)難以避免的經(jīng)濟(jì)損失，根據(jù)金屬腐蝕的反應(yīng)機(jī) 理，腐蝕可以分為電化學(xué)腐蝕和化學(xué)腐蝕，在腐蝕未發(fā)生之前，我們 先得保護(hù)金屬防腐蝕， 金屬在發(fā)生腐蝕之前， 要從防護(hù)技術(shù)上對(duì)避免 腐蝕的發(fā)生，常用的方法包括鈍化金屬的表面、運(yùn)用復(fù)合材料、電化 學(xué)保護(hù)、襯里、設(shè)計(jì)防腐結(jié)構(gòu)。聚苯胺材料可以有效的防止金屬腐

10、蝕， 聚苯胺優(yōu)異的防腐性能已被大量的研究所證實(shí)， 其防腐機(jī)理與傳統(tǒng)涂 料完全不同，主要是通過(guò)含有導(dǎo)電聚苯胺的底漆與金屬基材接觸并相 互作用而形成一種特殊氧化膜， 從而大大延緩金屬的腐蝕。 聚苯胺防 腐涂料對(duì)金屬具有常規(guī)涂料不可比擬的陽(yáng)極保護(hù)和屏蔽作用， 無(wú)論是 采用電化學(xué)方法沉積在金屬表面的聚苯胺膜， 還是將聚苯胺作為添加 劑加入到樹(shù)脂中，都會(huì)產(chǎn)生優(yōu)良的防腐蝕效果。關(guān)鍵詞：金屬腐蝕，金屬防護(hù)，防腐蝕，聚苯胺我們知道，生活中金屬的腐蝕是一個(gè)難以避免的經(jīng)濟(jì)損失，這種 損失可分為直接損失和間接損失。 直接損失包括材料的損耗、 設(shè)備的 失效、能源的消耗以及為防止腐蝕所采取的涂層保護(hù)、電化學(xué)保護(hù)、 選用

11、耐蝕材料等的費(fèi)用。 由于腐蝕,使大量有用材料變?yōu)閺U料 , 估計(jì)全 世界每年因腐蝕報(bào)廢的鋼鐵設(shè)備約為其年產(chǎn)量的 30%,造成地球上的 有限資源日益枯竭 . 全世界每 90s 就有 1t 鋼被腐蝕成鐵銹 , 而煉制 1t 鋼所需的能源可供一個(gè)家庭使用 3個(gè)月,因此, 腐蝕造成了對(duì)自然資 源的極大浪費(fèi)。因腐蝕而造成的間接損失往往比直接損失更大 , 甚至 難以估計(jì)。這些損失包括因腐蝕引起的停工停產(chǎn) ,產(chǎn)品質(zhì)量下降 ,大量 有用有毒物質(zhì)的泄漏、爆炸 , 以及大規(guī)模的環(huán)境污染等。一些腐蝕破 壞事故還造成了人員傷亡 , 直接威脅著人民群眾的生命安全。礦產(chǎn)資 源有限，但是不斷的又金屬在腐蝕， 我們必須及時(shí)想出

12、有效的解決方 案，這樣才能作到可持續(xù)發(fā)展。 其中利用電化學(xué)防護(hù)技術(shù)是一個(gè)高效并且現(xiàn)實(shí)的解決方案， 相比于其他很多的保護(hù)金屬避免被腐蝕的方法 來(lái)說(shuō)，電化學(xué)防護(hù)技術(shù)能夠有效并且較低成本的達(dá)到保護(hù)金屬的目的。根據(jù)金屬腐蝕的反應(yīng)機(jī)理， 腐蝕可以分為電化學(xué)腐蝕和化學(xué)腐蝕。 電化學(xué)腐蝕是指金屬表面與離子導(dǎo)電的介質(zhì)因發(fā)生電化學(xué)作用而產(chǎn) 生的破壞；化學(xué)腐蝕是指金屬表面與非電解質(zhì)直接發(fā)生化學(xué)作用而引 起的破壞。電化學(xué)腐蝕是最常見(jiàn)、最普遍的腐蝕 , 因?yàn)橹灰h(huán)境的介 質(zhì)中有水存在 , 金屬的腐蝕就會(huì)以電化學(xué)腐蝕的形式進(jìn)行。金屬在各 種電解質(zhì)溶液 , 比如大氣、海水和土壤等介質(zhì)中所發(fā)生的腐蝕都屬于 電化學(xué)腐蝕?，F(xiàn)在

