第6章 化學(xué)反應(yīng)和材料的保護(hù)

1、2022-5-246. 1 金屬腐蝕的發(fā)生金屬腐蝕的發(fā)生6. 2 金屬腐蝕的防護(hù)與利用金屬腐蝕的防護(hù)與利用2022-5-246. 1 金屬腐蝕的發(fā)生金屬腐蝕的發(fā)生學(xué)習(xí)要求學(xué)習(xí)要求 1. 理解化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕的區(qū)別。理解化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕的區(qū)別。 2. 掌握析氫和吸氧腐蝕的電化學(xué)機(jī)理。掌握析氫和吸氧腐蝕的電化學(xué)機(jī)理。 3. 了解影響金屬腐蝕速率的因素。了解影響金屬腐蝕速率的因素。2022-5-24 金屬腐蝕直接或間接地造成巨大的金屬腐蝕直接或間接地造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。經(jīng)濟(jì)損失。金屬腐蝕的普遍性與危害金屬腐蝕的普遍性與危害 金屬和周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)金屬和周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)作用而引

2、起的變質(zhì)和破壞叫作用而引起的變質(zhì)和破壞叫金屬腐蝕金屬腐蝕。 金屬腐蝕是自發(fā)的過程，腐蝕現(xiàn)象金屬腐蝕是自發(fā)的過程，腐蝕現(xiàn)象十分普遍。十分普遍。金屬腐蝕的分類金屬腐蝕的分類化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕生物腐蝕生物腐蝕 金屬管線被腐蝕產(chǎn)生許多小洞金屬管線被腐蝕產(chǎn)生許多小洞 2022-5-24一、化學(xué)腐蝕一、化學(xué)腐蝕 單純由化學(xué)作用而引起的腐蝕稱為單純由化學(xué)作用而引起的腐蝕稱為化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕。 它發(fā)生在它發(fā)生在非電解質(zhì)溶液非電解質(zhì)溶液中或中或干燥的氣體干燥的氣體中，在腐蝕過程中中，在腐蝕過程中不產(chǎn)生電流。不產(chǎn)生電流。 從溫度與反應(yīng)速度的關(guān)系來看，溫度越高，化學(xué)腐蝕速率從溫度與反應(yīng)速度的關(guān)系來

3、看，溫度越高，化學(xué)腐蝕速率越大。因而金屬材料的越大。因而金屬材料的高溫抗氧化性能高溫抗氧化性能是材料的一項(xiàng)重要性能是材料的一項(xiàng)重要性能指標(biāo)。指標(biāo)。金屬與高溫水蒸氣反應(yīng)金屬與高溫水蒸氣反應(yīng)造成鍋爐和管道嚴(yán)重腐蝕的重要原因之一。造成鍋爐和管道嚴(yán)重腐蝕的重要原因之一。Fe + H2O(g)FeO + H22 Fe + 3 H2O(g)Fe2O3 + 3 H23 Fe + 4 H2O(g)Fe3O4 + 4 H22022-5-24 鋼鐵中的鋼鐵中的滲碳體滲碳體(Fe3C) 與高溫水蒸氣反應(yīng)，產(chǎn)生與高溫水蒸氣反應(yīng)，產(chǎn)生脫碳現(xiàn)象脫碳現(xiàn)象： 脫碳現(xiàn)象脫碳現(xiàn)象Fe3C + H2O(g)3 Fe + CO +

4、H2氫脆現(xiàn)象氫脆現(xiàn)象 由于脫碳反應(yīng)及其它氧化還原反應(yīng)生成的氫因擴(kuò)散滲入鋼鐵由于脫碳反應(yīng)及其它氧化還原反應(yīng)生成的氫因擴(kuò)散滲入鋼鐵內(nèi)部，使鋼鐵產(chǎn)生脆性，這就是所謂的內(nèi)部，使鋼鐵產(chǎn)生脆性，這就是所謂的氫脆氫脆。 鋼的脫碳和氫脆會造成鋼的表面硬鋼的脫碳和氫脆會造成鋼的表面硬度和內(nèi)部強(qiáng)度的降低，造成危害。度和內(nèi)部強(qiáng)度的降低，造成危害。屬于一般的氧化還原反應(yīng)。屬于一般的氧化還原反應(yīng)。化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕 的實(shí)質(zhì)的實(shí)質(zhì)-ne-被氧化被氧化金屬原子金屬原子金屬陽離子金屬陽離子2022-5-24二、電化學(xué)腐蝕二、電化學(xué)腐蝕 鋼鐵在干燥的空氣里長時(shí)間不易腐蝕，但潮濕的空氣鋼鐵在干燥的空氣里長時(shí)間不易腐蝕，但潮濕的空氣

