利用電化學(xué)原理的金屬防腐蝕技術(shù)

利用電化學(xué)原理的金屬防腐蝕技術(shù)利用電化學(xué)原理的金屬防腐蝕技術(shù)電化學(xué),原理,金屬,防腐蝕,技術(shù)說明：原電池中，活潑的電極發(fā)生氧化反響，稱做負(fù)極，較不活潑的電極發(fā)生復(fù)原反響，稱做正極。但在金屬的防腐蝕應(yīng)用中，被氧化的電極通常稱做陽極，被復(fù)原的電極稱做陰極，與電解的相關(guān)規(guī)定類似。正確選材和設(shè)計(jì)依據(jù)金屬材料的腐蝕數(shù)據(jù)，選擇對(duì)特定環(huán)境腐蝕率低、價(jià)格廉價(jià)、性能好的材料，是常用的、簡(jiǎn)便的把握腐蝕的方法，可以使設(shè)備獲得經(jīng)濟(jì)、合理的使用壽命。由于設(shè)備的構(gòu)造常常對(duì)腐蝕產(chǎn)生影響，所以正確的設(shè)計(jì)也很重要。另外，選材者也需要具備確定的腐蝕及防腐蝕學(xué)問，才能更完善地解決選材問題。調(diào)整介質(zhì)環(huán)境假設(shè)能消退金屬材料和設(shè)備在使用環(huán)境中引起腐蝕的各種因素，腐蝕就會(huì)中止或減緩。但是多數(shù)環(huán)境條件是無法把握的，如大氣和土壤中的水分、海水中的氧等都不行能除去。生產(chǎn)流程也是不能任意改動(dòng)的，這時(shí)可以調(diào)整局部環(huán)境。例如鍋爐進(jìn)水先去氧〔參與脫氧劑Na2SO3和N2H4等〕，可保護(hù)鍋爐管少受腐蝕；先除去密閉倉庫進(jìn)入空氣的水分，可免貯存金屬部件生銹；在水中常常參與堿或酸以調(diào)節(jié)pH至最正確范圍〔通常接近中性〕，可以防止冷卻水對(duì)換熱器和其他設(shè)備的結(jié)垢、穿孔；煉制石油的工藝中也常加堿或氨，使生產(chǎn)流體保持中性至弱堿性。腐蝕原理：根本介紹不純的金屬跟電解質(zhì)溶液接觸時(shí)，會(huì)發(fā)生原電池反響，比較活潑的金屬失去電子而被氧化，這種腐蝕叫做電化學(xué)腐蝕。鋼鐵在潮濕的空氣中所發(fā)生的腐蝕是電化學(xué)腐蝕最突出的例子。我們知道，鋼鐵在枯燥的空氣里長(zhǎng)時(shí)間不易腐蝕，但潮濕的空氣中卻很快就會(huì)腐蝕。原來，在潮濕的空氣里，鋼鐵的外表吸附了一層薄薄的水膜，這層水膜里含有少量的氫離子與氫氧根離子，還溶解了氧氣等氣體，結(jié)果在鋼鐵外表形成了一層電解質(zhì)溶液，它跟鋼鐵里的鐵和少量的碳恰好形成很多微小的原電池。在這些原電池里，鐵是負(fù)極，碳是正極。鐵失去電子而被氧化.電化學(xué)腐蝕是造成鋼鐵腐蝕的主要緣由。金屬材料與電解質(zhì)溶液接觸，通過電極反響產(chǎn)生的腐蝕。電化學(xué)腐蝕反響是一種氧化復(fù)原反響。在反響中，金屬失去電子而被氧化，其反響過程稱為陽極反響過程，反響產(chǎn)物是進(jìn)入介質(zhì)中的金屬離子或掩蓋在金屬外表上的金屬氧化物〔或金屬難溶鹽〕；介質(zhì)中的物質(zhì)從金屬外表獲得電子而被復(fù)原，其反響過程稱為陰極反響過程。在陰極反響過程中，獲得電子而被復(fù)原的物質(zhì)習(xí)慣上稱為去極化劑。在均勻腐蝕時(shí)，金屬外表上各處進(jìn)展陽極反響和陰極反響的概率沒有顯著差異，進(jìn)展兩種反響的外表位置不斷地隨機(jī)變動(dòng)。假設(shè)金屬外表有某些區(qū)域主要進(jìn)展陽極反響，其余外表區(qū)域主要進(jìn)展陰極反響，則稱前者為陽極區(qū)，后者為陰極區(qū)，陽極區(qū)和陰極區(qū)組成了腐蝕電池。直接造成金屬材料破壞的是陽極反響，故常承受外接電源或用導(dǎo)線將被保護(hù)金屬與另一塊電極電位較低的金屬相聯(lián)接，以使腐蝕發(fā)生在電位較低的金屬上。[編輯本段]相關(guān)原理金屬的腐蝕原理有多種，其中電化學(xué)腐蝕是最為廣泛的一種。當(dāng)金屬被放置在水溶液中或潮濕的大氣電化學(xué)腐蝕中，金屬外表會(huì)形成一種微電池，也稱腐蝕電池(其電極習(xí)慣上稱陰、陽極，不叫正、負(fù)極)。陽極上發(fā)生氧化反響，使陽極發(fā)生溶解，陰極上發(fā)生復(fù)原反響，一般只起傳遞電子的作用。腐蝕電池的形成原因主要是由于金屬外表吸附了空氣中的水分，形成一層水膜，因而使空氣中CO2，SO2，NO2等溶解在這層水膜中，形成電解質(zhì)溶液，而浸泡在這層溶液中的金屬又總是不純的，如工業(yè)用的鋼鐵，實(shí)際上是合金，即除鐵之外，還含有石墨、滲碳體(Fe3C)以及其它金屬和雜質(zhì)，它們大多數(shù)沒有鐵活潑。這樣形成的腐蝕電池的陽極為鐵，而陰極為雜質(zhì)，又由于鐵與雜質(zhì)嚴(yán)密接觸，使得腐蝕不斷進(jìn)展。相關(guān)化學(xué)方程式析氫腐蝕(鋼鐵外表吸附水膜酸性較強(qiáng)時(shí))電化學(xué)腐蝕負(fù)極(Fe)：Fe=Fe2+＋2e-Fe2+＋2H2O=Fe(OH)2＋2H+正極(雜質(zhì))：2H+＋2e-=H2電池反響：Fe＋2H2O=Fe(OH)2＋H2↑由于有氫氣放出，所以稱之為析氫腐蝕。吸氧腐蝕(鋼鐵外表吸附水膜酸性較弱時(shí))負(fù)極(Fe)：Fe=Fe2+＋2e-正極：O2＋2H2O＋4e-=4OH-總反響：2Fe＋O2＋2H2O=2Fe(OH)2由于吸取氧氣，所以也叫吸氧腐蝕。析氫腐蝕與吸氧腐蝕生成的Fe(OH)2被氧所氧化，生成Fe(OH)3Fe2O34Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3鋼鐵制品在大氣中的腐蝕主要是吸氧腐蝕。Fe＋2H2O=Fe(OH)2＋H2↑O2＋2H2O＋4e-→4OH-2Fe＋O2＋2H2O=2Fe(OH)22H+＋2e-→H2析氫腐蝕主要發(fā)生在強(qiáng)酸性環(huán)境中，而吸氧腐蝕發(fā)生在弱酸性或中性環(huán)境中。