金屬第六章用覆蓋層保護剖析課件

1、金屬第六章用覆蓋層保護剖析金屬第六章用覆蓋層保護剖析 覆蓋層是在金屬表面覆蓋各種保護層，保護層的作用是把被保護金屬與腐蝕性介質(zhì)分開，以阻滯腐蝕過程的產(chǎn)生和發(fā)展，達(dá)到減輕或防止腐蝕的目的。 工業(yè)上普遍應(yīng)用的保護層有非金屬保護層和金屬保護層兩大類。它們是用化學(xué)方法、物理方法和電化學(xué)方法實現(xiàn)的。 覆蓋層是在金屬表面覆蓋各種保護層，保護層的作用是把一、覆蓋層應(yīng)滿足的基本要求：1、結(jié)構(gòu)緊密，完整無孔，不透過介質(zhì)；2、與底層金屬粘結(jié)力強；3、高硬度，耐磨；4、分布均勻。一、覆蓋層應(yīng)滿足的基本要求：二、金屬表面的預(yù)處理目的：清洗被污染的金屬表面以獲得宜于涂覆物質(zhì)和涂覆方法的基體金屬表面、使金屬表面達(dá)到所要求

2、的粗糙度以保證覆蓋層的質(zhì)量和防腐效果。方法包括： 1、除油 2、酸洗 3、機械處理二、金屬表面的預(yù)處理1、除油：從金屬表面除掉油脂的過程脫脂（習(xí)慣叫做除油）。油污的種類： 皂化類動植物油脂。皂化反應(yīng)。 非皂化類礦物油。乳化劑 1、除油：從金屬表面除掉油脂的過程脫脂（習(xí)慣叫做除油）。除油機理： 皂化作用去動物植物油 乳化作用去礦物油 濕潤作用用表面活性劑 分散作用硅酸鈉、磷酸鈉等 溶解作用用有機溶劑 物理影響因素：攪拌、溫度、電流除油機理： 除油的主要方法有：溶劑除油汽油、煤油、甲苯、 三氯乙烯、四氯乙烯、四氯化碳等。 Sn、Zn、Al及其合金最好用此法。堿液除油（苛性鈉）堿性鹽、表面活性劑、防

3、銹劑。 氫氧化鈉、碳酸鈉、磷酸鈉、硅酸鈉電解除油在堿性除油液中通直流電，工作件為陰/陽極。陽極除油、陰極除油、陰陽交替除油。 除油的主要方法有：2、酸洗：從金屬表面除掉銹蝕產(chǎn)物或氧化皮除銹，又稱酸洗。 1)化學(xué)酸洗 酸洗液 無機酸：鹽酸、硫酸、硝酸、氫氟酸 緩蝕劑：含N/O/S的有機物 促進劑：NaCl、NaF、NaNO3 添加劑：表面活性劑 酸洗后用稀堿液中和，然后水洗。2、酸洗：從金屬表面除掉銹蝕產(chǎn)物或氧化皮除銹，又稱酸洗。鋼鐵的化學(xué)酸洗鋼鐵的化學(xué)酸洗鋼鐵的化學(xué)酸洗鋼鐵的化學(xué)酸洗有色金屬及其合金的化學(xué)酸洗有色金屬及其合金的化學(xué)酸洗2)電化學(xué)酸洗- 在酸液（硫酸等）中通直流電，利用電解作用去

4、除氧化皮和銹蝕產(chǎn)物的方法。 陽極浸蝕法：適用于高碳鋼及合金鋼。外形簡單的制件 陰極浸蝕法：碳素鋼材等非合金鋼。2)電化學(xué)酸洗- 在酸液（硫酸等）中通直流電，利用電解作用3、機械法刷光：金屬絲、動物毛、天然/人造纖維磨光和拋光：噴砂和噴丸：表面清潔度的檢驗3、機械法三、覆蓋層的分類 金屬覆蓋層 非金屬覆蓋層 化學(xué)或電化學(xué)處理層 暫時性覆蓋層三、覆蓋層的分類四、金屬覆蓋層 它是以一種金屬覆蓋在被保護的另一種金屬制品表面上所形成的保護層。前一金屬常稱鍍層金屬。四、金屬覆蓋層 1、金屬覆蓋層的分類按電化學(xué)性質(zhì)： 陽極覆蓋層: 覆蓋層 基體 Fe鍍Sn、Cu、Ni、Cr、Ag、Au1、金屬覆蓋層的分類按