5、中卻很快就會腐蝕。中卻很快就會腐蝕。 在在潮濕的空氣潮濕的空氣里，鋼鐵的表面形成了一層電解質(zhì)溶液，里，鋼鐵的表面形成了一層電解質(zhì)溶液，它跟鋼鐵里的鐵和少量的碳恰好形成無數(shù)微小的原電池。它跟鋼鐵里的鐵和少量的碳恰好形成無數(shù)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。被氧化。電化學(xué)腐蝕是造成鋼鐵腐蝕的主要原因電化學(xué)腐蝕是造成鋼鐵腐蝕的主要原因。 由于形成了原電池發(fā)生電化學(xué)作用而引起的腐蝕稱為由于形成了原電池發(fā)生電化學(xué)作用而引起的腐蝕稱為電化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕。金屬的電化學(xué)腐蝕與原電池作用在原理上沒金屬的電化學(xué)腐蝕與原電池作用

6、在原理上沒有本質(zhì)的區(qū)別。通常把腐蝕中的原電池稱為有本質(zhì)的區(qū)別。通常把腐蝕中的原電池稱為腐蝕電池腐蝕電池。習(xí)習(xí)慣上，稱失電子的為陽極，得電子的為陰極。慣上，稱失電子的為陽極，得電子的為陰極。 1 1、腐蝕電池、腐蝕電池2022-5-242、析氫腐蝕、析氫腐蝕陽極（陽極（Fe） Fe 2e Fe2+ 陰極（雜質(zhì)）陰極（雜質(zhì)） 2 H+ + 2e+ H2 總反應(yīng)總反應(yīng)Fe + 2 H+ Fe2+ + H2 這種腐蝕過程中有氫氣析出，所以稱為這種腐蝕過程中有氫氣析出，所以稱為析氫腐蝕。析氫腐蝕。條件：水膜酸性較強(qiáng)。條件：水膜酸性較強(qiáng)。2022-5-243、吸氧腐蝕、吸氧腐蝕 陽極陽極 (Fe) 2 F

7、e 4e 2 Fe2+陰極陰極 (雜質(zhì)雜質(zhì)) O2 + 2 H2O + 4 e 4 OH 總反應(yīng)總反應(yīng) 2 Fe + O2 + 2 H2O 2 Fe(OH)2 條件：水膜酸性很弱或中性條件：水膜酸性很弱或中性這種腐蝕過程中有氧氣溶解，所以稱為這種腐蝕過程中有氧氣溶解，所以稱為吸氧腐蝕。吸氧腐蝕。2022-5-24差異充氣腐蝕差異充氣腐蝕 差異充氣腐蝕是由于差異充氣腐蝕是由于氧濃度不同氧濃度不同而造成的腐蝕，是金屬吸氧腐蝕的一而造成的腐蝕，是金屬吸氧腐蝕的一種形式，是因金屬表面氧氣分布不均種形式，是因金屬表面氧氣分布不均勻而引起的。勻而引起的。根據(jù)能斯特方程，氧濃根據(jù)能斯特方程，氧濃度大的一端電

8、勢高，氧得電子為陰極；度大的一端電勢高，氧得電子為陰極；氧濃度小一端電勢低，氧濃度小一端電勢低，F(xiàn)e失電子為陽失電子為陽極。極。 腐蝕過程的電極反應(yīng)如下：腐蝕過程的電極反應(yīng)如下： 陰極陰極(O2濃度較大的部位濃度較大的部位)： 1/2 O2 +2e = 2OH 陽極陽極(O2濃度較小的部位濃度較小的部位)： Fe+2e = Fe2+ 2022-5-24三、生物腐蝕三、生物腐蝕 生物腐蝕主要有下述三種情況：生物腐蝕主要有下述三種情況： 1 破壞防腐物破壞防腐物(有機(jī)防腐層被細(xì)菌分解)2 代謝產(chǎn)物的影響代謝產(chǎn)物的影響(pH降低，促進(jìn)金屬腐蝕) 3 形成氧濃差電池形成氧濃差電池(活性細(xì)菌耗氧引起氧濃