[編輯本段]現(xiàn)象危害由于金屬外表與鐵垢之間的電位差異，從而引起金屬的局部腐蝕，而且這種腐蝕一般是坑蝕，主要發(fā)生在腐蝕與發(fā)電量水冷壁管有沉積物的下面，熱負(fù)荷較高的位置。如噴燃器四周，爐管的向火側(cè)等處，所以格外簡(jiǎn)潔造成金屬穿孔或超溫爆管。盡管銅鐵的高價(jià)氧化物對(duì)鋼鐵會(huì)產(chǎn)生腐蝕，但腐蝕作用是有限的，但有氧補(bǔ)充時(shí)，該腐蝕將會(huì)連續(xù)進(jìn)展并加重。危害性是格外大的，一方面，它會(huì)在短期內(nèi)使停用設(shè)備金屬外表遭到大面積腐蝕。另一方面，由于停用腐蝕使金屬外表產(chǎn)生沉積物及造成金屬外表粗糙狀態(tài)，使機(jī)組啟動(dòng)和運(yùn)行時(shí)，給水鐵含量增大。不但加劇了爐管內(nèi)鐵垢的形成，也加劇了熱力設(shè)備運(yùn)行時(shí)的腐蝕。[編輯本段]解決方法必需執(zhí)行GB/12145棗1999《火力發(fā)電機(jī)組及蒸汽動(dòng)力設(shè)備水汽質(zhì)量》標(biāo)準(zhǔn)；DL/561棗1995《火力發(fā)電廠水汽化學(xué)監(jiān)視導(dǎo)則》，化學(xué)監(jiān)視網(wǎng)要發(fā)揮監(jiān)視作用。腐蝕性的溫泉嚴(yán)格按啟動(dòng)階段的水汽質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，把握啟動(dòng)后的水汽質(zhì)量，不合格嚴(yán)禁升壓、帶負(fù)荷。機(jī)組停備時(shí)間超過15天，應(yīng)承受的防腐技術(shù)。防止停用期間腐蝕。徹底解決凝汽器溶解氧不合格問題。投入自動(dòng)加氨裝置，保證給水pH的合格率。嚴(yán)密監(jiān)視#2機(jī)水冷壁結(jié)垢量的增長(zhǎng)速度，在必要的時(shí)間安排化學(xué)清洗。建議#2爐化學(xué)清洗后，在進(jìn)展加氧聯(lián)合處理。[編輯本段]除氧方法熱力除氧其原理是依據(jù)氣體溶解定律〔亨利定律〕，任何氣體在水中的溶解度與在汽水界面上的氣體分壓力及水溫發(fā)電中產(chǎn)生的腐蝕物有關(guān)，溫度越高，水蒸汽的分壓越高，而其它氣體的分壓則越低，當(dāng)水溫上升至沸騰時(shí)，其它氣體的分壓為零，則溶解在水中的其它氣體也就等于零。熱力除氧曾是廣泛使用的除氧方式，但目前漸漸受到化學(xué)除氧等的有力挑戰(zhàn)，特別是熱力除氧在10～35t/h的鍋爐和2～6.5t/h的鍋爐及其它要求低溫除氧的場(chǎng)合，熱力除氧有其明顯的局限性。它的特點(diǎn)是除氧效果好，缺點(diǎn)是設(shè)備購置費(fèi)用大、不好操作、能量消耗大、運(yùn)行費(fèi)用高。所謂不好操作，是由于使用條件茍刻，進(jìn)水混合溫度要求穩(wěn)定在70～80℃，工作溫度穩(wěn)定在104～105℃，蒸汽壓力穩(wěn)定在0.02～0.03Mpa，條件波動(dòng)除氧效果不佳，特別是供熱鍋爐，隨著天氣冷暖的變化，鍋爐負(fù)荷變化很大，這就給熱力除氧帶來很大困難，而化學(xué)除氧則不然，它只隨給水量的變化調(diào)整加藥量，操作格外便利。真空除氧其除氧原理與熱力除氧根本一樣，除氧器在低于大氣壓力下進(jìn)展工作，利用壓力降低時(shí)水的沸點(diǎn)也除低的特性，水處于沸騰狀態(tài)而使水中的溶解氧析出。在20t/h以上的鍋爐由于出水溫度低于蒸汽鍋爐的進(jìn)水要求而很少承受真空除氧，在要求低溫除氧時(shí)則比熱力除氧有著明顯的優(yōu)勢(shì)，但大局部熱力除氧的缺點(diǎn)仍存在，并且對(duì)噴射泵、加壓泵等關(guān)鍵設(shè)備的要求較高。鐵屑除氧其原理是當(dāng)有確定溫度的水通過鐵屑時(shí)，水中的氧即與鐵發(fā)生化學(xué)反響，在此過程中氧被消耗掉。該方法除氧裝置簡(jiǎn)潔，投資省，但存在著除氧效果波動(dòng)大、裝置失效快等明顯缺點(diǎn)，因而使用該方法除氧的用戶逐步削減，面臨著淘汰的境況。解吸除氧根本原理亦是利用亨利定律，氧在水中的溶解度與所接觸的氣體中的氧分壓成正比，只要把預(yù)備除氧的水與己脫氧的氣體猛烈混合，則溶解在水中的氧將大量集中到氣體中，從而到達(dá)除去水中溶解氧的目的。該方法優(yōu)點(diǎn)是可低溫除氧，不需化學(xué)藥品，只需木炭、焦碳等即可，缺點(diǎn)是除氧效果不穩(wěn)定，而且只能除氧不能除其它氣體，用木CO2樹脂除氧根本原理是在除氧器內(nèi)氧化復(fù)原樹脂與水中溶解氧反響生成除氧水，樹脂失效后用水合肼〔聯(lián)氨〕等再生，使用該方法除氧產(chǎn)生的蒸汽和熱水，均不允許與飲用水和食物接觸，且投資和占地均較大，不宜在工業(yè)鍋爐上推廣應(yīng)用?；瘜W(xué)藥劑除氧化學(xué)藥劑除氧是把化學(xué)藥劑直接參與鍋爐本體、給水母管或者熱水鍋爐的熱水管網(wǎng)中?；瘜W(xué)藥劑主要是傳統(tǒng)的亞硫酸鈉、聯(lián)氨及型的二甲基酮肟、乙醛肟、二乙基羥胺、異抗壞血酸鈉等?；瘜W(xué)藥劑除氧具有裝置和操作簡(jiǎn)潔、投資省、除氧效果穩(wěn)定且可滿足深度除氧的要求，特別是型高效除氧劑的開發(fā)和成功使用，抑制了傳統(tǒng)化學(xué)藥劑的有毒有害、藥劑費(fèi)用高等缺點(diǎn)，被用戶承受和推廣應(yīng)用?！捕辰饘俚姆雷o(hù)：金屬的防護(hù)就是防止金屬原子失去電子.阻擋金屬與接觸到的物質(zhì)或水、氧氣等物質(zhì)發(fā)生化學(xué)腐蝕或電化學(xué)腐蝕的過程.金屬的防護(hù)可用物理方法，也可用電化學(xué)方法，還可以通過轉(zhuǎn)變金屬的內(nèi)部構(gòu)造，提高金屬的抗腐蝕力氣.說明：金屬防護(hù)的最簡(jiǎn)潔的方法就是在其外表掩蓋保護(hù)層，使之無法接觸空氣中的水和氧氣，從而到達(dá)保護(hù)的目的.