5、保護目的： 防護性覆蓋層：馬口鐵、白鐵 裝飾性覆蓋層：Cr、Ag、Au 電性能覆蓋層：鍍AgAu Al合金硬質(zhì)陽極氧化、鋼鐵磷化 抗磨損：Cr、Ni、Al及合金著色 工藝要求：釬焊Ni、Sn、Cu按保護目的：2、覆蓋金屬的方法 1)電鍍 2)化學(xué)鍍 3)熱噴鍍 4)滲鍍(表面合金化) 5)熱鍍(浸鍍) 6)碾壓(包鍍) 7)氣相沉積2、覆蓋金屬的方法2)化學(xué)鍍不使用外電源，利用化學(xué)方法使溶液中金屬離子還原并沉積在基體表面的過程。 在金屬、半導(dǎo)體、非導(dǎo)體材料上沉積銅、鎳、錫、鈷、銀、金、鈀、鉑、銠。 化學(xué)還原鍍、置換鍍。2)化學(xué)鍍不使用外電源，利用化學(xué)方法使溶液中金屬離子還原并化學(xué)還原鍍：使用合

6、適的還原劑使鍍液中的金屬離子還原為金屬而沉積在非金屬表面的一種鍍覆工藝。 銅鍍層：0.050.2um 除油粗化敏化活化鍍 （膠體鈀一步活化法）化學(xué)還原鍍：使用合適的還原劑使鍍液中的金屬離子還原為金屬而沉置換鍍：將金屬鍍件與鍍液中的金屬離子發(fā)生置換反應(yīng)。 錫鍍層：置換鍍：將金屬鍍件與鍍液中的金屬離子發(fā)生置換反應(yīng)。3)熱噴鍍 將（接近）熔化的涂層材料的微粒噴到制品表面上形成覆蓋層的方法。 火焰法、等離子法、高頻法、爆炸法。 噴鍍材料：Zn、Al、Cu、Pb、Mo、W、Ta。高碳鋼、不銹鋼。 粗糙、結(jié)合力不牢固，耐蝕性差。 適用于大型不易搬動的固定設(shè)備。3)熱噴鍍熱噴涂： 熱噴涂是一種表面強化技術(shù)，

7、是表面工程技術(shù)的重要組成部分，一直是我國重點推廣的新技術(shù)項目.它是利用某種熱源（如電弧、等離子噴涂或燃燒火焰等）將粉末狀或絲狀的金屬或非金屬材料加熱到熔融或半熔融狀態(tài)，然后借助焰留本身或壓縮空氣以一定速度噴射到預(yù)處理過的基體表面，沉積而形成具有各種功能的表面涂層的一種技術(shù)。 市政：各類鋼結(jié)構(gòu)的熱噴涂長效防護涂層、防腐、長效防腐，一次防護壽命可達(dá) 30 年以上熱噴涂：熱噴涂技術(shù)特點1基體材料不受限制，可以是金屬和非金屬，可以在各種基體材料上噴涂； 2可噴涂的涂層材料極為廣泛，熱噴涂技術(shù)可用來噴涂幾乎所有的固體工程材料，如硬質(zhì)合金、陶瓷、金屬、石墨等； 3噴涂過程中基體材料溫升小，不產(chǎn)生應(yīng)力和變形

8、； 4操作工藝靈活方便，不受工件形狀限制，施工方便； 5涂層厚度可以從0.01至幾毫米； 6涂層性能多種多樣，可以形成耐磨、耐蝕、隔熱、抗氧化、絕緣、導(dǎo)電、防輻射等具有各種特殊功能的涂層； 7適應(yīng)性強及經(jīng)濟效益好等優(yōu)點。熱噴涂技術(shù)特點熱噴涂工藝技術(shù)近年發(fā)展趨勢與特點熱噴涂技術(shù)目前在國內(nèi)已經(jīng)得到了比較廣泛的推廣應(yīng)用，近年來發(fā)展的趨勢和特點是： (1)大面積長效防護技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用對于長期暴露在戶外大氣的鋼鐵結(jié)構(gòu)件，采用噴涂鋁、鋅及其合金涂層，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的刷油漆方法，實行陰極保護進行長效大氣防腐，近年來得到了迅速發(fā)展。如電視鐵塔、橋梁、公路設(shè)施、水閘門、微波塔、高壓輸電鐵塔、地下電纜支架，航標(biāo)浮鼓

9、、豎井井筒等大型工程，都采用了噴涂鋁、鋅及其合金方法進行防腐。 這項技術(shù)不僅在國內(nèi)大量推廣應(yīng)用，而且在援外工程中也得到了較好的推廣應(yīng)用。熱噴涂工藝技術(shù)近年發(fā)展趨勢與特點熱噴涂工藝技術(shù)近年發(fā)展趨勢與特點(2)修復(fù)強化大型設(shè)備及進口零部件國產(chǎn)化(3)超音速火焰噴涂技術(shù)的應(yīng)用(4)氣體爆燃式噴涂技術(shù)進一步得到應(yīng)用(5)氧乙炔火焰塑料粉末噴涂技術(shù)發(fā)展迅速 (6)熱噴涂技術(shù)在化工防腐工程中得到應(yīng)用(7)激光重熔技術(shù)開始應(yīng)用 (8)在建筑裝潢醫(yī)療衛(wèi)生方面也得到了應(yīng)用熱噴涂工藝技術(shù)近年發(fā)展趨勢與特點4)滲鍍(表面合金化) 通過固體擴散，使一種或幾種金屬元素滲入基體金屬表面形成表面合金層的方法。 在鋼鐵、銅、