13、我們就以電化學(xué)防護(hù)技術(shù)在化工管道防腐中的研究與應(yīng)用為 例來(lái)加以討論與說(shuō)明。 化工管道在油、 氣等能源輸送過(guò)程中扮演著重 要角色，現(xiàn)階段，我國(guó)乃至全世界的油氣能源輸送都是通過(guò)管道來(lái)實(shí) 現(xiàn)的，但是油氣管道在給我們生活生產(chǎn)帶來(lái)諸多便利的同時(shí)， 因腐蝕 泄露而帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失也是不可估量的。 因此保護(hù)金屬避免被腐蝕已 經(jīng)迫在眉睫。緩蝕與防銹封存的作用機(jī)理就是將外界材料附于金屬的表面，將 金屬與外界環(huán)境隔開(kāi)， 以阻止其發(fā)生電極反應(yīng)。 常用的緩蝕劑主要包 括水溶性緩蝕劑、酸洗或清洗用緩蝕劑、油溶性緩蝕劑、溶劑型緩蝕 劑、揮發(fā)性氣相緩蝕劑等。一. 腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)1. 保護(hù)金屬防腐蝕的方法管道在發(fā)生腐蝕之前，要從

14、防護(hù)技術(shù)上對(duì)避免腐蝕的發(fā)生。在腐 蝕發(fā)生之后，準(zhǔn)確的檢測(cè)和監(jiān)測(cè)則能夠使設(shè)備在最佳的工作狀態(tài)下運(yùn) 行，更好地保障設(shè)備與操作人員的安全生產(chǎn)。常見(jiàn)的檢測(cè)技術(shù)包括：(1) 物理機(jī)械法：主要包括現(xiàn)場(chǎng)表觀檢測(cè)法、掛片法、警戒孔監(jiān)視法。(2) 無(wú)損檢測(cè)技術(shù)：超聲波和渦流檢測(cè)；漏磁通法檢測(cè) (根據(jù) 磁導(dǎo)率不同)；射線檢測(cè)和紅外檢測(cè)；聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù)；電阻 法與磁阻法。(3) 電化學(xué)法：電位檢測(cè)探針和電偶探針；線性極化法；電 化學(xué)阻抗法；電化學(xué)噪聲技術(shù)。(4) 化學(xué)分析法：主要包括氫探針和介質(zhì)分析(5) 其他方法： 主要包括場(chǎng)圖像技術(shù)、 光纖腐蝕傳感技術(shù)和薄膜活 化技術(shù)等。除了以上所說(shuō)的防腐技術(shù)之外，現(xiàn)在正在不斷

15、開(kāi)發(fā)以有機(jī)材料為 代表的新型防腐材料， 特別隨著我國(guó)西部大開(kāi)發(fā)與城市管線工程開(kāi)始 建設(shè)，油氣管道越來(lái)越普及利用，我國(guó)的腐蝕防護(hù)技術(shù)也不斷更新， 形成了較為完整的腐蝕防護(hù)理論體系。對(duì)于金屬的防腐是極其重要的，因?yàn)榫徒饘俚某杀径跃褪呛芏?的。而且，金屬的腐蝕就是設(shè)備的損壞，在公司就可能造成特大型安 全事故?，F(xiàn)階段全球所使用的金屬防腐措施主要有：鈍化金屬表面、 運(yùn)用復(fù)合的材料、用電流保護(hù)、犧牲保護(hù)、運(yùn)用有機(jī)防腐涂料等。1.1 鈍化金屬的表面緩蝕劑也就是后面所說(shuō)的鈍化液，是一種以適當(dāng)?shù)臐舛群托问酱?在于環(huán)境中，可以防止或減緩腐蝕的化學(xué)物質(zhì)或幾種化學(xué)物質(zhì)的混合 物。各種金屬所進(jìn)行表面鈍化的方法大致相似

16、， 但是所用到的鈍化液 一般不同。以鋼鐵為例，其鈍化液的組成大約是鈦鹽0.05 0.5(質(zhì)量份，后相同)，硝酸2.77.5，氟化物1015,水加至100。1 一般這樣鈍化鋼鐵表面： 將鋼鐵表面先進(jìn)行脫脂處理然后用去離子水 漂洗,對(duì)鋼鐵表面進(jìn)行除銹處理后再用去離子水漂洗, 在鋼鐵表面進(jìn) 行處理， 使用預(yù)先配置好的鈍化溶液， 將轉(zhuǎn)化處理過(guò)后的鋼鐵用去離 子水漂洗，自然干燥就能得到色澤均勻的鈍化膜。至此，金屬表面的 鈍化完成。以鈍化金屬的表面這種方法來(lái)減緩金屬設(shè)備的腐蝕的應(yīng)用 時(shí)很廣泛的，因?yàn)槠洳僮骱?jiǎn)單，成本低廉。1.2 運(yùn)用復(fù)合材料工業(yè)上廣泛使用的金屬結(jié)構(gòu)材料大多都是合金，根據(jù)各種金屬不 同特性，