生活中常見的掩蓋保護(hù)層防止鐵生銹的方法有：①在鐵的外表噴涂一層防腐油漆；②油脂可以用來保護(hù)機(jī)器中由金屬制成的轉(zhuǎn)動(dòng)局部，油層防止空氣和水與鐵接觸；③用塑料噴涂或包裹在金屬外表；④在鐵的外表掩蓋一層搪瓷；⑤利用電鍍?cè)?，在金屬外表鍍上一層不易被腐蝕的其他金屬.在金屬外表鍍上一層不易被腐蝕的其他金屬的方法常見有兩種：鍍錫鐵〔馬口鐵〕和鍍鋅鐵〔白口鐵〕，當(dāng)鍍層破損后，鍍層金屬均會(huì)與鐵形成原電池.此時(shí)，馬口鐵中鐵作為負(fù)極，易被腐蝕；而白口鐵中鋅作負(fù)極，鐵被保護(hù)，不易被腐蝕.電化學(xué)保護(hù)法中，主要是使被保護(hù)的金屬在發(fā)生電化學(xué)反響時(shí)作為正極或陰極，不參與電極反響.這類方法一般分為：犧牲陽極的陰極保護(hù)法和外加電流的陰極保護(hù)法兩種.①犧牲陽極的陰極保護(hù)法：這種方法就是在保護(hù)的鋼鐵設(shè)備上裝上比鐵更活潑的鋅塊.在形成原電池反響時(shí)，鋅作負(fù)極，被腐蝕，鐵作正極從而被保護(hù)；②外加電流的陰極保護(hù)法：把被保護(hù)的鋼鐵設(shè)備作為陰極，用惰性電極作關(guān)心陽極，兩者均存在于電解質(zhì)溶液中，接上外接電源.通電后，電子被強(qiáng)制流向被保護(hù)的鋼鐵設(shè)備，使鋼鐵外表產(chǎn)生負(fù)電荷的積累，這樣就可以抑制鐵發(fā)生失電子的反響，從而被保護(hù).提高金屬的抗腐蝕力氣，還可以通過轉(zhuǎn)變金屬的內(nèi)部構(gòu)造，如在金屬中摻入鎳、鉻等金屬，形成鎳不銹鋼、鉻不銹鋼等，提高金屬的抗氧化力氣，金屬的腐蝕有時(shí)會(huì)帶來很大的危害，但有時(shí)也可以利用金屬的腐蝕對(duì)生產(chǎn)生活效勞.如印刷電路的制作、電化學(xué)刻蝕、等離子刻蝕技術(shù)等，也可以利用金屬的腐蝕形成保護(hù)層，如鐵、鋁在冷的濃硫酸、濃硝酸中鈍化，產(chǎn)生一層致密的氧化膜，保護(hù)金屬不會(huì)被氧化等.金屬腐蝕的危害腐蝕普及國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門，給國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。20世紀(jì)50年月前腐蝕的定義只局限于金屬腐蝕。從50年月以后，很多權(quán)威的腐蝕學(xué)者或爭(zhēng)論機(jī)構(gòu)傾向于把腐蝕的定義擴(kuò)大到全部的材料。但通常還是指金屬的損壞。由于金屬及其合金至今照舊是最重要的結(jié)構(gòu)材料，所以金屬腐蝕還是最引人留意的問題之一。腐蝕給合金材料造成的直接損失巨大。有人統(tǒng)計(jì)每年全世界腐蝕報(bào)廢的金屬約一億噸,占年產(chǎn)量的20%～40%。而且隨著工業(yè)化的進(jìn)程,腐蝕問題日趨嚴(yán)峻化，美國(guó)1949年腐蝕消耗(材料消耗和腐蝕)為50億美元，1975年達(dá)700億美元，到1985年高達(dá)1680億美元，與1949年相比增加了80余倍。估量全世界每年因腐蝕報(bào)廢的鋼鐵設(shè)備相當(dāng)于年產(chǎn)量的30%。明顯，金屬構(gòu)件的毀壞，其價(jià)值遠(yuǎn)比金屬材料的價(jià)值大的多；興盛國(guó)家每年因腐蝕造成的經(jīng)濟(jì)損失約占國(guó)民生產(chǎn)總值的2-4%；美國(guó)每年因腐蝕要多消耗3.4%的能源；我國(guó)每年因腐蝕造成的經(jīng)濟(jì)損失至少達(dá)二百億。腐蝕的巨大危害不僅表達(dá)在經(jīng)濟(jì)損失上，它還會(huì)帶來沉重的人員傷亡、環(huán)境污染、資源鋪張、阻礙技術(shù)的進(jìn)展、促進(jìn)自然資源的損耗。參與緩蝕劑在可能引起金屬腐蝕的介質(zhì)中參與少量緩蝕劑就能大大減緩金屬腐蝕過程。緩蝕劑可分為無機(jī)緩蝕劑、有機(jī)緩蝕劑和氣相緩蝕劑三類。有些無機(jī)緩蝕劑使陽極過程變慢，稱為陽極型緩蝕劑，如促進(jìn)陽極鈍化的氧化劑〔鉻酸鹽、亞硝酸鹽、Fe3+〕或陽極成膜劑〔堿、磷酸鹽、硅酸鹽、苯甲酸鹽〕；另一類無機(jī)緩蝕劑是促進(jìn)陰極極化，稱為陰極緩蝕劑，如Ca2+、Zn2+、Mg2+、Cu2+、Cd2+、Mn2+、Ni2+等，能與在陰極反響中產(chǎn)生的OH-形成不溶性的氫氧化物，以厚膜形態(tài)掩蓋在陰極外表，因而阻滯氧集中到陰極，增大濃差極化。也有同時(shí)阻滯陽極過程和陰極過程的混合型緩蝕劑。有些溶液中的雜質(zhì)，如S、Se、As、Sb、Bi等化合物，能阻抑陰極放氫過程，使陰極極化增大，減緩腐蝕。緩蝕劑的用量一般要先通過試驗(yàn)才能確定。有機(jī)緩蝕劑屬于吸附型緩蝕劑，它們吸附在金屬外表形成幾個(gè)分子厚的不行見膜，一般同時(shí)阻滯陽極和陰極反響，但阻滯效果并不相同。常用品種有含N、含S、含O、含P的有機(jī)化合物，如胺類、雜環(huán)化合物、長(zhǎng)鏈脂肪酸化合物、硫腺類、醛類、有機(jī)磷類等。緩釋劑的吸附類型有靜電吸附、化學(xué)吸附。靜電吸附劑有苯胺及其取代物，吡啶、丁胺、苯甲酸及其取代物如苯磺酸等；化學(xué)吸附劑有氮和硫雜環(huán)化合物；有些化合物同時(shí)具有靜電和化學(xué)吸附作用。此外，有些螯合劑能在金屬外表生成一薄層金屬有機(jī)化合物。近年來，有機(jī)緩蝕劑進(jìn)展很快，應(yīng)用廣泛，使用這些緩蝕劑也會(huì)產(chǎn)生缺點(diǎn)，如可能污染產(chǎn)品，可能對(duì)生產(chǎn)流程產(chǎn)生不利影響等。氣相緩蝕劑多是揮發(fā)性強(qiáng)的物質(zhì)，也屬于吸附型緩蝕劑。它的蒸氣被大氣中水分解出有效的緩蝕基團(tuán)，吸附在金屬外表使腐蝕減緩，一般用于金屬零部件的保護(hù)、貯藏和運(yùn)輸。它必需用于密封包裝內(nèi)，海洋油輪內(nèi)艙也可用它來保護(hù)。常見的有效氣相緩蝕劑有脂環(huán)胺和芳香胺；聚甲烯胺；亞硝酸鹽與硫脲混合物；烏洛托品和乙醇胺；硝基苯和硝基萘等。