10、鉬、鎳、鈮、鈦、鎢等表面，滲Zn 、 Al 、Cr 、 CrAl 、 AlSi 、CrAlSi。 厚度775um4)滲鍍(表面合金化)滲鍍： 在高溫下將氣態(tài)、固態(tài)或熔化狀態(tài)的欲滲鍍的物質(zhì)（金屬或非金屬元素）通過擴散作用從被滲鍍的金屬的表面滲入內(nèi)部以形成表層合金鍍層的一種表面處理的方法。 所形成的鍍層稱為滲鍍層。 用于提高抗氧化性（抗蝕性）、耐熱性和耐磨性等。 滲鍍層與基體金屬之間是靠形成合金來結(jié)合的，因而結(jié)合牢固，鍍層不易脫落。 滲鍍： 以滲鍍物質(zhì)的狀態(tài)分為固滲、液滲和氣滲； 以聯(lián)合用其他涂層方法來分，有粉末包滲、熱浸法滲、電泳滲、料漿參或膏劑滲、噴鍍滲、電鍍滲和化學(xué)鍍滲等； 以滲入元素的名稱

11、和種類分又有滲鋁、滲硅、滲鉻等，以及二元共滲、多元共滲等。 鍍層有抗高溫氧化、耐腐蝕、耐磨損等優(yōu)良性能。 以滲鍍物質(zhì)的狀態(tài)分為固滲、液滲和氣滲；納米粉末滲鋅涂層 滲鋅防腐蝕技術(shù)是將鋅鋁元素滲入鋼鐵構(gòu)件表層形成保護層來達(dá)到防腐蝕目的的一門技術(shù)。采用鋅作為保護涂層材料，是目前應(yīng)用最廣泛的工藝方法。納米粉末滲鋅涂層納米粉末滲鋅涂層 納米復(fù)合粉末滲鋅工藝可獲得更為有效的鋅/鐵(Zn/Fe)合金涂層。 其優(yōu)越性在于： 涂層厚度均勻性好； 硬度高、耐磨損和抗劃傷能力強，粉末滲鋅層Zn/Fe合金是全部鋅涂層中最硬的； 與基體的結(jié)合強度高，粉末滲鋅層為擴散冶金結(jié)合，只有用化學(xué)方法才能除掉；納米粉末滲鋅涂層納米

12、粉末滲鋅涂層 耐腐蝕性強，試驗表明在海洋大氣、惡劣的工業(yè)大氣等多種環(huán)境下，涂層的耐腐蝕性高于電鍍鋅，比熱浸鍍鋅的耐腐蝕性高10%30%； 涂覆性能好，粉末滲鋅層與各種油漆和高分子涂料之間具有很高附著強度； 滲鋅溫度低，不影響構(gòu)件機械性能，沒有氫脆現(xiàn)象； 工藝過程沒有“三廢”排放，為綠色清潔技術(shù)。 納米粉末滲鋅涂層5)熱(浸)鍍 熱浸鍍簡稱熱度。熱鍍是把被鍍件浸入到熔融的金屬液體中使其表面形成金屬鍍層的一種工藝方法。鍍層金屬的熔點必須必被鍍金屬的熔點低得多，故熱鍍層金屬都采用低熔點金屬及其合金，如錫（231.9）鉛（327.4）鋅（419.5）鋁(658.7) 及其合金，鋼是最常用的基體金屬。5

13、)熱(浸)鍍6)碾壓(包鍍) 將耐蝕金屬或合金用機械力量碾壓使它們附著在基體金屬上，得到緊密且可任意增加厚度的鍍層。堅固。6)碾壓(包鍍)7)氣相沉積利用氣相中發(fā)生的物理化學(xué)過程，在材料表面形成具有特種性能的金屬或化合物涂層的過程。是物質(zhì)從氣態(tài)向固態(tài)轉(zhuǎn)化的結(jié)果。包括物質(zhì)氣化、氣相運輸和粒子沉積成膜或涂層三個基本過程。 物理氣相沉積、化學(xué)氣相沉積。7)氣相沉積利用氣相中發(fā)生的物理化學(xué)過程，在材料表面形成具 物理氣相沉積（PVD） ：通過蒸發(fā)，電離或濺射等過程，產(chǎn)生金屬粒子并與反應(yīng)氣體反應(yīng)形成化合物沉積在工件表面。物理氣象沉積方法有真空鍍，真空濺射和離子鍍等，目前應(yīng)用較廣的是離子鍍。 物理氣相沉積

