九年級(jí)化學(xué)下冊(cè) 6.4 金屬防腐蝕方法素材 （新版）粵教版

1、金屬防腐蝕方法防止金屬腐蝕的方法和途徑很多，主要有以下幾種：一、提高金屬材料內(nèi)在耐蝕性能 采用不易與周圍介質(zhì)發(fā)生反應(yīng)的金屬及合金材料來加工產(chǎn)品，是有效的防腐辦法。例如，有些金屬及合金在空氣單不易氧化，或能生成致密的鈍化薄膜，可以抵抗酸、堿、鹽腐蝕，如不銹鋼，就是在鋼中加入定量的鉻、鎳、欽等元素，當(dāng)鉻元素含量超過12%時(shí)，就可以起到不銹的作用。有些在高溫高壓時(shí)性能穩(wěn)定，如耐熱不起皮鋼；有些在空氣中不易腐蝕，如鋁、鋅等。獲得這種金屬材料的途徑卞要是采用冶煉方法來改變金屬的化學(xué)成分，例如在碳鋼中加入鎳、鉻、硅、錳、釩等元素?zé)挸赡臀g合金鋼。不銹鋼就是含有較多鉻、鎳、鈦等元素的高合金鋼。耐蝕低合金鋼就是

2、在鋼中加入微量的釩、鈦、稀土等元素?zé)挸傻牡秃辖鹉臀g鋼。此外，對(duì)于某些金屬材料，還可以通過熱處理方法，改變金屬的金相組織，提高耐蝕性能。二、涂、鍍非金屬和金屬保護(hù)層 在金屬表面上制成保護(hù)層，借以隔開金屬與腐蝕介質(zhì)的接觸，從而減少腐蝕。根據(jù)構(gòu)成保護(hù)層的物質(zhì)，可以分為以下幾類：（1）非金屬保護(hù)層把有機(jī)和無機(jī)化合物涂覆在金屬表面，如油漆、塑料、玻璃鋼、橡膠、瀝青、搪瓷、混凝土、琺瑯、防銹油等。在金屬表面涂覆非金屬保護(hù)層，用得最廣泛的是油漆和塑料涂層。油漆是千百年來的傳統(tǒng)方法，但油漆在造漆和涂裝過程中有環(huán)境污染現(xiàn)象，正在變革工藝，向水溶性方向發(fā)展。塑料涂層是近幾十年來發(fā)展最快的防腐方法，尤其是把有機(jī)樹脂

3、做成粉末涂料，采用各種方法在金屬表面形成優(yōu)良的涂層，獲得了空前的發(fā)展。（2）金屬保護(hù)層在金屬表面鍍上一種金屬或合金，作為保護(hù)層，以減慢腐蝕速度。用作保護(hù)層的金屬通常有鋅、錫、鋁、鎳、鉻、銅、鎘、鈦、鉛、金、銀、鈀、銠及各種合金等。獲得金屬鍍層的方法也有許多。電鍍 用電沉積的方法在金屬表面上鍍上層金屬或合金。鍍層金屬有ni、cr、cu、sn、zn、cd等單金屬鍍層，也有zn-ni、cd-ti、cu-zn、cu-sn等合金鍍層。電鍍金屬保護(hù)層除了具有防腐功能外，還有裝飾、耐熱、耐磨等功能。熱鍍 也叫熱浸鍍，是將被保護(hù)的金屬材料或制品浸漬在熔融的金屬中，使其表面形成一層保護(hù)性金屬覆蓋層。能形成液態(tài)的

4、金屬般是相對(duì)低熔點(diǎn)、耐蝕、耐熱的金屬，如al、zn、sn、pb等。熱鍍鋅的溫度在4500c左右，熱鍍錫的溫度在310-3300c。與電鍍相比，金屬熱鍍層較厚，在相同環(huán)境下，其壽命較長。例如高速公路兩側(cè)的波形板一般用熱鍍鋅，而不用電鍍鋅。噴鍍 將粉末金屬放入噴槍中，通入高壓空氣或保護(hù)氣體，粉末金屬被火焰或電弧熔化后成霧狀噴涂到金屬表面，形成均勻的覆蓋層。噴鍍常用作金屬部件的修復(fù)，常用的金屬噴料有a1、zn、sn、pb、不銹鋼、ni-al等。滲鍍 利用金屬原子在高溫下的擴(kuò)散作用，在被保護(hù)金屬表面形成合金擴(kuò)散層。滲鍍層均勻，無孔隙，熱穩(wěn)定性好，用于改善材料的物理化學(xué)性能。常見的滲鍍材料有sn、cr、