陰極保護(hù)金屬電化學(xué)腐蝕過程中，微型原電池的陰極是承受電子產(chǎn)生復(fù)原反響的電極，陽極是失去電子發(fā)生氧化反響的電極，只有陽極才發(fā)生腐蝕。陰極保**就是將需要保護(hù)的金屬作為腐蝕電池的陰極〔原電池的正極〕或作為電解池的陰極而不受腐蝕。前一種稱為犧牲陽極法，后一種稱為外加電流法。犧牲陽極法，就是電極電位較負(fù)〔較活潑〕的金屬或其合金連接在被保護(hù)的設(shè)備上，例如鋼鐵設(shè)備連接一塊Zn、Mg或Al合金，使它們?cè)谛纬傻脑姵刂凶鳛殛枠O而被腐蝕，而使金屬設(shè)備作為陰極受到保護(hù)，這種被犧牲的陽極須定時(shí)更換。外加電流法，是在體系中連接一塊導(dǎo)流電極〔石墨、鉑或鍍釕、鈦、高硅鐵、廢鋼等〕作為陽極，當(dāng)外部導(dǎo)入的陰極電流，使局部陰極電流與局部陽極電流相等、方向相反而相互抵消時(shí)，金屬腐蝕停頓，到達(dá)保護(hù)設(shè)備的目的。陰極保護(hù)廣泛用于土壤和海水中的金屬構(gòu)造、裝置等，如管道、電纜、海船、港灣碼頭設(shè)施、鉆井平臺(tái)、水庫閘門、油氣井等。為了削減電流輸入，延長(zhǎng)使用壽命，陰極保**一般和金屬外表涂料法聯(lián)合應(yīng)用，是一種經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)便、行之有效的金屬防腐方法。陽極保護(hù)一些可以鈍化的金屬，當(dāng)從外部通入電流，電位隨電流上升，到達(dá)致鈍電位后，腐蝕電流急速下降，后隨電位上升，腐蝕電流不變，直到過鈍區(qū)為止〔如圖3-5〕。圖3-5〔鈍化〕曲線利用這個(gè)原理，以要保護(hù)的設(shè)備為陽極導(dǎo)入電流，使電位保持在鈍化區(qū)的中段，腐蝕率可保持很低值。在保持鈍性的電位區(qū)間，打算金屬的陽極溶解電流密度大小的是鈍化膜的溶解速度，所以，金屬的鈍態(tài)不是熱力學(xué)穩(wěn)定狀態(tài)，而是一種遠(yuǎn)離平衡的耗散構(gòu)造狀態(tài)。陽極保**需要一臺(tái)恒電位儀以把握設(shè)備的電位〔以免波動(dòng)時(shí)進(jìn)入活化區(qū)或過鈍化區(qū)〕。由于只適用于可鈍化金屬，所以這種方法的應(yīng)用受到限制。陽極保**在工業(yè)上用于生產(chǎn)、處理H2SO4、H3PO4、NH4HCO3溶液、NH4NO3合金化在基體金屬中參與確定比例的能促進(jìn)鈍化的合金成分，便得到耐Fe中參與Cr，當(dāng)Cr量達(dá)12%以上時(shí)，就成為不銹鋼，在氧化環(huán)境中它的外表可以生成鈍化膜，有很高的耐蝕性。鉻鋼中參與Ni，可擴(kuò)大鈍化范圍，還可提高機(jī)械性能。含Cr18%、Ni9%的CrNi不銹鋼是工業(yè)和民用中應(yīng)用最廣的耐蝕合金。鎳銅合金中的鎳大于30%~40%時(shí)，它們比純Cu和純Ni的耐蝕性在一些環(huán)境中更優(yōu)越。一系列Ni合金是常用的耐蝕材料，如鎳鑄鐵有優(yōu)良的耐堿性；Ni-Mo-Cr合金是少數(shù)能耐高溫非氧化性酸〔HCl〕的合金；Ni-Al-Cr-Fe合金能耐高溫氧化性酸、次氯酸鹽、海水等，比一般不銹鋼更好。外表處理金屬保護(hù)中常用對(duì)其外表進(jìn)展處理以防止腐蝕。金屬在接觸使用環(huán)境之前，先用鈍化劑或成膜劑〔鉻酸鹽、磷酸鹽、堿、硝酸鹽和亞硝酸鹽混合液等〕處理，外表生成穩(wěn)定密實(shí)的鈍化膜，抗蝕性大大增加。例如，鋁經(jīng)過陽極處理，外表可以生成比在大氣中生成的更為致密的膜，這類膜在溫存的腐蝕環(huán)境〔大氣和水〕中有優(yōu)良的抗蝕力氣。鋼鐵部件外表發(fā)藍(lán)〔生成磁性氧化鐵的化學(xué)轉(zhuǎn)化膜〕也是一個(gè)廣為應(yīng)用的例子。在金屬外表處理時(shí)，一般將鋼鐵部件放在布滿 Cr、Al、Si的粉末中，或在金屬蒸氣中，將易鈍化的合金成分如Cr、Mo、Si滲入鋼鐵外表，進(jìn)展熱滲鍍，外表滲鍍層在氧化性環(huán)境內(nèi)產(chǎn)生鈍化膜，它的抗高溫氧化力氣和某些耐蝕性優(yōu)于底層鋼。較的一種外表技術(shù)是離子注入法，一般用離子注入機(jī)，使B、C、P、Si、N、Mo、Pd、Pt等元素或貴金屬電離、加速，高能離子與基體金屬相撞擊進(jìn)入外表，形成確定深度和濃度的非晶態(tài)合金層，具有比基體金屬高得多的耐蝕性。金屬鍍層和包覆層在鋼鐵底層上常用電鍍一薄層更耐腐蝕的金屬〔如Cr、Ni、Pb等〕的方法來保護(hù)鋼鐵制品。假設(shè)用金屬Zn、Cd等作鍍層，構(gòu)成腐蝕電池的極性則與上述相反，鍍層微孔內(nèi)暴露的鋼為陰極，Zn或Cd的鍍層為陽極，通過犧牲陽極，使鋼得到陰極保護(hù)。鍍Sn的Fe〔馬口鐵〕廣泛用于食品罐頭，雖然Sn的標(biāo)準(zhǔn)電極電位高于Fe，但在食品有機(jī)酸中卻低于Fe,也可起犧牲陽極的作用。鍍層如為貴金屬〔 Au、Ag等〕、易鈍化金屬〔Cr、Ti〕以及Ni、Pb等時(shí)，由于它們的電極電位比Fe高，假設(shè)消滅破損，在電極反響中這些金屬將成為陰極，會(huì)加速底層鐵的腐蝕，因此這類鍍層不適于強(qiáng)腐蝕環(huán)境〔如酸〕，但可用于大氣、水等環(huán)境。除了電鍍外，還常用熱浸鍍〔熔融浸鍍〕、火焰噴鍍、蒸氣鍍和整體金屬薄板包鍍等方法。涂層用有機(jī)涂料保護(hù)大氣中的金屬構(gòu)造是應(yīng)用最廣的傳統(tǒng)防腐手段。市售各類油漆、清漆等都屬這一類，主要是由合成樹脂、植物油、橡膠漿液、溶劑、助干劑、顏料、填料等配制而成，品種極多，過去以植物油為主的油漆現(xiàn)在多為合成樹脂漆所替代。這些涂料掩蓋在金屬外表，干后形成多孔薄膜，雖然不能使金屬與介質(zhì)完全隔絕，但增大介質(zhì)通過微孔的集中阻力和溶液電阻，使腐蝕電流下降。在緩和的環(huán)境〔如大氣、海水等〕中，微孔底金屬腐蝕緩慢，腐蝕產(chǎn)物可堵塞微孔，有很長(zhǎng)的使用壽命。這種方法不適于強(qiáng)腐蝕溶液〔如酸〕中，由于金屬腐蝕快速并產(chǎn)生氫氣，會(huì)使漆膜裂開。