17、一般工業(yè)上金屬耐蝕合金化有以下這幾種途徑： 提高金屬的 熱力學(xué)穩(wěn)定性原理是向本來(lái)不耐蝕的純金屬中加入熱力學(xué)穩(wěn)定性高 的合金元素制成合金。例如在銅中加入金，鎳中加入銅等；減弱合金 的陰極活性； 減弱合金的陽(yáng)極活性； 使合金表面生成電阻大的腐蝕產(chǎn) 物膜等。不過(guò)在應(yīng)用合金時(shí)要考慮材料的疲勞，硬度，韌性等，要根 據(jù)設(shè)備的用途決定選取怎樣的合金。1.3 電化學(xué)保護(hù)電化學(xué)保護(hù)包括陰極保護(hù)，陽(yáng)極保護(hù)。陰極保護(hù)是將被保護(hù)金屬 設(shè)備與直流電源的負(fù)極相連， 依靠外加陰極電流進(jìn)行陰極極化而使金 屬設(shè)備得到保護(hù)的方法或者在被保護(hù)金屬設(shè)備上鏈接一個(gè)電位更負(fù) 的強(qiáng)陽(yáng)極，促使陰極極化。 陽(yáng)極保護(hù)則是利用金屬在電解質(zhì)你溶液中

18、依靠陽(yáng)極極化建立鈍態(tài)的特性而實(shí)施的保護(hù)方法。 這種保護(hù)方法一般 運(yùn)用在橋梁方面。1.4 襯里 2襯里是一種綜合利用不同材料的特性、具有較長(zhǎng)使用壽命的防腐 方法。根據(jù)不同的介質(zhì)條件， 大多是在鋼鐵或混凝土設(shè)備上選襯各種 非金屬材料。對(duì)于溫度、壓力較高的場(chǎng)合，可以襯耐蝕金屬。這種處 理方法一般是在設(shè)備制造的過(guò)程中完成的。 目前應(yīng)用廣泛的是碳鋼設(shè) 備表面襯里、磚板襯里、玻璃鋼襯里、橡膠襯里，化工搪瓷等。1.5 防腐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)很多場(chǎng)合，機(jī)械設(shè)備的結(jié)構(gòu)與腐蝕密切相關(guān)，不合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 常常會(huì)出現(xiàn)局部應(yīng)力集中、流體滯留、構(gòu)成縫隙、局部過(guò)熱等而引起 多種不同形態(tài)的局部腐蝕。 例如軸聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)， 如果中心設(shè)計(jì)成圓

19、形的， 就不合理，一般情況下， 中心連接部位設(shè)計(jì)成多邊形軸或者花鍵軸比 較有利。2 結(jié)語(yǔ)設(shè)備的腐蝕是減短設(shè)備使用壽命的主要因素。而這個(gè)問(wèn)題遍及國(guó) 民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域， 給社會(huì)造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失， 消耗了大量的資 源，以及嚴(yán)重的污染了環(huán)境。然而，科技在不斷進(jìn)步，防腐技術(shù)也在 不斷改進(jìn)， 越來(lái)越多的新型防腐技術(shù)也在逐步應(yīng)用之中， 金屬的腐蝕 問(wèn)題將會(huì)得到緩解。二聚苯胺對(duì)金屬防護(hù)的意義1. 聚苯胺防腐機(jī)理聚苯胺優(yōu)異的防腐性能已被大量的研究所證實(shí)，其防腐機(jī)理與傳 統(tǒng)涂料完全不同， 主要是通過(guò)含有導(dǎo)電聚苯胺的底漆與金屬基材接觸 并相互作用而形成一種特殊氧化膜， 從而大大延緩金屬的腐蝕。 針對(duì) 聚苯胺防腐機(jī)理的研究已不斷深入，目前主要存在以下幾種說(shuō)法：1.1 屏蔽作用利用涂料將金屬表面與周圍腐蝕性物質(zhì)隔開(kāi)，阻止氧氣、水及其 他離子的浸入 , 降低金屬的腐蝕速率。用電化學(xué)方法測(cè)試，發(fā)現(xiàn)隨聚 苯胺涂層厚度的增加 , 鑄鐵的腐蝕電流隨之減篇三：金屬的腐蝕與防護(hù)優(yōu)秀教案課題：化學(xué)反應(yīng)原理第一章化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化第三節(jié)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能電池（第三課時(shí)） 金屬的腐蝕與防護(hù)課型：新授課教學(xué)模式：小組討論、對(duì)比歸納、練習(xí)鞏固教學(xué)手段：多媒體、 導(dǎo)學(xué)案教學(xué)目標(biāo)知識(shí)與技能 :（1）結(jié)合所學(xué)原電池原理， 聯(lián)系生活了解金屬腐蝕的原理。 （2） 能夠利用電化學(xué)知識(shí)進(jìn)行金屬防護(hù)。過(guò)程與方法：嘗試從學(xué)習(xí)和生活中發(fā)現(xiàn)