9、度不均) 藻類、貝殼類等藻類、貝殼類等生物生物，特別是，特別是微生物微生物在土壤、天然水、自在土壤、天然水、自來水、石油及其產(chǎn)品等各種環(huán)境中都存在，它們在來水、石油及其產(chǎn)品等各種環(huán)境中都存在，它們在新陳代謝新陳代謝過過程中，對金屬材料所產(chǎn)生的腐蝕破壞作用都是程中，對金屬材料所產(chǎn)生的腐蝕破壞作用都是生物腐蝕生物腐蝕。生物。生物腐蝕多為電化學(xué)腐蝕，因作用特殊，將其歸為一類。腐蝕多為電化學(xué)腐蝕，因作用特殊，將其歸為一類。 2022-5-24四、金屬的腐蝕速率四、金屬的腐蝕速率 就同種金屬而言，腐蝕速率主要受環(huán)境介質(zhì)的影響，影響就同種金屬而言，腐蝕速率主要受環(huán)境介質(zhì)的影響，影響因素大致有：因素大致有：

10、1、大氣相對濕度對腐蝕速率的影響、大氣相對濕度對腐蝕速率的影響2、環(huán)境溫度的影響、環(huán)境溫度的影響3、氯化物的作用、氯化物的作用4、空氣中污染物質(zhì)的影響、空氣中污染物質(zhì)的影響5、其他因素的影響、其他因素的影響(pH、鹽類、腐蝕性氣體等、鹽類、腐蝕性氣體等)作業(yè)：作業(yè)：P225，1,2,5.2022-5-246. 2 金屬腐蝕的防護(hù)與利用金屬腐蝕的防護(hù)與利用 學(xué)學(xué) 習(xí)習(xí) 要要 求求 1. 了解正確選用金屬材料及代用材料的思路，理解根據(jù)具了解正確選用金屬材料及代用材料的思路，理解根據(jù)具體情況選材的重要性，特別注意不銹鋼、鋼、鎳及鎳合金、鈦體情況選材的重要性，特別注意不銹鋼、鋼、鎳及鎳合金、鈦及鈦合金

11、、鉭的選用。及鈦合金、鉭的選用。 2. 了解隔絕金屬材料與腐蝕性介質(zhì)的接觸、控制和改善環(huán)了解隔絕金屬材料與腐蝕性介質(zhì)的接觸、控制和改善環(huán)境氣體和液體介質(zhì)、使用緩蝕劑等的方法和意義。境氣體和液體介質(zhì)、使用緩蝕劑等的方法和意義。 3. 掌握電極電勢的應(yīng)用和明確電鍍時(shí)兩極發(fā)生的反應(yīng)，掌掌握電極電勢的應(yīng)用和明確電鍍時(shí)兩極發(fā)生的反應(yīng)，掌握含握含 CoCl2 硅膠的使用，了解緩蝕機(jī)理。硅膠的使用，了解緩蝕機(jī)理。 4. 理解犧牲陽極法、外加電流法等電化學(xué)保護(hù)法的應(yīng)用。理解犧牲陽極法、外加電流法等電化學(xué)保護(hù)法的應(yīng)用。 5. 了解電化學(xué)腐蝕的應(yīng)用；理解陽極氧化、電解拋光等裝了解電化學(xué)腐蝕的應(yīng)用；理解陽極氧化、電

12、解拋光等裝置的兩極發(fā)生的反應(yīng)電解液的組成；理解化學(xué)銑切原理和應(yīng)用，置的兩極發(fā)生的反應(yīng)電解液的組成；理解化學(xué)銑切原理和應(yīng)用，了解腐蝕液的選擇。了解腐蝕液的選擇。2022-5-24 金屬材料的腐蝕是普遍存在的，是不可避免的。為了工程金屬材料的腐蝕是普遍存在的，是不可避免的。為了工程建設(shè)、日常生活的安全性和經(jīng)濟(jì)性，我們有必要對金屬材料及建設(shè)、日常生活的安全性和經(jīng)濟(jì)性，我們有必要對金屬材料及其制品進(jìn)行必要的保護(hù)。其制品進(jìn)行必要的保護(hù)。 另外，凡事都有兩面性，金屬腐蝕也可被人類另外，凡事都有兩面性，金屬腐蝕也可被人類利用利用，化害，化害為利。為利。 根據(jù)造成金屬材料腐蝕的原因和影響腐蝕速度的因素，我根據(jù)