涂料涂層的程序：首先是外表處理，這是最重要的一環(huán)，外表銹垢、油污等要徹底除凈，否則會(huì)影響涂層與金屬的黏結(jié)力；其次是選用底漆，一般參與紅丹，鉛酸鈣，鉻酸鋅和鋅粉等緩蝕劑，當(dāng)微孔中滲入介質(zhì)后可起緩蝕作用；最終是面漆，除了耐蝕外，美觀也是重要的目的。一般要涂幾層面漆，使微孔盡量削減。常用的合成樹脂優(yōu)良品種有：環(huán)氧樹脂、聚氨酯、氯磺化聚乙烯、氯化聚醚、酚醛、呋喃〔糠醇〕等。瀝青是廉價(jià)但性能優(yōu)良的涂料，也常和環(huán)氧樹脂等混合應(yīng)用于地下管道。自然樹脂生漆是我國(guó)特產(chǎn)，具有優(yōu)良耐酸性和耐堿性，是一種高級(jí)涂料。無機(jī)涂層中廣泛應(yīng)用的是以鋅粉為主的富鋅漆，以合成樹脂為黏結(jié)劑，干后外表鋅膜是導(dǎo)電的，作用和陰極保護(hù)一樣，在大氣中可使用很久，也可用于較高溫環(huán)境。襯里適用于跟強(qiáng)腐蝕介質(zhì)接觸的設(shè)備內(nèi)部，如鹽酸、稀硫酸的貯槽用橡膠或塑料襯里、貯放硝酸的鋼槽用不銹鋼薄板襯里等。耐酸磚〔硅磚〕也廣泛用于襯里。耐火磚襯里則可起隔熱作用。搪瓷耐酸性強(qiáng)，廣泛用于食品、醫(yī)藥等工業(yè)，可保證產(chǎn)品質(zhì)量。腐蝕的危害是格外巨大的。據(jù)資料報(bào)道，全世界每年生產(chǎn)的鋼鐵約有10％因腐蝕而變?yōu)殍F銹，大約30％的鋼鐵設(shè)備因此而損壞。這不僅鋪張了材料，還往往會(huì)帶來停產(chǎn)、人生安全和環(huán)境污染等事故。根據(jù)世界上幾個(gè)主要工業(yè)興盛國(guó)家的一些統(tǒng)計(jì)數(shù)字說明：這些國(guó)家由于金屬的腐蝕造成的直接經(jīng)濟(jì)損失約占國(guó)民生產(chǎn)總值的2～4%，可見數(shù)字是驚人的，損失是巨大的。金屬腐蝕定義及分類定義金屬腐蝕：金屬與環(huán)境組分發(fā)生化學(xué)反響而引起的外表破壞稱為金屬腐蝕.金屬腐蝕發(fā)生的根本緣由是其熱力學(xué)上的不穩(wěn)定性造成的，即金屬及其本身較其某些化合物〔如氧化物，氫氧化物，鹽等〕原子處于自由能較高的狀態(tài)，這種傾向在條件〔動(dòng)力學(xué)因素〕具備時(shí)，就會(huì)發(fā)生金屬單質(zhì)向化合物的轉(zhuǎn)化，即發(fā)生腐蝕。金屬和金屬的腐蝕主要是化學(xué)或電化學(xué)作用引起的破壞，有時(shí)還同時(shí)包含機(jī)械﹑物理或生物作用。單純物理作用的破壞〔如合金在液態(tài)金屬中的物理溶解〕僅是少數(shù)的例子。單純的機(jī)械破壞不屬于腐蝕的范疇.分類腐蝕的分類方法很多，有的按腐蝕環(huán)境分，有的按腐蝕形態(tài)分，也有的按腐蝕的現(xiàn)象或緣由分。1.按環(huán)境分:濕蝕：如水溶液腐蝕，大氣腐蝕，土壤腐蝕，化學(xué)藥品腐蝕等.干蝕：如高溫氧化，硫腐蝕，氫腐蝕，液態(tài)金屬腐蝕，羧基腐蝕等.微生物腐蝕：如細(xì)菌腐蝕，真菌腐蝕，硫化菌腐蝕，藻類腐蝕等.2.按形態(tài)分:全面腐蝕〔均勻腐蝕〕：腐蝕分部在整個(gè)金屬外表上〔包括較均勻的和不均勻的〕。在全面腐蝕過程中，進(jìn)展金屬陽極溶解反響和物質(zhì)復(fù)原反響的區(qū)域都很小〔甚至是超顯微的〕，陰陽極區(qū)域的位置不固定，在腐蝕過程中隨機(jī)變化，結(jié)果使腐蝕分布格外均勻，危害也相對(duì)小些。局部腐蝕〔非均勻腐蝕〕：腐蝕局限在金屬的某一部位。在局部腐蝕過程中，陰極區(qū)域和陽極區(qū)域是分開的，通常陰極區(qū)面積相對(duì)較大，陽極區(qū)面積很小，結(jié)果使腐蝕高度集中在局部位置上，腐蝕強(qiáng)度大，其危害性比均勻腐蝕大得多〔如在化工設(shè)備的腐蝕損害中，70％是局部腐蝕造成的〕。局部腐蝕包括：①點(diǎn)蝕：在點(diǎn)或孔穴類的小面積上的腐蝕叫點(diǎn)蝕。這是一種高度局部的腐蝕形態(tài)，孔有大有小，一般孔外表直徑等于或小于它的深度，小而深的孔可能使金屬板穿孔；孔蝕通常發(fā)生在外表有鈍化膜或有保護(hù)膜的金屬〔如不銹鋼﹑鈦等〕。②縫隙腐蝕：金屬外表由于存在異物或構(gòu)造上的緣由而形成縫隙〔如焊縫、鉚縫﹑墊片或沉積物下面等〕，縫隙的存在使得縫隙內(nèi)的溶液中與腐蝕有關(guān)的物質(zhì)遷移困難，由此而引起的縫隙內(nèi)金屬的腐蝕，稱為縫隙腐蝕.③晶間腐蝕：沿著合金晶界區(qū)進(jìn)展的腐蝕叫間晶腐蝕。腐蝕由外表沿晶界深入內(nèi)部，外表看不出跡象，但用金相顯微鏡觀看可看出晶界呈現(xiàn)網(wǎng)狀腐蝕.這種腐蝕可使金屬在外表上看不出有任何變化的狀況下喪失強(qiáng)度，造成構(gòu)件或設(shè)備的嚴(yán)峻破壞.晶間腐蝕易發(fā)生在不銹鋼﹑合金上。④絲狀腐蝕：涂有透亮清漆或油漆膜的金屬暴露在潮濕的大氣中時(shí)，金屬外表由于漆膜能滲透水分和空氣而發(fā)生腐蝕.腐蝕產(chǎn)物呈絲狀纖維網(wǎng)樣，這種腐蝕稱絲狀腐蝕。其產(chǎn)生緣由是潮濕大氣的作用，其機(jī)理為氧的濃差電池作用.⑤應(yīng)力腐蝕開裂：金屬和合金在腐蝕與拉應(yīng)力的同時(shí)作用下產(chǎn)生的裂開，稱為應(yīng)力腐蝕開裂。這是一種最危急的腐蝕形態(tài)，但它只是在確定條件下才能發(fā)生：一是有確定的拉應(yīng)力；二是有能引起該金屬發(fā)生應(yīng)力腐蝕的介質(zhì)；三是金屬本身對(duì)應(yīng)力腐蝕敏感.如“奧氏體不銹鋼—氯離子”,“碳鋼－硝酸根離子”等。應(yīng)力腐蝕的裂縫形態(tài)有：沿晶界進(jìn)展的晶間裂開和穿越晶粒的穿晶裂開，也有二者的混合型。一般認(rèn)為純金屬不會(huì)發(fā)生應(yīng)力腐蝕的，含有雜質(zhì)的金屬或是合金才會(huì)發(fā)生應(yīng)力腐蝕.