14、（PVD） ：通過蒸發(fā)，電離或濺射等 真空蒸鍍：真空加熱熔化-鎢鉬鉭鉑 真空濺射：高能粒子轟擊-銅銀金 離子鍍：借助于惰性氣體輝光放電，使鍍料（如金屬鈦）氣化蒸發(fā)離子化，離子經(jīng)電場加速，以較高能量轟擊工件表面，此時如通入CO2，N2等反應(yīng)氣體，便可在工件表面獲得TiC,TiN覆蓋層，硬度高達(dá)2000HV。離子鍍的重要特點是沉積溫度只有500左右，且覆蓋層附著力強，適用于高速鋼工具，熱鍛模等。 離子注入：元素原子電離成離子-離子加速器加速、分析聚束。 Cr、Ni、Al、Ti、Mo 真空蒸鍍：真空加熱熔化-鎢鉬鉭鉑 化學(xué)氣相沉積(Chemical vapor deposition，CVD)： 兩種

15、或兩種以上的氣態(tài)原材料導(dǎo)入到一個反應(yīng)室內(nèi)，然后他們相互之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成一種新的材料，生成的固態(tài)物質(zhì)沉積在加熱的固態(tài)基體表面，進而制得固體材料的工藝技術(shù)。淀積氮化硅膜(Si3N4)就是一個很好的例子，它是由硅烷和氮反應(yīng)形成的。 化學(xué)氣相沉積(Chemical vapor dep CVD技術(shù)常常通過反應(yīng)類型或者壓力來分類： 低壓CVD(LPCVD)， 常壓CVD(APCVD)， 亞常壓CVD(SACVD)， 超高真空CVD(UHCVD)， 等離子體增強CVD(PECVD)， 高密度等離子體CVD(HDPCVD) 快熱CVD(RTCVD)。 金屬有機物CVD(MOCVD) 有機金屬CVD(OM

16、CVD)。 CVD技術(shù)常常通過反應(yīng)類型或者壓力來分類： 化學(xué)氣相沉積在保護涂層中的應(yīng)用 耐磨涂層：TiC 耐磨蝕涂層：錸、鎢、碳化硼 耐腐蝕涂層：鉭、鈮、鉻、鉬、鋁 防擴散涂層：TiC、TiN 裝飾性涂層： TiC、TiN化學(xué)氣相沉積在保護涂層中的應(yīng)用 氣相沉積沉積速率快、涂層均勻致密、附著性好、涂層材料廣、對環(huán)境無污染。 改善金屬材料及零部件表面的抗蝕性、耐磨性、抗氧化性能； 在信息、能源、微電子、光學(xué)等領(lǐng)域開創(chuàng)了一些新用途。 氣相沉積沉積速率快、涂層均勻致密、附著性好、涂層材3、常用金屬電鍍 電鍍是指在含有欲鍍金屬離子的溶液中，以被鍍材料或制品為陰極，通過電解作用，在基體表面獲得鍍層的方法

17、。3、常用金屬電鍍1)Ni鍍層-普通硫酸鹽鍍鎳1)Ni鍍層-普通硫酸鹽鍍鎳 陽極陰極上哪種物質(zhì)先放電：(1)o的大小。 陽極 o小的 陰極 o大的(2)金屬離子濃度高有利于金屬放電(3)電極材料尤其有氣體產(chǎn)生時考慮超電勢。 陽極陰極上哪種物質(zhì)先放電：電鍍Ni普通硫酸鹽鍍鎳(1)NiSO4主鹽(2)NaCl陽極活性劑(3)H3BO3緩沖劑，控制pH值(4)Na2SO4提高導(dǎo)電能力(5)C12H25SO4Na潤濕劑(表面活性劑)(6)T(7)電流密度 電鍍Ni普通硫酸鹽鍍鎳 Ni有光澤的銀白色。鍍層表面易形成一層極薄的鈍化層，有較好的耐蝕性，耐堿性好。還可增加美觀。HNi=4.0 FeNi是陰極鍍