5、a1、ti、w、mn等?；瘜W(xué)鍍 利用氧化-還原反應(yīng)，使鹽溶液中的金屬離子在被保護(hù)金屬上析出，形成保護(hù)涂層?；瘜W(xué)鍍層均勻、致密、針孔小，適用于形狀復(fù)雜的茲、帶、網(wǎng)、竹件內(nèi)表面。如鋼絲化學(xué)鍍銅等。機(jī)械鍍 機(jī)械鍍是把沖擊料（如玻璃球）、表面處理劑、鍍覆促進(jìn)劑、金屬粉和被鍍金屬件一起放入滾筒內(nèi)，通過滾筒滾動(dòng)的動(dòng)能，把金屬粉冷壓到工件的表面上形成鍍層。機(jī)械鍍層均勻，無氫脆、耗能少，成本低，但僅限于體積較小的工件，如標(biāo)準(zhǔn)件螺絲等。包鍍 將耐蝕金屬碾壓到被保護(hù)的金屬或合金上，形成包覆層或雙金屬層。如在高強(qiáng)度鋁合金表面覆蓋純鋁層等。真空鍍 真空鍍有真空蒸鍍、濺射鍍和離子鍍，都是在真空中鍍覆要求的金屬。真空鍍層

6、均勻，無氫脆，但鍍層薄、設(shè)備貴、鍍件尺寸受限，多數(shù)用于裝飾性鍍層。（3）化學(xué)保護(hù)層化學(xué)保護(hù)層也稱化學(xué)轉(zhuǎn)化膜。采用化學(xué)或電化學(xué)方法使金屬表面形成穩(wěn)定的化合物膜層。根據(jù)成膜時(shí)所采用的介質(zhì)，可將化學(xué)轉(zhuǎn)化膜分為氧化物膜、磷酸鹽膜、鉻酸鹽膜等。氧化膜 在一定溫度下把鋼鐵件放人含有氧化劑的溶液中，處理形成致密的氧化膜。例如鋼鐵的“發(fā)藍(lán)”或“發(fā)黑”處理。磷化膜 把金屬放入含有鋅、錳、鐵等的磷酸鹽溶液中進(jìn)行化學(xué)處理，可以在金屬表面生成一層難溶于水的磷酸鹽保護(hù)膜。磷化膜呈微孔結(jié)構(gòu)，與基體結(jié)合牢固，具有良好的吸附性、潤滑性、耐蝕性。鉻酸鹽鈍化膜 把金屬或金屬鍍層放入含有某些添加劑的鉻酸或鉻酸鹽溶液中，可以生成鉻酸

7、鹽鈍化膜。鉻酸鹽膜與基體結(jié)合牢固，結(jié)構(gòu)比較緊密，具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性、耐蝕性，對(duì)基體金屬有較好的保護(hù)作用。（4）復(fù)合保護(hù)層為了進(jìn)一步提高金屬的耐腐蝕性能，近些年來，人們把金屬保護(hù)層、非金屬保護(hù)層以及化學(xué)保護(hù)層結(jié)合起來，綜合利用，達(dá)到更好的防腐效果。例如“達(dá)克羅”技術(shù)，就是把鋼鐵件表面先除銹，并經(jīng)鉻酸鹽處理，而后浸入一種混有片狀鋅或鋁的有機(jī)樹脂中，涂覆后再經(jīng)烘烤，形成很薄的一層復(fù)合涂層，其耐蝕性遠(yuǎn)比單純鍍鋅或鍍鋁性能強(qiáng)。達(dá)克羅實(shí)際是鋅鉻和有機(jī)樹脂涂層，用于標(biāo)準(zhǔn)件可以達(dá)到防腐和自潤滑的效果。三、處理腐蝕介質(zhì)處理腐蝕介質(zhì)就是改變腐蝕介質(zhì)的性質(zhì)，降低或消除介質(zhì)中的有害成分以防止腐蝕。這種方法只能在腐蝕

8、介質(zhì)數(shù)量有限的條件下進(jìn)行，對(duì)于充滿空間的大氣當(dāng)然無法處理。處理腐蝕介質(zhì)般分以下兩類：一類是去掉介質(zhì)中有害成分，改善介質(zhì)性質(zhì)。例如在熱處理爐中通入保護(hù)氣體以防止氧化，在酸性土壤中摻八石灰進(jìn)行中和，防止土壤腐蝕等。另一類就是在腐蝕介質(zhì)中加入緩蝕劑。在腐蝕介質(zhì)中加入少量的緩蝕劑，可以使金屬腐蝕的速度大大降低，此種物質(zhì)稱緩蝕劑或腐蝕抑制劑。例如在自來水系統(tǒng)中加入一定量的苛性鈉或石灰，以去除水中過多的co2，防止水管腐蝕；在鋼鐵酸洗溶液中加緩蝕劑，以抑制過酸洗和氫脆性等。四、電化學(xué)保護(hù)用直流電改變被保護(hù)的金屬電位，從而使腐蝕減緩或停止的保護(hù)法叫做電化學(xué)保護(hù)。這類保護(hù)方法主要有外電源陰極保護(hù)法、保護(hù)器保護(hù)法和陽極保護(hù)法三種。外電源陰極保護(hù)法就是把被保護(hù)的金屬設(shè)備接到直流電源的負(fù)極上，進(jìn)行陰極極化，從而達(dá)到保護(hù)金屬的目的。例如，地下石油管道和船舶的外殼，均可采用此種保護(hù)法。保護(hù)器保護(hù)法（又叫犧牲陽極陰極保護(hù)法）就是把低于被保護(hù)金屬電極