⑥電偶腐蝕：當(dāng)兩種金屬浸在腐蝕性溶液中，由于兩種金屬之間存在電位差，如相互接觸，就構(gòu)成腐蝕電偶。較活潑的金屬成為陽極溶解，不活潑金屬〔耐腐蝕性較高的金屬〕則為陰極，腐蝕很小或完全不腐蝕。這種腐蝕稱為電偶腐蝕，或接觸腐蝕，亦稱為雙金屬腐蝕。⑦氫脆：金屬由于吸取了原子氫而使其性質(zhì)變脆的現(xiàn)象叫氫脆.如Bi﹑Pb﹑S﹑As⑧腐蝕疲乏：高變應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)的同時(shí)作用下，金屬的疲乏強(qiáng)度和疲乏壽命較無腐蝕作用時(shí)有所降低，這種現(xiàn)象叫腐蝕疲乏.任何金屬在任何介質(zhì)中都有可能發(fā)生腐蝕疲乏，不要求特定的材料與介質(zhì)組合.⑨沖刷腐蝕〔磨損腐蝕〕：當(dāng)溶液流淌時(shí)，溶液中含有能起研磨作用的固體顆粒破壞了金屬外表的保護(hù)膜，使保護(hù)膜被除掉的地方發(fā)生腐蝕。其破壞形貌可以是局部的，也可以是均勻的。⑩湍流腐蝕〔沖擊腐蝕〕：流速較快的溶液由于金屬器件或管道的幾何外形突然變化而沖擊金屬外表產(chǎn)生湍流，使金屬發(fā)生破壞。⑾氣蝕〔空泡腐蝕〕：當(dāng)金屬與液體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度增大時(shí)，金屬外表的某些局部液體壓力下降到常溫液體蒸氣壓以下時(shí)，發(fā)生“沸騰”而產(chǎn)生氣泡，當(dāng)氣泡裂開時(shí)產(chǎn)生的沖擊力使材料呈蜂窩狀損傷，這種破壞叫氣蝕。這氣泡裂開時(shí)產(chǎn)生的沖擊波壓力可高達(dá)4000大氣壓，可使金屬保護(hù)膜破壞，并能引起塑性形變，甚至可將金屬粒子撕裂。金屬的氧化腐蝕過程就是空氣中的水分、氧氣導(dǎo)致金屬產(chǎn)生電化學(xué)反響的過程。反響的結(jié)果使金屬構(gòu)造因氧化腐蝕產(chǎn)生變化,酥松、起層、粉化,致使失去金屬應(yīng)有的性狀。而鋼鐵因腐蝕發(fā)生的性狀轉(zhuǎn)變,就是常言所講的”生銹”?？茖W(xué)爭(zhēng)論證明,金屬氧化腐蝕的空氣相對(duì)濕度臨界值,鋼為70%,銅為60%,鋁為76%,鐵為63%,鋅為60%。將金屬存放于該臨界值以上的環(huán)境中,氧化腐蝕速度隨空氣相對(duì)濕度值的增加而不斷加速。四、潮濕、霉菌、氧化腐蝕的危害機(jī)制及防護(hù)要求1、光學(xué)鏡頭現(xiàn)代光學(xué)鏡頭為提高性能,?在鏡頭外表均敷有多層由高分子材料構(gòu)成的膜。這一層合成材料為霉菌的生長(zhǎng)生殖供給了豐富的養(yǎng)分,霉菌在光學(xué)鏡頭外表分解膜的成份進(jìn)展生長(zhǎng)生殖,菌絲體呈樹枝狀在鏡頭外表漫延,?使鏡頭透光和成象性能變差,直至菌絲體掩蓋整個(gè)鏡頭。霉菌還能利用鏡頭玻璃體中的無機(jī)鹽成份供給養(yǎng)分,因此菌絲體還向玻璃體內(nèi)縱向侵蝕,滲透進(jìn)展。光學(xué)鏡頭一般都由多個(gè)鏡片構(gòu)成,霉菌菌絲體不僅在鏡片的外表生長(zhǎng),還通過鏡片邊沿漫延到鏡片反面,使鏡片兩面長(zhǎng)霉而無法去除。并且,霉菌通過漫延和彈射孢子的方式在多片鏡片之間傳染,使鏡頭失去使用價(jià)值而無法挽救，導(dǎo)致報(bào)廢。霉菌在鏡頭外表生殖初期,憑肉眼不易觀看到。當(dāng)能用肉眼看到時(shí),一般已造成確定的損壞。覺察得格外準(zhǔn)時(shí)的,可用專用藥水清洗鏡頭外表,遲一些的,?菌絲體已切入鏡頭玻璃體,即使清洗,所造成的切痕損壞已無法補(bǔ)救。對(duì)已侵入鏡片反面的鏡頭,?雖也可拆開鏡頭進(jìn)展清洗,但已造成的損失仍不行挽回,光學(xué)鏡頭出廠均經(jīng)過周密調(diào)校。一般修理店因無技術(shù)條件,拆開后再裝回的鏡頭性能將受影響。并且,清洗鏡頭費(fèi)用昂貴,以照相機(jī)鏡頭為例,清洗費(fèi)用有時(shí)高達(dá)鏡頭本身購置費(fèi)用的30%。此外,如清洗不徹底,當(dāng)時(shí)不易覺察,今后還會(huì)復(fù)發(fā)。要保證光學(xué)40%左右的環(huán)境中。2、磁記錄材料磁記錄材料均由高分子材料制成帶基,其內(nèi)含有的增塑劑、分散劑等，均適宜霉菌分解吸取,盡管各磁記錄材料公司在生產(chǎn)中或多或少都添加了防霉劑,但是,所謂“防霉磁盤“并不能保證磁盤完全不長(zhǎng)霉,只是機(jī)率與速度的差異而已。有時(shí),一張磁盤突然不能讀寫,?某個(gè)磁磁記錄材料受潮,還會(huì)使磁粉脫落;長(zhǎng)霉,使帶基受到侵蝕,二者均會(huì)造成記錄的數(shù)據(jù)信號(hào)喪失。脫落的磁粉和菌絲體還會(huì)堵塞計(jì)算機(jī)、攝錄像機(jī)、錄音機(jī)的磁頭,使機(jī)器不能正常工作,甚至損壞磁頭。此外,霉菌還可通過磁頭進(jìn)展傳染?，F(xiàn)在,?一般對(duì)磁記錄材料記錄的信息都承受定時(shí)重拷貝的方法來預(yù)防受潮發(fā)霉對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)造成損失,但費(fèi)時(shí)而又麻煩,并有局限。如加密磁盤無法復(fù)制;?錄音錄像帶復(fù)制后會(huì)造成質(zhì)量下降,屢次復(fù)制后音像質(zhì)量會(huì)格外低劣,以至不能滿足要求。要保證磁記錄材料的安全，應(yīng)將40%左右的環(huán)境中?？諝庵械亩趸?、硫化氫、氮氧化物、一氧化碳、氯氣、臭氧等工業(yè)廢氣也會(huì)對(duì)磁記錄材料造成損壞。其中影響最大的是二氧化硫和硫化氫。目前,城市空氣污染現(xiàn)象較普遍,為防止信息喪失,磁記錄材料還應(yīng)在凈化空間中保存。對(duì)于需要進(jìn)展十年以上長(zhǎng)期保存的磁記錄材料,則需按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展保存。