18、層，只能機械地保護。 但Ni鍍層多孔，先鍍Cu打底，多層電鍍。 FeCuNi 在印制線路板中：作中間層、阻擋層。 原先：CuAu陰極保護，相互滲透 現(xiàn)在：CuNiAu （插頭） 0.34V -0.23V 1.68V Ni有光澤的銀白色。鍍層表面易形成一層極薄的鈍化化學(xué)鍍鎳： 廣泛用于計算機(15%)、汽車(5%)、航空航天(9%)、石油化工(10%)、機械(15%)等高科技領(lǐng)域。 電容器、接插件、散熱器、導(dǎo)線框架、印制線路板、晶體管封裝、集成電路、計算機硬盤、電子設(shè)備的屏蔽等。 除耐蝕耐磨外，還有可焊性、防擴散、電性能、磁性能的要求?；瘜W(xué)鍍鎳：2)Zn鍍層：淺灰亮灰色廣泛用于防止黑色金屬遭受腐

19、蝕。FeZn陽極鍍層。 用于各種氣候（特別是海洋大氣），且對汽油、煤油、潤滑油等油類防銹能力很強。2)Zn鍍層：淺灰亮灰色鍍Zn后處理： A、鉻酸鹽鈍化處理 三酸鈍化：CrO3、濃H2SO4、濃HNO3形成一層致密的鈍化膜，抗腐蝕性極好，結(jié)合牢固，還具有自身自愈作用。 ZnCrO4Cr(OH)3CrOHCrO4 B、磷化處理：灰色 C、五酸鈍化：軍綠色 D、氧化處理：黑色鍍Zn后處理：3)Cd鍍層 廣泛用于鋼鐵，作為陽極保護層。耐堿性、耐潮濕、耐鹽霧，常用于海洋性氣候。更多用于航空航天。 鈍化處理。 陸地上尤其是工業(yè)區(qū)不使用，與NO2、SO2反應(yīng)，壽命只有Zn鍍層的一半。3)Cd鍍層4) Cr

20、鍍層 表面易形成一層極薄的鈍化層，耐蝕性很好。大氣中高穩(wěn)定性（即使有二氧化硫、硫化氫），在堿、硝酸、硫化物、碳酸鹽、有機酸中極穩(wěn)定。耐熱性好。耐磨性好。 常用于鋼鐵、銅及合金表面上，機器、儀器儀表、鐘表、自行車等制造業(yè)。 FeCr是陰極鍍層，有裂紋。 FeCu/NiCr4) Cr鍍層5) Cu鍍層作保護性鍍層：FeCu作電鍍底層或中間層： FeCu NiAu FeCu Cr電子工業(yè)中應(yīng)用廣泛。5) Cu鍍層6) CuSn合金鍍層 青銅鍍層耐蝕性能好，（ Sn515時）20微米厚時幾乎沒有孔隙。 FeCuSn陽極鍍層耐熱；耐有機酸、弱酸、弱堿。6) CuSn合金鍍層7) Ag鍍層 導(dǎo)熱導(dǎo)電性、延

21、展性好，在電子工業(yè)中作零件及接觸點的導(dǎo)電性鍍層。 裝飾、導(dǎo)電。8) Au鍍層 具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性、導(dǎo)電性、可焊性及耐高溫性。多用于電子行業(yè)。 防護、裝飾。7) Ag鍍層五、非金屬覆蓋層 涂料覆蓋層（油漆） 塑料覆蓋層 橡膠覆蓋層 瀝青或柏油覆蓋層 搪瓷或玻璃覆蓋層 灰泥或混凝土五、非金屬覆蓋層 例如，船身、車廂、水桶等常涂油漆，汽車外殼常噴漆，槍炮、機器常涂礦物性油脂等。 用塑料(如聚乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯等)噴涂金屬表面，比噴漆效果更佳。塑料這種覆蓋層致密光潔、色澤艷麗，兼具防蝕與裝飾的雙重功能。 搪瓷是含SiO2量較高的玻璃瓷釉，有極好的耐腐蝕性能，因此作為耐腐蝕非金屬涂層，廣泛用于石油

22、化工、醫(yī)藥、儀器等工業(yè)部門和日常生活用品中。 例如，船身、車廂、水桶等常涂油漆，汽車外殼常噴漆，槍涂料覆蓋層（油漆） 主要成膜物質(zhì)：油料、樹脂 次要成膜物質(zhì)：顏料 輔助成膜物質(zhì)：溶劑、助劑涂料覆蓋層（油漆）十一大類涂料： 酚醛樹脂漆類 瀝青漆類 過氯乙烯樹脂漆類 環(huán)氧樹脂漆類：附著性、防腐性優(yōu)異 聚氨酯樹脂漆類：耐候性好，貴些，高檔品種 大漆 乙烯樹脂漆類 橡膠漆類：防銹性能優(yōu)異 有機硅樹脂漆類 呋喃樹脂漆 富鋅涂料十一大類涂料：富鋅涂料 在涂料中加入大量的作為陽極的金屬粉，以涂料的施工方法覆蓋在金屬的表面上形成保護層。在腐蝕過程中，它作為陽極被腐蝕，基體金屬被保護。富鋅涂料 涂料的基本特征是

