金屬的電化學(xué)防護(hù)

1、 請(qǐng)同學(xué)們回顧一下，生活中常見的鋼鐵腐蝕主要是什請(qǐng)同學(xué)們回顧一下，生活中常見的鋼鐵腐蝕主要是什么原因造成的？結(jié)合金屬腐蝕的本質(zhì)，分析金屬防護(hù)么原因造成的？結(jié)合金屬腐蝕的本質(zhì)，分析金屬防護(hù)的本質(zhì)是什么？的本質(zhì)是什么？ 鋼鐵腐蝕主要是鐵和空氣中的氧氣及水蒸氣共同作用鋼鐵腐蝕主要是鐵和空氣中的氧氣及水蒸氣共同作用的結(jié)果，本質(zhì)上是鐵、碳及氧氣、水蒸氣構(gòu)成了原電的結(jié)果，本質(zhì)上是鐵、碳及氧氣、水蒸氣構(gòu)成了原電池，鐵失去電子而被腐蝕。池，鐵失去電子而被腐蝕。 金屬腐蝕的本質(zhì)是金屬原子失去電子而被氧化的過金屬腐蝕的本質(zhì)是金屬原子失去電子而被氧化的過程，因而防護(hù)的本質(zhì)是阻止金屬失去電子。程，因而防護(hù)的本質(zhì)是阻止

2、金屬失去電子。 防護(hù)的思路：防止金屬與化學(xué)物質(zhì)（潮濕空氣、腐防護(hù)的思路：防止金屬與化學(xué)物質(zhì)（潮濕空氣、腐蝕性氣體、電解質(zhì)溶液）直接接觸，防止金屬與環(huán)境蝕性氣體、電解質(zhì)溶液）直接接觸，防止金屬與環(huán)境形成原電池。形成原電池。思考與交流思考與交流 在我們?nèi)粘Ｉa(chǎn)生活中有哪些在我們?nèi)粘Ｉa(chǎn)生活中有哪些常用的金屬防護(hù)的方法？常用的金屬防護(hù)的方法？健身器材刷油漆以防銹健身器材刷油漆以防銹汽車噴漆汽車噴漆船身、車廂、水桶等常涂油漆，汽車外殼常噴漆船身、車廂、水桶等常涂油漆，汽車外殼常噴漆機(jī)器輪軸涂礦物油脂防護(hù)機(jī)器輪軸涂礦物油脂防護(hù)鍍鉻的保險(xiǎn)杠鍍鉻的保險(xiǎn)杠鍍鋅鍍鋅搪瓷反應(yīng)罐搪瓷反應(yīng)罐搪瓷器皿搪瓷器皿 搪瓷是含

3、搪瓷是含SiO2量較高的玻璃瓷釉，有極好的耐腐蝕性量較高的玻璃瓷釉，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、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。醫(yī)藥、儀器等工業(yè)部門和日常生活用品中。 防護(hù)方法一、在金屬表面覆蓋保護(hù)層一、在金屬表面覆蓋保護(hù)層 在金屬表面噴漆、涂礦物油脂、在金屬表面噴漆、涂礦物油脂、噴涂塑料、搪瓷、鍍上一層純金噴涂塑料、搪瓷、鍍上一層純金屬（如鐵上鍍鋅、錫、鉻等）、屬（如鐵上鍍鋅、錫、鉻等）、生成氧化膜等生成氧化膜等 衣架和電線的外面衣架和電線的外面包上一層塑料層包上一層塑料層小資料小資料用塑料（如聚乙烯、