最正確答案金屬的腐蝕與防護(hù)金屬有很多優(yōu)良的性質(zhì)，例如導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、強(qiáng)度、韌性、可塑性、耐磨性、可鑄造性等。金屬材料至今照舊是最重要的構(gòu)造材料，廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)、生活和科技工作的各個(gè)方面。金屬制品在生產(chǎn)和使用的過程中，受到各種損壞，例如，機(jī)械磨損、生物性破壞、腐蝕等。1、金屬腐蝕的定義金屬的腐蝕是金屬在環(huán)境的作用下所引起的破壞或變質(zhì)。金屬的腐蝕還有其他的表述。所謂環(huán)境是指和金屬接觸的物質(zhì)。例如自然存在的大氣、海水、淡水、土壤等，以及生產(chǎn)生活用的原材料和產(chǎn)品。由于這些物質(zhì)和金屬發(fā)生化學(xué)作用或電化學(xué)作用引起金屬的腐蝕，在很多功能狀況下還同時(shí)存在機(jī)械力、射線、電流、生物等的作用。金屬發(fā)生腐蝕的局部，由單質(zhì)變成化合物，至使生銹、開裂、穿孔、變脆等。因此，在絕大多數(shù)的狀況下，金屬腐蝕的過程是冶金的逆過程。2、金屬腐蝕的分類有多種分類方法。按腐蝕過程的分，主要有化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕?；瘜W(xué)腐蝕是金屬和環(huán)境介質(zhì)直接發(fā)生化學(xué)作用而產(chǎn)生的損壞，在腐蝕過程中沒有電流產(chǎn)生。例如金屬在高溫的空氣中或氯氣中的腐蝕，非電解質(zhì)對(duì)金屬的腐蝕等。引起金屬化學(xué)腐蝕的介質(zhì)不能導(dǎo)電。電化學(xué)腐蝕是金屬在電解質(zhì)溶液中發(fā)生電化學(xué)作用而引起的損壞，在腐蝕過程中有電流產(chǎn)生。引起電化學(xué)腐蝕的介質(zhì)都能導(dǎo)電。例如，金屬在酸、堿、鹽、土壤、海水等介質(zhì)中的腐蝕。電化學(xué)腐蝕與化學(xué)腐蝕的主要區(qū)分在于它可以分解為兩個(gè)相互獨(dú)立而又同時(shí)進(jìn)展的陰極過程和陽極過程，而化學(xué)腐蝕沒有這個(gè)特點(diǎn)。電化學(xué)腐蝕比化學(xué)腐蝕更為常見和普遍。按金屬腐蝕破壞的形態(tài)和腐蝕區(qū)的分布，分為全面腐蝕和局部腐蝕。全面腐蝕，是指腐蝕分布于整個(gè)金屬的外表。全面腐蝕有各處的腐蝕程度一樣的均勻腐蝕；也有不同腐蝕區(qū)腐蝕程度不同的非均勻腐蝕。在用酸洗液清洗鋼鐵、鋁設(shè)備時(shí)發(fā)生的腐蝕一般屬于均勻腐蝕。而腐蝕主要集中在金屬外表的某些區(qū)域稱為局部腐蝕。盡管此種腐蝕的腐蝕量不大，但是由于其局部腐蝕速度很大，可造成設(shè)備的嚴(yán)重破壞，甚至爆炸，因此，其危害更大。金屬在不同的環(huán)境條件下可以發(fā)生不同的局部腐蝕。例如孔蝕、縫隙腐蝕、應(yīng)力腐蝕、晶間腐蝕、磨損腐蝕等。還有按腐蝕的環(huán)境條件把腐蝕分為高溫腐蝕和常溫腐蝕；干腐蝕和濕腐蝕等。當(dāng)金屬和四周介質(zhì)接觸時(shí)，由于發(fā)生化學(xué)和電化學(xué)作用而引起的破壞叫做金屬的腐蝕。從熱力學(xué)觀點(diǎn)看，除少數(shù)貴金屬〔如Au、Pt〕外，各種金屬都有轉(zhuǎn)變成離子的趨勢(shì)，就是說金屬腐蝕是自發(fā)的普遍存在的現(xiàn)象。金屬被腐蝕后，在外形、色澤以及機(jī)械性能方面都將發(fā)生變化，造成設(shè)備破壞、管道泄漏、產(chǎn)品污染，釀成燃燒或爆炸等惡性事故以及資源和能源的嚴(yán)峻鋪張，使國(guó)民經(jīng)濟(jì)受到巨大的損失。據(jù)估量，世界各興盛國(guó)家每年因金屬腐蝕而造成的經(jīng)濟(jì)損失約占其國(guó)民生產(chǎn)總值3.5％～4.2％，超過每年各項(xiàng)大災(zāi)〔火災(zāi)、風(fēng)災(zāi)及地震等〕損失的總和。有人甚至估量每年全世界腐蝕報(bào)廢和損耗的金屬約為 1億噸！因此，爭(zhēng)論腐蝕機(jī)理，實(shí)行防護(hù)措施，對(duì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)有著格外重大的意義。金屬防腐蝕的方法很多，主要有改善金屬的本質(zhì)，把被保護(hù)金屬與腐蝕介質(zhì)隔開，或?qū)饘龠M(jìn)展外表處理，改善腐蝕環(huán)境以及電化學(xué)保護(hù)等。改善金屬的本質(zhì)依據(jù)不同的用途選擇不同的材料組成耐蝕合金，或在金屬中添加合金元素，提高其耐蝕性，可以防止或減緩金屬的腐蝕。例如，在鋼中參與鎳制成不銹鋼可以增加防腐蝕力氣。形成保護(hù)層在金屬外表掩蓋各種保護(hù)層，把被保護(hù)金屬與腐蝕性介質(zhì)隔開，是防止金屬腐蝕的有效方法。工業(yè)上普遍使用的保護(hù)層有非金屬保護(hù)層和金屬保護(hù)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(shí)現(xiàn)的。①金屬的磷化處理鋼鐵制品去油、除銹后，放人特定組成的磷酸鹽溶液中浸泡，即可在金屬外表形成一層不溶于水的磷酸鹽薄膜，這種過程叫做磷化處5μm～20μm，在大氣中有較好的耐蝕性。膜是微孔構(gòu)造，對(duì)油漆等的吸附力氣強(qiáng)，如用作油漆底層，耐腐蝕性可進(jìn)一步提高。②金屬的氧化處理將鋼鐵制品加到NaOH和NaNO2的混合溶液中，加熱處理，其外表即可形成一層厚度約為0.5μm～1.5μm的藍(lán)色氧化膜〔主要成分為Fe3O4〕，以到達(dá)鋼鐵防腐蝕的目的，此過程稱為發(fā)藍(lán)處理，簡(jiǎn)稱發(fā)藍(lán)。這種氧化膜具有較大的彈性和潤(rùn)滑性，不影響零件的精度。故周密儀器和光學(xué)儀器的部件，彈簧鋼、薄鋼片、細(xì)鋼絲等常用發(fā)藍(lán)處理。