23、由成膜樹脂所決定的，成膜樹脂主要是有機高分子化合物，有機高分子化合物的固有特性則是由它的分子結(jié)構(gòu)所決定的。因此，影響防腐涂料性能的主要因素可歸結(jié)到成膜樹脂的結(jié)構(gòu)。例如： 酚醛樹脂、聚乙烯樹脂等：含亞甲基的烴系樹脂，具有較好的耐化學(xué)藥品性、耐水性、耐腐蝕性； 環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂等：含醚鍵，具有很好的耐腐蝕性； 涂料的基本特征是由成膜樹脂所決定的，成膜樹脂主要是有 每種樹脂都含有多種化學(xué)結(jié)構(gòu)和基團，而且多種化學(xué)結(jié)構(gòu)和基團之間相互影響，再加之遇到的腐蝕介質(zhì)和所處的腐蝕環(huán)境不同，因此在分析成膜樹脂結(jié)構(gòu)對防腐涂料的影響時，要具體分析，這樣才能取得預(yù)期的效果。 總之，從結(jié)構(gòu)上看，碳鏈聚合物形成的涂膜其耐腐

24、蝕性能比雜鏈聚合物的要好，若以氟、氯等元素取代碳鏈上的氫原子，因氟、氯等原子的半徑較小，對碳-碳鍵的間隙有充填屏蔽作用，加之氟-碳鍵和氯-碳鍵的鍵能高于碳-碳鍵的鍵能，因此，可提高其耐腐蝕性能。 每種樹脂都含有多種化學(xué)結(jié)構(gòu)和基團，而且多種化學(xué)結(jié) 北京市科委發(fā)布“十一五”經(jīng)濟社會發(fā)展科技需求調(diào)研中稱，北京市大型水管崩裂每4天1起，地下管網(wǎng)急需數(shù)字化監(jiān)控。北京熱、氣等管道長度達(dá)2萬公里，其中40%的地下管道情況并不清楚。事故多發(fā)，導(dǎo)致“馬路拉鏈”現(xiàn)象曾出窮。 以下的事例不一定完全是由腐蝕引起的，但有些的確與腐蝕相關(guān)，乃至腐蝕是主要禍?zhǔn)?。煤氣管道事?沈陽市曾經(jīng)一年就發(fā)生煤氣泄漏事故就二百多起；濟南

25、市、上海市地處鬧市區(qū)的人行道上，因煤氣泄漏發(fā)炸，造成大面積停電，死傷4人。天然氣管道事故事例：瀘州市城市供水管道事故事例：南京市 北京市科委發(fā)布“十一五”經(jīng)濟社會發(fā)展科技需求調(diào)研管道防腐：1、石油瀝青漆：用的最多、時間最長。2、煤焦油瓷漆：瀝青類，低溫脆化。3、環(huán)氧煤瀝青：固化時間長，低溫開裂，針孔。4、環(huán)氧粉末涂層：致密，但薄脆不易外表面用。5、聚乙烯涂層：普通管道應(yīng)用最廣，6、復(fù)合防腐體系：對于大口徑管道，多層復(fù)合涂層結(jié)構(gòu)。如3PE結(jié)構(gòu)- 底層：環(huán)氧涂層，結(jié)合力強、防腐性； 中間：膠黏劑層； 面層：聚乙烯層，韌性、抗沖擊性、抗彎曲性、 耐候性管道防腐：“馬路拉鏈” -非開挖技術(shù)?！榜R路拉鏈

26、” -非開挖技術(shù)。 第五屆國際海洋與重防腐涂料及涂裝技術(shù)研討會暨2012年中國涂料工業(yè)協(xié)會防腐涂料分會年會。11月中旬在浙江溫州召開。 隨著我國萬億藍(lán)色海洋經(jīng)濟藍(lán)圖的顯現(xiàn)，涂料行業(yè)中與之息息相關(guān)的海洋涂料再次引起業(yè)內(nèi)人士的關(guān)注。 第五屆國際海洋與重防腐涂料及涂裝技術(shù)研討會暨2012 海洋工程結(jié)構(gòu)在海上、海水中要經(jīng)得起大氣區(qū)、飛濺區(qū)、潮差區(qū)、全浸區(qū)和海泥區(qū)不同腐蝕環(huán)境下對工程材料所提出的要求。特別是飛濺區(qū)因海水飛濺造成的干濕環(huán)境差異及陽光照射導(dǎo)致溫度升高所形成的腐蝕環(huán)境最為苛刻。 數(shù)據(jù)顯示，海水、海洋大氣環(huán)境都極具腐蝕性，同一種金屬材料，在海洋環(huán)境的腐蝕速度要高出沙漠地區(qū)400500倍。因此，對