4、用塑料（如聚乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯聚氯乙烯、聚氨酯等）噴涂金屬表面，等）噴涂金屬表面，比噴油漆效果更佳。比噴油漆效果更佳。塑料這種覆蓋層致塑料這種覆蓋層致密光潔，色澤艷麗，密光潔，色澤艷麗，兼具防蝕與裝飾的兼具防蝕與裝飾的雙重功能。雙重功能。不銹鋼防護(hù)方法防護(hù)方法 二、改變金屬的內(nèi)部組成和二、改變金屬的內(nèi)部組成和結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)如：制成合金：不銹鋼（鋼中如：制成合金：不銹鋼（鋼中加入一定量的鎳和鉻）加入一定量的鎳和鉻）三、電化學(xué)防護(hù)方法三、電化學(xué)防護(hù)方法 電化學(xué)腐蝕的原因是在金屬表面形成原電池，因電化學(xué)腐蝕的原因是在金屬表面形成原電池，因此我們可以利用原電池原理來保護(hù)金屬，以防止此我們可以利用原電池原

5、理來保護(hù)金屬，以防止金屬腐蝕。金屬腐蝕。 金屬在發(fā)生電化學(xué)腐蝕的過程中，總是作為原電金屬在發(fā)生電化學(xué)腐蝕的過程中，總是作為原電池負(fù)極（陽極）的金屬被氧化（失去電子）而腐池負(fù)極（陽極）的金屬被氧化（失去電子）而腐蝕，作為原電池正極（陰極）的金屬不被腐蝕。蝕，作為原電池正極（陰極）的金屬不被腐蝕。因此，使被保護(hù)金屬作為正極，是有效地保護(hù)金因此，使被保護(hù)金屬作為正極，是有效地保護(hù)金屬腐蝕的方法之一。屬腐蝕的方法之一。交流與討論交流與討論 在鐵的表面鍍上一層金屬是常見的防止鐵在鐵的表面鍍上一層金屬是常見的防止鐵生銹的方法，常見的有鍍錫（馬口鐵）和生銹的方法，常見的有鍍錫（馬口鐵）和鍍鋅（白鐵皮），當(dāng)馬

6、口鐵和白鐵皮上的鍍鋅（白鐵皮），當(dāng)馬口鐵和白鐵皮上的金屬鍍層損壞時(shí)，鍍層金屬和鐵在潮濕的金屬鍍層損壞時(shí)，鍍層金屬和鐵在潮濕的空氣中會(huì)形成原電池。試分析上述兩種原空氣中會(huì)形成原電池。試分析上述兩種原電池中，哪一種情況下鐵不容易被腐蝕？電池中，哪一種情況下鐵不容易被腐蝕？為什么？為什么？ 在馬口鐵鍍層被破壞后構(gòu)成原電池中，鐵、錫作為兩極，由于鐵的金屬活動(dòng)性大于錫，因此，鐵作為負(fù)極，更易失去電子而被腐蝕；在白鐵皮鍍層被破壞后構(gòu)成原電池中，鐵、鋅作為兩極，由于鋅的金屬活動(dòng)性大于鐵，因此，鋅作負(fù)極失去電子，而鐵作正極，不易被腐蝕。用犧牲鋅塊的方法來保護(hù)用犧牲鋅塊的方法來保護(hù)船身，鋅塊必須定期更換船身，鋅

7、塊必須定期更換鋅塊鋅塊用犧牲鎂塊的方法來防止地用犧牲鎂塊的方法來防止地下鋼鐵管道的腐蝕，鎂塊必下鋼鐵管道的腐蝕，鎂塊必須定期更換須定期更換這是應(yīng)用什么原理呢這是應(yīng)用什么原理呢?犧牲陽極陰極保護(hù)法犧牲陽極陰極保護(hù)法 將被保護(hù)金屬與比其更活潑的金屬連接在將被保護(hù)金屬與比其更活潑的金屬連接在一起，更活潑的金屬（如鎂、鋅等）作為一起，更活潑的金屬（如鎂、鋅等）作為陽極（負(fù)極）不斷被腐蝕，可定期更換，陽極（負(fù)極）不斷被腐蝕，可定期更換，而作為陰極（正極）的金屬就能不被腐蝕而作為陰極（正極）的金屬就能不被腐蝕而得到保護(hù)。而得到保護(hù)。犧牲陽極的陰極保護(hù)法犧牲陽極的陰極保護(hù)法外加電流的陰極保護(hù)法外加電流的陰極

