腐蝕與防護(hù)-第十章化學(xué)腐蝕

化學(xué)腐蝕純氧化還原過程。金屬被氧化，腐蝕介質(zhì)被還原反應(yīng)進(jìn)行中沒有電流產(chǎn)生化學(xué)腐蝕定義指材料與周圍的介質(zhì)（如氧氣、二氧化碳、二氧化硫等）直接發(fā)生純化學(xué)作用而導(dǎo)致的腐蝕損傷金屬化學(xué)腐蝕的分類氣體腐蝕

金屬在干燥氣體或高溫氣體作用下的腐蝕，如：坦克、火箭、飛機(jī)發(fā)動機(jī)燃燒室內(nèi)壁的燃?xì)飧g非電解質(zhì)溶液腐蝕

金屬在有機(jī)液體（酒精、石油）中的腐蝕，鎂或鈦在甲醇中的腐蝕化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕條件金屬和氧化劑直接接觸不純金屬或合金與電解質(zhì)溶液接觸現(xiàn)象無電流產(chǎn)生有微弱電流產(chǎn)生本質(zhì)金屬被氧化的過程較活潑的金屬被氧化的過程化學(xué)腐蝕：不形成腐蝕電池電化學(xué)腐蝕：腐蝕電池化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕的比較

項目化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕介質(zhì)干燥氣體或非電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液反應(yīng)式過程規(guī)律化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)電極過程動力學(xué)能量轉(zhuǎn)換化學(xué)能與熱化學(xué)能與電能電子傳遞直接的，不具備方向性，測不出電流間接的，有一定的方向性，能測出電流反應(yīng)區(qū)在碰撞點瞬時完成在相對獨(dú)立的陰、陽極區(qū)同時完成產(chǎn)物在碰撞點直接形成一次產(chǎn)物在電極上完成，二次產(chǎn)物在一次產(chǎn)物相遇處形成溫度主要在高溫條件下室溫和高溫條件下化學(xué)腐蝕的熱力學(xué)化學(xué)反應(yīng)的熱力學(xué)判據(jù)

平衡

勒夏特列原理：把平衡狀態(tài)的某一因素加以改變之后，將使平衡狀態(tài)向抵消原來因素改變的效果的方向移動T、P因素

泛化的勒夏特列原理——承受外加限制條件的系統(tǒng)具有反抗外加限制條件改變的能力。化學(xué)腐蝕的動力學(xué)阿累尼烏斯公式

微分形式

積分形式大多數(shù)金屬氧化在其表面上形成一層氧化物固相膜氧化膜減慢金屬繼續(xù)氧化的速度金屬的化學(xué)腐蝕（1）金屬氧化及其氧化膜金屬腐蝕的熱力學(xué)參數(shù)（2）鋼鐵的氣體腐蝕高溫氧化脫碳?xì)湮g鑄鐵腫脹高溫硫化

①高溫氧化鐵在鑄造、扎制、熱處理過程中發(fā)生高溫氧化溫度對鋼鐵高溫氧化影響極大，溫度升高，腐蝕速率顯著增加

570℃以下，生成的氧化物為Fe3O4和Fe2O3超過570℃時，在氧化膜內(nèi)層生成FeO高于800℃，表面上就開始形成多孔、疏松的“氧化皮”Fe+CO2

FeO+COFe+H2OFeO+H2

②脫碳脫碳是指在腐蝕過程中，除了生成氧化皮層外，與氧化皮層相連的內(nèi)層滲碳體Fe3C與介質(zhì)中的氧、二氧化碳、水等作用，生成的氣體降低了膜的保護(hù)作用。鋼鐵工件表面脫碳后硬度和強(qiáng)度顯著下降，直接影響零件的使用壽命Fe3C+1/2O2

3Fe+COFe3C+CO2

3Fe+2COFe3C+H203Fe+CO+H2Fe3C+2H2

3Fe+CH4防止：增加氣體介質(zhì)中CO和CH4的含量或在鋼中添加鋁和鎢。③

氫蝕含氫化合物在鋼材表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)

酸洗反應(yīng)：FeO+2HCl＝FeCl2+H20Fe+2HCl=FeCl2+2H

硫化氫反應(yīng)：Fe+H2S=FeS+2H

高溫水蒸氣氧化：Fe+H20＝FeO+2H合成氨，合成甲醇、石油加氫等含氫化合物參與的工藝中，鋼鐵設(shè)備都存在著氫脆的危害，特別對高強(qiáng)度鋼鐵構(gòu)件的危害更應(yīng)引起注意。防止：降低含碳量、加合金元素。④鑄鐵的腫脹是一種晶間氣體腐蝕。腐蝕性氣體沿晶界、石墨夾雜物和細(xì)微裂縫滲入到鑄鐵內(nèi)部，發(fā)生氧化作用。由于氧化物的生成，鑄鐵體積變大，產(chǎn)生腫脹，其強(qiáng)度大大降低。

防止：加適量硅（5%—10%）。⑤高溫硫化高溫硫化反應(yīng)一般在鋼鐵材料表面的晶界發(fā)生，逐步沿晶界向內(nèi)部擴(kuò)展，高溫硫化后的構(gòu)件，機(jī)械強(qiáng)度顯著下降，以至整個構(gòu)件報廢。在采油、煉油及高溫化工生產(chǎn)中，常會發(fā)生高溫硫化腐蝕。

Fe+S=FeSFe+H2S=FeS+H2合金化加入元素Cr、Al、Si，在氧化性介質(zhì)中形成極穩(wěn)定的Cr2O3、Al2O3、SiO2，形成有效的保護(hù)層改善介質(zhì)通過設(shè)法改善介質(zhì)成分應(yīng)用保護(hù)性覆蓋層涂層將金屬和氣體介質(zhì)隔離開來耐高溫氧化的陶瓷覆蓋層：采用熱噴涂或等離子噴涂的方法，在金屬表面形成耐高溫氧化的陶瓷覆蓋層。（3）防止鋼鐵氣體腐蝕的方法非金屬的化學(xué)腐蝕（1）高分子材料老化光、熱、機(jī)械力等引起的降解和交聯(lián)化學(xué)反應(yīng)高分子物質(zhì)活性基團(tuán)的消除、加成、取代、成鹽、水解等反應(yīng)（2）無機(jī)非金屬材料混凝土、陶瓷、玻璃（3）復(fù)合材料化學(xué)腐蝕性介質(zhì)酸酸雨：工業(yè)廢氣引起中的氮氧化物、碳?xì)浠?、硫氧化物等堿對人身體的腐蝕；對玻璃的腐蝕性大；Na、K遇水鹽

“廢渣”、“廢液”

強(qiáng)氧化性物質(zhì)（強(qiáng)酸、強(qiáng)氧化性物質(zhì)的聯(lián)合）王水、洗液、F2魔酸（超強(qiáng)酸）：氫氟酸和五氟化銻按1：0.3（摩爾比）混合時，它的酸性是濃硫酸的1億倍；按1：1混合時，它的酸性是濃硫酸的10億倍。能溶解不溶于王水的高級烷烴蠟燭化學(xué)腐蝕的防護(hù)材質(zhì)聚四氟乙烯、樹脂環(huán)境減少污染，降低酸雨?；瘜W(xué)腐蝕防護(hù)罩、橡膠