27、于跨海大橋、港口碼頭、海洋石油平臺、大型油輪等重大項目而言，如何有效控制海洋腐蝕、延長其使用壽命就顯得至關(guān)重要。 海洋工程結(jié)構(gòu)在海上、海水中要經(jīng)得起大氣區(qū)、飛濺區(qū) 涂料涂層防護是保護海上項目既經(jīng)濟又重要的方式之一，因此各國都大力發(fā)展海洋涂料。以船舶涂料為例，當(dāng)前全球船舶涂料的需求量大約為4.46億升，約26億美元。 中國涂料工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計的數(shù)據(jù)則顯示，“十一五”末，我國涂料產(chǎn)量為966.6萬噸，與海洋相關(guān)的涂料，大約占到1/10，也就是100萬噸。海洋涂料的均價在每噸3.5萬4萬元，總的市場規(guī)模已超過350億元。英國國際船舶涂料公司等世界主要船舶涂料公司紛紛在中國設(shè)廠。 涂料涂層防護是保護海上項

28、目既經(jīng)濟又重要的方式之一，因此應(yīng)用領(lǐng)域： 船舶和集裝箱； 已經(jīng)建成的山東高速膠州灣大橋、寧波杭州灣大橋、東海大橋、舟山跨海大橋及在建的港珠澳大橋，擬建的大連跨海大橋、長島蓬萊跨海大橋、瓊州海峽跨海通道； 海底油田（我國正在服役的海洋石油平臺約有160座）、輸送油氣的管道。 港口基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)； 國家還在積極規(guī)劃與建設(shè)海上風(fēng)電。應(yīng)用領(lǐng)域：寧波杭州灣大橋舟山跨海大橋?qū)幉ê贾轂炒髽蛑凵娇绾４髽蚪饘俚诹掠酶采w層保護剖析與眾不同的核心技術(shù) 如防污涂料 國際上從海洋環(huán)境和生態(tài)的角度出發(fā)，對防污劑提出了禁用有機錫聚合物防污劑的要求。因此，國內(nèi)外加大了無錫類新型防污劑的研發(fā)力度，各出奇招，創(chuàng)新求進。 世界各國

29、研發(fā)的產(chǎn)品就有很多，包括中科院海洋所研發(fā)的多肽涂料，陶氏利用異噻咪啉酮類生產(chǎn)的防污涂料，日本研發(fā)的從海洋中提取抑制藤壺類生長物質(zhì)作為防污劑所研發(fā)的涂料以及美國利用辣椒色素、成膜物質(zhì)、固化劑所組成的防污面漆等。與眾不同的核心技術(shù) 日本關(guān)西涂料公司利用離子交換技術(shù)生產(chǎn)的防污涂料也取得了成功。其原理是利用海水與丙烯酸鋅共聚物之間的反應(yīng)，達(dá)到與有機錫類共聚物在海水中水解、中和反應(yīng)然后起到防污性能。 以導(dǎo)電涂料為表層的電解海水防污技術(shù)。它是以導(dǎo)電涂層作為陽極，船殼的鋼極為陰極，當(dāng)微小的電流通過涂層時，可以把海水電解生成次氯酸鈉，從而達(dá)到船殼表面海生物不易附著的目的。日本三菱重工已在40噸、200噸的小船

30、上進行實船試驗，取得了較好的效果，目前已將此技術(shù)擴大到中型或大型船舶上進行試驗。 日本關(guān)西涂料公司利用離子交換技術(shù)生產(chǎn)的防污涂料也取得 新型防污涂料既要達(dá)到優(yōu)異的防污期效，又要滿足防污涂料的環(huán)保法規(guī)及相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。 目前97%以上的防污涂料含銅類防污劑，每年有4萬噸左右的銅釋放到海洋中，對海洋生態(tài)環(huán)境造成很大的影響，已經(jīng)引起國際組織的關(guān)注。因此，無銅或低銅類自拋光防污涂料是開發(fā)重點。該類防污涂料以可控水解樹脂為基體，復(fù)合環(huán)保型有機防污劑替代銅防污劑，要求復(fù)合防污劑具有更好的廣譜殺菌性能。 新型防污涂料既要達(dá)到優(yōu)異的防污期效，又要滿足防污涂料 此外，不含殺菌劑的防污涂料將以仿生海洋涂料和低表面能