13、造成金屬材料腐蝕的原因和影響腐蝕速度的因素，我們不難得出這樣的結(jié)論：即防止金屬腐蝕們不難得出這樣的結(jié)論：即防止金屬腐蝕(或減緩金屬腐蝕或減緩金屬腐蝕)可可以從以從金屬本性金屬本性和和環(huán)境介質(zhì)環(huán)境介質(zhì)兩個(gè)方面著手。兩個(gè)方面著手。2022-5-24一、金屬材料的耐蝕性一、金屬材料的耐蝕性 例如鋁合金、鎂合金不應(yīng)當(dāng)和銅、鎳、鐵等電極電勢代數(shù)值較大的金屬直接連接。當(dāng)必須把這些不同的金屬裝配在一起時(shí)，應(yīng)該設(shè)法采用隔離層的辦法把它們隔開來。例如，噴絕緣漆、襯塑料或橡膠墊，或通過適當(dāng)?shù)慕饘馘儗舆^渡。若鋁合金與鋼鐵件組合時(shí)，則需將鋁合金進(jìn)行陽極氧化處理，而將鋼鐵鍍鋅或鍍鎳再組裝在一起。 在設(shè)計(jì)金屬構(gòu)件時(shí)，應(yīng)注

14、意避免兩種電勢差很大的金屬相接觸。2022-5-24 例如對接觸還原性或非氧化性的酸和水溶液的材料，通常使用鎳、銅及其合金。對于氧化性極強(qiáng)的條件，采用鈦和鈦合金。除了氫氟酸和燒堿溶液外，金屬鉭和非金屬的玻璃幾乎對所有介質(zhì)都能耐蝕。許多年來，鉭已被認(rèn)為并已被用作“完全”耐蝕材料。 應(yīng)考慮材料使用時(shí)所處的介質(zhì)種類和條件，如空氣的濕度、溶液的濃度、溫度等。選擇合適的金屬。 純金屬(比含雜質(zhì)的耐蝕)的耐蝕性能可根據(jù)其標(biāo)準(zhǔn)電極電位進(jìn)行近似的判斷。根據(jù) pH=7、pH=0氧和氫的平衡電極電位分別為 +0. 815 V，+1. 23 V及0. 414 V，0. 000V，可粗略地把金屬分為四類，如下表。20

15、22-5-24表6. 1 根據(jù)金屬的標(biāo)準(zhǔn)電極電位近似評定其熱力學(xué)穩(wěn)定性 金屬的標(biāo)準(zhǔn)電極電位/V 熱力學(xué)穩(wěn)定性可能發(fā)生的腐蝕金 屬0. 414不穩(wěn)定 在含氧的中性水溶液中，能產(chǎn)生吸氧腐蝕，也能產(chǎn)生析氫腐蝕；在不含氧的中性水溶液中，有的也能產(chǎn)生析氫腐蝕 Li, Rb, K, Cs, Ra, Ba, Sr, Ca, Na, La, Mg, Pu, Th, Np, Be, U, Hf, Al, Ti, Zr, V, Mn, Nb, Cr, Zn, Ca, Fe 0. 4140 不夠穩(wěn)定 在含氧或氧化劑的中性水溶液中，能產(chǎn)生吸氧腐蝕；在酸性水溶液中產(chǎn)生析氫腐蝕 Cd, In, Co, Tl, Ni, M

16、o, Sn, Pb2022-5-24金屬的標(biāo)準(zhǔn)電極電位/V 熱力學(xué)穩(wěn)定性可能發(fā)生的腐蝕金 屬0+0. 815較穩(wěn)定(半貴金屬) 在不含氧的中性或酸性水溶液中不腐蝕，只在含氧介質(zhì)中產(chǎn)生吸氧腐蝕Bi, Sb, As, Cu, Rh, Hg, Ag+0. 815穩(wěn)定(貴金屬) 只在含氧的酸性介質(zhì)中發(fā)生吸氧腐蝕，或在含有生存配合物的介質(zhì)中才能發(fā)生腐蝕 Pd, Ir, Pt, Au 2022-5-24 不銹鋼并不是在所有情況下都不生銹，也并非是不銹鋼并不是在所有情況下都不生銹，也并非是最耐腐蝕的材料最耐腐蝕的材料。它是由含鉻 11. 5% 30%，含鎳低于22%，加上其他少量合金元素所組成的，包括30種