8、保護(hù)法 輔助陽極輔助陽極（不溶性）（不溶性）將被保護(hù)的鋼鐵設(shè)備作為將被保護(hù)的鋼鐵設(shè)備作為陰極，另一附加惰性電極陰極，另一附加惰性電極作為陽極，兩者都處在電作為陽極，兩者都處在電解質(zhì)溶液（如海水）中，解質(zhì)溶液（如海水）中，接上外加直流電源。接通接上外加直流電源。接通后，電子流向被保護(hù)的鋼后，電子流向被保護(hù)的鋼鐵設(shè)備，在鋼鐵表面積累鐵設(shè)備，在鋼鐵表面積累了大量的負(fù)電荷，從而抑了大量的負(fù)電荷，從而抑制鋼鐵失去電子，阻止鋼制鋼鐵失去電子，阻止鋼鐵被腐蝕。鐵被腐蝕。外加電流的陰極保護(hù)法主外加電流的陰極保護(hù)法主要用于防止土壤、海水及要用于防止土壤、海水及河水中的金屬設(shè)備的河水中的金屬設(shè)備的腐蝕腐蝕。陰極保

9、護(hù)法的應(yīng)用陰極保護(hù)法的應(yīng)用 主要用于保護(hù)水中和地下的各種金屬構(gòu)件和設(shè)備主要用于保護(hù)水中和地下的各種金屬構(gòu)件和設(shè)備。如艦船、碼頭、橋梁、水閘、海洋平臺(tái)、海底。如艦船、碼頭、橋梁、水閘、海洋平臺(tái)、海底管線、原子能發(fā)電廠的各類給水系統(tǒng)，地下油、管線、原子能發(fā)電廠的各類給水系統(tǒng)，地下油、氣、水管、電纜等都可用外加電流法和犧牲陽極氣、水管、電纜等都可用外加電流法和犧牲陽極法進(jìn)行陰極保護(hù)。法進(jìn)行陰極保護(hù)。陰極保護(hù)法的經(jīng)濟(jì)效益陰極保護(hù)法的經(jīng)濟(jì)效益 一艘海船的建造中，涂裝費(fèi)占一艘海船的建造中，涂裝費(fèi)占5%，陰極保護(hù)費(fèi)用，陰極保護(hù)費(fèi)用只占只占1%。 一座海上采油平臺(tái)的建造費(fèi)超過一座海上采油平臺(tái)的建造費(fèi)超過1億元

10、，陰極保護(hù)億元，陰極保護(hù)費(fèi)用只需費(fèi)用只需100200萬元，平臺(tái)壽命由萬元，平臺(tái)壽命由5年提高到年提高到20年。年。 地下管線的陰極保護(hù)費(fèi)只占總投資的地下管線的陰極保護(hù)費(fèi)只占總投資的0.3%0.6%，可大大延長使用壽命，可大大延長使用壽命 在同一電解質(zhì)溶液中，金屬腐蝕的快慢規(guī)在同一電解質(zhì)溶液中，金屬腐蝕的快慢規(guī)律如下：律如下： 電解原理引起的腐蝕原電池原理引起的電解原理引起的腐蝕原電池原理引起的腐蝕腐蝕 化學(xué)腐蝕有防腐措施的腐蝕化學(xué)腐蝕有防腐措施的腐蝕 防腐措施由好到壞的順序如下：防腐措施由好到壞的順序如下： 外接電流的陰極保護(hù)法犧牲陽極的陰極外接電流的陰極保護(hù)法犧牲陽極的陰極保護(hù)法有一般防腐條件保護(hù)無防腐條保護(hù)法有一般防腐條件保護(hù)無防腐條件件規(guī)律小結(jié)規(guī)律小結(jié)金屬腐蝕原理的應(yīng)用金屬腐蝕原理的應(yīng)用 印刷電路的制作印刷電路的制作 電化學(xué)刻蝕電化學(xué)刻蝕 等離子