31、防污涂料為主。從生物附著機理入手，一方面尋找防污高分子材料，對一些生物的表皮狀態(tài)進行模仿，賦予涂層以特殊的表面性能，如低表面能、微相分離等，使海生物不易附著或附著不牢。另一方面尋找合適的天然防污劑，在不破壞環(huán)境的前提下防止生物附著。 此外，不含殺菌劑的防污涂料將以仿生海洋涂料和低表面能防污 如模擬荷葉結(jié)構(gòu)的低表面能防污涂料，模擬鯊魚、海豚、珊瑚表皮結(jié)構(gòu)的防污涂料等。其中，仿海豚皮結(jié)構(gòu)開發(fā)無毒防污涂料的技術(shù)路線，即強調(diào)涂層具有一定光滑性，更強調(diào)涂層微觀結(jié)構(gòu)的重要性，提出要阻止海生物早期附著，應(yīng)使涂層表面特征具備與海生物為增強附著力而分泌的蛋白質(zhì)的尺寸相似，達(dá)到納米級，并和海豚皮一樣有微小波紋，這

32、樣才能有效阻止海生物的幼蟲附著，目前仿海豚皮防污涂料研究開始進入配方階段。 如模擬荷葉結(jié)構(gòu)的低表面能防污涂料，模擬鯊魚、海豚中國涂料行業(yè)現(xiàn)狀： 無一自主領(lǐng)先產(chǎn)品2011-07-26 中國化工報 科研開發(fā)經(jīng)費不足銷售總額的1%，長期沉湎于模仿，產(chǎn)品超過90%雷同這就是目前中國涂料行業(yè)的現(xiàn)狀。中國涂料行業(yè)現(xiàn)狀：塑料覆蓋層： 抗酸堿鹽的侵蝕。 聚氯乙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯。 聚四氟乙烯塑料之王。能抵抗各種 化學(xué)介質(zhì)的侵蝕。塑料覆蓋層： 抗酸堿鹽的侵蝕。瀝青或柏油覆蓋層： 耐酸的特性。不要求美觀。 用于保護與酸類氣體或酸液接觸的金屬設(shè)備。多用于地下管道的防腐蝕。瀝青或柏油覆蓋層：六、化學(xué)/電化學(xué)處理層

33、 用化學(xué)或電化學(xué)的方法使金屬表面生成某種化合物作為覆蓋層。1、化學(xué)氧化處理-鋼鐵的氧化2、電化學(xué)氧化處理-Al陽極氧化3、磷化處理-鋼鐵及有色金屬六、化學(xué)/電化學(xué)處理層1、化學(xué)氧化處理-鋼鐵的氧化 把帶水的小刀放到火上烤一會，就會有一層藍(lán)色的閃光。這是在高溫下，鐵與水化合生成了藍(lán)閃閃的Fe3O4。這層“藍(lán)衣服”可以保護鐵不生銹。 這是鋼鐵零件表面處理的一種防腐蝕的工藝。其原理就是在鋼鐵表面生成一定厚度和強度的致密的氧化層，成分主要是Fe3O4，反應(yīng)原理是鐵和水的氧化反應(yīng)，其反應(yīng)式可以用下面的 方程式表達(dá)3Fe + 4H2O(g) =Fe3O4 + 4H2(高溫條件下) 1、化學(xué)氧化處理-鋼鐵的

34、氧化1、化學(xué)氧化處理-鋼鐵的氧化 “發(fā)藍(lán)”“發(fā)黑”0.52umFe3O41）堿性發(fā)藍(lán)法 NaNO2, NaOH, T Al2O3nH2O 水化為一水化合物時，氧化物體積增加33%，而當(dāng)它水化為三水化合物時，則氧化物體積增加310%。常用的封閉方法有： （2）重鉻酸鹽封閉法：水化雙重封閉作用。 （3）水解鹽封閉法： 鋯鹽、鎳鹽的極稀溶液被氧化膜吸附后，即發(fā)生水解反應(yīng)產(chǎn)生氫氧化鎳或氫氧化鈷沉淀將孔封閉。 （4）填充封閉法： 除上面所述的封閉方法外，陽極氧化膜還可以采用有機物質(zhì)，如透明清漆、熔融石蠟、各種樹脂和干性油等進行封閉 。（2）重鉻酸鹽封閉法：水化雙重封閉作用。 金屬第六章用覆蓋層保護剖析陽極氧化膜的性質(zhì) 較高的硬度和耐磨性 極強的附著能力 較強的吸附能力 良好的抗蝕性和電絕緣性 高的熱絕緣性 由于這些特異的性能, 使之在各方面都獲得了廣泛的應(yīng)用。陽極氧化膜的性質(zhì)陽極氧化膜的應(yīng)用 （1）提高零件的耐磨、耐蝕性、耐氣候腐蝕。（2）氧化生成的透明膜，可以著色制成各種彩色膜。（3）作為電容器介質(zhì)膜。（4）提高與有機涂層的結(jié)合力。作涂裝底層。（5）作電鍍、搪