材料概論周達飛二

會計學1材料概論周達飛二材料的環(huán)境劣化材料制造過程、施工、應用過程中的廢氣、廢液、廢物和廢棄物對環(huán)境的破壞作用第七章材料與環(huán)境第1頁/共30頁7.1金屬材料的腐蝕與防護腐蝕是材料通過與環(huán)境作用導致的性質劣化。生銹僅是副產物。金屬的腐蝕是金屬回歸自然的礦石狀態(tài)的過程。

電化學作用金屬的腐蝕是電化學過程。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)3Fe2O33H2O電池對－－電極（半電池）－－標準電池第七章材料與環(huán)境第2頁/共30頁

電化學腐蝕的基本條件：金屬在電解電池的陰極發(fā)生氧化某種離子會在陽極還原陰極與陽極之間存在電位存在電解質圖7－2電回路必須閉合（即陰極與陽極之間必須連通）第七章材料與環(huán)境第3頁/共30頁

影響腐蝕的因素腐蝕不是材料固有的性質，它是特定環(huán)境下材料相互作用的結果?；瘜W組成對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，原因在于熱力學驅動力。G=-nFE自由能為負值，腐蝕過程自發(fā)進行；為正值，就不會自發(fā)發(fā)生，須提供能量第七章材料與環(huán)境第4頁/共30頁

結構因素對于合金，有：化學組成的差別相的差別雜質冷加工不均勻應力凡存在物理的或化學上的不均勻因素都會形成電池的兩極。第七章材料與環(huán)境第5頁/共30頁

鈍性抑制電化學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)境第6頁/共30頁

極化電流增加或減少引起電位變化的現(xiàn)象?；罨瘶O化－－電極反應的某一步驟需要活化而被遲滯的現(xiàn)象。濃度極化－－電極表面反應物種數量不足的現(xiàn)象。IR降－－由于電解質內部的阻力導致的電位下降。第七章材料與環(huán)境第7頁/共30頁

腐蝕的類型均勻腐蝕－－表面全面接觸腐蝕劑時發(fā)生圖7－3小孔腐蝕－－導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中相接觸，正好符合電化學電池的條件，一個構成陰極，一個構成陽極圖7－6圖7－7第七章材料與環(huán)境第8頁/共30頁

腐蝕的類型應力腐蝕開裂－－靜態(tài)應力下（殘余的或施加的）腐蝕誘導的自發(fā)開裂圖7－8只發(fā)生開裂，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)境第9頁/共30頁

磨蝕液體沖刷－－流體平行于材料表面的流動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的損失圖7－12淤漿磨蝕－－淤漿中固體粒子對材料的磨擦造成的圖7－13空化磨蝕－－水中氣泡的爆裂對表面攻擊引起的圖7－14磨振磨蝕－－材料間小振幅的往復運動造成的磨蝕圖7－15第七章材料與環(huán)境第10頁/共30頁

腐蝕的防護材料處理環(huán)境控制設計設計時應考慮的因素圖7－16圖7－17第七章材料與環(huán)境第11頁/共30頁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)境和化學環(huán)境作用下，高分子材料會發(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)境第12頁/共30頁

環(huán)境與廢棄高分子材料"白色污染""黑色污染"減少來源回收利用焚燒發(fā)電堆肥與填埋第七章材料與環(huán)境第13頁/共30頁

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力腐蝕第七章材料與環(huán)境第14頁/共30頁圖7-1金屬的電化學腐蝕第七章材料與環(huán)境第15頁/共30頁圖7-2氧化物膜導致的腐蝕第七章材料與環(huán)境第16頁/共30頁圖7-3均勻腐蝕圖7-4小孔腐蝕第七章材料與環(huán)境第17頁/共30頁圖7-5間隙腐蝕圖7-6電偶腐蝕第七章材料與環(huán)境第18頁/共30頁圖7-7海水中的金屬電偶序第七章材料與環(huán)境第19頁/共30頁圖7-8腐蝕應力開裂圖7-9晶界腐蝕第七章材料與環(huán)境第20頁/共30頁圖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)境第21頁/共30頁圖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)境第22頁/共30頁圖7-14空化磨蝕圖7-15磨振磨蝕第七章材料與環(huán)境第23頁/共30頁圖7-16設計中的防腐措施第七章材料與環(huán)境第24頁/共30頁圖7-17陽極保護與陰極保護第七章材料與環(huán)境第