③非金屬涂層用非金屬物質(zhì)如油漆、塑料、搪瓷、礦物性油脂等涂覆在金屬外表上形成保護(hù)層，稱為非金屬涂層，也可到達(dá)防腐蝕的目的。例如，船身、車廂、水桶等常涂抽漆，汽車外殼常噴漆，槍炮、機(jī)器常涂礦物性油脂等。用塑料〔如聚乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯等〕噴涂金屬外表，比噴漆效果更佳。塑料這種掩蓋層致密光滑。色澤明媚，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，廣泛用于石油化工、醫(yī)藥、儀器等工業(yè)部門和日常生活用品中。④金屬保護(hù)層它是以一種金屬鍍?cè)诒槐Ｗo(hù)的另一種金屬制品外表上所形成的保護(hù)鍍層。前一金屬常稱為鍍層金屬。金屬鍍層的形成，除電鍍、化學(xué)鍍外，還有熱浸鍍、熱噴鍍、滲鍍、真空鍍等方法。熱浸鍍是將金屬制件浸入熔融的金屬中以獲得金屬涂層的方法，作為浸涂層的金屬是低熔點(diǎn)金屬，如Zn、Sn、Pb和A1等，熱鍍鋅主要用于鋼管、鋼板、鋼帶和鋼絲，應(yīng)用最廣；熱鍍錫用于薄鋼板和食品加工等的貯存容器；熱鍍鉛主要用于化工防蝕和包覆電纜；熱鍍鋁則主要用于鋼鐵零件的抗高溫氧化等。改善腐蝕環(huán)境改善環(huán)境對(duì)削減和防止腐蝕有重要意義。例如，削減腐蝕介質(zhì)的濃度，除去介質(zhì)中的氧，把握環(huán)境溫度、濕度等都可以削減和防止金屬腐蝕。也可以承受在腐蝕介質(zhì)中添加能降低腐蝕速率的物質(zhì)〔稱緩蝕劑〕來削減和防止金屬腐蝕。電化學(xué)保護(hù)法電化學(xué)保護(hù)法是依據(jù)電化學(xué)原理在金屬設(shè)備上實(shí)行措施，使之成為腐蝕電池中的陰極，從而防止或減輕金屬腐蝕的方法。①犧牲陽極保護(hù)法犧牲陽極保護(hù)法是用電極電勢(shì)比被保護(hù)金屬更低的金屬或合金做陽極，固定在被保護(hù)金屬上，形成腐蝕電池，被保護(hù)金屬作為陰極而得到保護(hù)。犧牲陽極一般常用的材料有鋁、鋅及其合金。此法常用于保護(hù)海輪外殼，海水中的各種金屬設(shè)備、構(gòu)件和防止巨型設(shè)備〔如貯油罐〕以及石油管路的腐蝕。②外加電流法將被保護(hù)金屬與另一附加電極作為電解池的兩個(gè)極，使被保護(hù)的金屬作為陰極，在外加直流電的作用下使陰極得到保護(hù)。此法主要用于防止土壤、海水及河水中金屬設(shè)備的腐蝕。金屬的腐蝕雖然對(duì)生產(chǎn)帶來很大危害，但也可以利用腐蝕的原理為生產(chǎn)效勞，進(jìn)展為腐蝕加工技術(shù)。例如，在電子工業(yè)上，廣泛承受印刷電路。其制作方法及原理是用照相復(fù)印的方法將線路印在銅箔上，然后將圖形以外不受感光膠保護(hù)的銅用三氯化鐵溶液腐蝕，就可以得到線條清楚的印刷電路板。三氯化鐵腐蝕銅的反響如下： 2FeCl3+Cu==2FeC12+CuCl2此外，還有電化學(xué)刻蝕、等離子體刻蝕技術(shù)，比用三氯化鐵腐蝕銅的濕化學(xué)刻蝕的方法更好，區(qū)分率更高。1、改善金屬的本質(zhì)依據(jù)不同的用途選擇不同的材料組成耐蝕合金，或在金屬中添加合金元素，提高其耐蝕性，可以防止或減緩金屬的腐蝕。例如，在鋼中參與鎳制成不銹鋼可以增加防腐蝕力氣。2、形成保護(hù)層在金屬外表掩蓋各種保護(hù)層，把被保護(hù)金屬氣腐蝕性介質(zhì)隔開，是防止金屬腐蝕的有效方法。工業(yè)上普遍使用的保護(hù)層有非金屬保護(hù)層和金屬保護(hù)層兩大類，通常承受以下方法形成保護(hù)層：①金屬的磷化處理鋼鐵制品去油、除銹后，放入特定組成的磷酸鹽溶液中浸泡，即可在金屬外表形成一層不溶于水的磷酸鹽薄膜，這種過程叫做磷化處5至20微米，在大氣中有較好的耐蝕性。膜是微孔構(gòu)造，對(duì)油漆等的吸附力氣強(qiáng)，如用作油漆底層，耐腐蝕性可進(jìn)一步提高。②金屬的氧化處理將鋼鐵制品加到NaOH和NaNO2的混合溶液中，加熱處理，其外表即可形成一層厚度約為0．5至1．5微米的藍(lán)色氧化膜(主要成分為Fe3O4)，以到達(dá)鋼鐵防腐蝕的目的，此過程稱為發(fā)藍(lán)處理，簡(jiǎn)稱發(fā)藍(lán)。這種氧化膜具有較大的彈性和潤(rùn)滑性，不影響零件的精度。故精密儀器和光學(xué)儀器的部件，彈簧鋼、薄鋼片、細(xì)鋼絲等常用發(fā)藍(lán)處理。③非金屬涂層用塑料(如聚乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯等)噴涂金屬外表，比噴漆效果更佳。塑料掩蓋層致密光滑。色澤明媚，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，廣泛用于石油化工、醫(yī)藥、儀器等工業(yè)部門和日常生活用品中。④金屬保護(hù)層這是以一種金屬鍍?cè)诒槐Ｗo(hù)的另一種金屬制品外表上所形成的保護(hù)鍍層，前一種金屬稱為鍍層金屬。金屬鍍層的形成，除電鍍、化學(xué)鍍外，還有熱浸鍍、熱噴鍍、滲鍍、真空鍍等方法。熱浸鍍是將金屬制件浸入熔融的金屬中以獲得金屬涂層的方法，作為浸涂層的金屬通常是承受低熔點(diǎn)金屬，如鋅、錫、鉛和鋁等。熱鍍鋅主要用于鋼管、鋼板、鋼帶和鋼絲，應(yīng)用最廣；熱鍍錫用于薄鋼板和食品加工等的貯存容器；熱鍍鉛主要用于化工防蝕和包覆電纜；熱鍍鋁則主要用于鋼鐵零件的抗高溫氧化等。3、改善環(huán)境改善環(huán)境對(duì)削減和防止金屬腐蝕有重要作用。例如，削減腐蝕介質(zhì)的濃度，除去介質(zhì)中的氧，把握環(huán)境溫度、濕度等都可以削減和防止金屬腐蝕。也可以承受在腐蝕介質(zhì)中添加能降低腐蝕速率的物質(zhì)(緩蝕劑)來削減和防止金屬腐蝕。4、電化學(xué)保護(hù)法電化學(xué)保護(hù)法是依據(jù)電化學(xué)原理在金屬設(shè)備上實(shí)行措施，使之成為腐蝕電池中的陰極，從而防止或減輕金屬腐蝕的方法，主要有以下兩種：①犧牲陽極保護(hù)法。該方法是用電極電勢(shì)比被保護(hù)金屬更低的金屬或合金