17、以上不同合金系列的通稱。不銹鋼雖然在耐腐蝕方面有著良好的性能，但并不耐所有腐蝕劑。在某些情況下，例如上節(jié)所述的含氯化物的介質(zhì)或被用作受應(yīng)力的結(jié)構(gòu)時(shí)，不銹鋼還不及普通結(jié)構(gòu)鋼耐腐蝕。有大量的腐蝕事故可以直接歸結(jié)為對不銹鋼選材的不慎或把它當(dāng)作最好的萬能材料之故，實(shí)際上不銹鋼僅僅是耐蝕性較高而價(jià)格相對較低的一大類材料，使用時(shí)必須慎重。 不銹鋼不是萬能材料2022-5-24 在耐腐蝕性上，下列五類非金屬材料可代替金屬材料：(1)天然橡膠和合成橡膠；(2)塑料；(3)陶瓷；(4)碳素材料(如石墨)；(5)木材。 一般來說，橡膠和塑料與金屬材料相比較，強(qiáng)度和硬度都低得多，但對氯離子和鹽酸的耐蝕性卻要強(qiáng)得多，

18、對濃硫酸、硝酸等氧化性酸耐蝕性則較差，對有機(jī)溶劑的耐蝕性也較差，使用溫度一般不能高于8090。陶瓷的耐蝕和耐熱性都很高，但主要缺點(diǎn)是太脆和抗拉強(qiáng)度太低。石墨的耐蝕性、導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性能都很好，但性脆。木材在強(qiáng)腐蝕性環(huán)境中一般不耐蝕。 金屬材料的替代品2022-5-24二、防止介質(zhì)對材料的腐蝕二、防止介質(zhì)對材料的腐蝕 1、隔絕介質(zhì)與材料的接觸2、控制和改善環(huán)境氣體介質(zhì)3、控制和改善環(huán)境液體介質(zhì) 鈍化膜氧化膜磷化膜鍍金屬保護(hù)層2022-5-24鋼鐵發(fā)藍(lán)鋼鐵發(fā)藍(lán)也稱發(fā)黑也稱發(fā)黑，其結(jié)果是使鋼鐵表面生成一層藍(lán)黑色致密的四氧化三鐵(Fe3O4) 薄膜，牢固地與金屬表面結(jié)合。 常用的堿性發(fā)藍(lán)工藝是將鋼鐵零件

19、放入高濃度的堿(NaOH) 和氧化劑(NaNO2, NaNO3) 溶液中，在140 150下進(jìn)行處理，其反應(yīng)主要是氧化還原反應(yīng)和水解反應(yīng)： 3 Fe + NaNO2 + 5 NaOH 3 Na2FeO2 + NH3 + H2O6 Na2FeO2 + NaNO2 + 5 H2O 3 Na2Fe2O4 + NH3 + 7 NaOH Na2FeO2 + Na2Fe2O4 + 2 H2O Fe3O4 + 4 NaOH(亞鐵酸鈉) (鐵酸鈉)1、隔絕介質(zhì)與材料的接觸(1)鈍化膜保護(hù)層2022-5-24 鋼鐵磷化鋼鐵磷化是把鋼鐵制件放入磷酸鹽溶液中進(jìn)行浸泡，使其表面獲得一層灰黑色不溶于水的磷酸鹽薄膜（磷化

20、膜）。 磷化膜加工工藝簡便，成本低廉。常用的磷酸鹽是磷酸二氫錳鐵鹽，俗名馬日夫鹽。分子式為：nFe(H2PO4)2 mMn(H2PO4)2，簡寫為 M(H2PO4)2，其中 M 表示二價(jià)的錳、鐵、鋅等金屬元素。第6章 化學(xué)反應(yīng)和材料的保護(hù)金屬腐蝕的防護(hù)和利用 鋼鐵在該酸性溶液中反應(yīng)生成 Fe2+，Zn2+，Mn2+ 等離子的 HPO42 與 PO43 的復(fù)合鹽，結(jié)晶沉積于金屬表面，形成磷化保護(hù)膜。2022-5-24 覆蓋層也可以用金屬保護(hù)層金屬保護(hù)層。金屬保護(hù)層是以另一種金屬鍍在被保護(hù)的金屬制品表面上所形成的保護(hù)層，鍍層應(yīng)選用耐蝕的金屬。制備金屬保護(hù)層有電鍍、電刷鍍、滲鍍、化學(xué)鍍等方法。 第6

21、章 化學(xué)反應(yīng)和材料的保護(hù)金屬腐蝕的防護(hù)和利用(2)鍍金屬保護(hù)層2022-5-24圖6-3 電鍍裝置示意圖需要鍍層的零件作為陰極（連接電源負(fù)極）電電 鍍鍍 VA+工件溶解后作鍍層用溶解后作鍍層用鍍層的金屬（如Cu，Zn，Ni，Sn等）作為陽極（連接電源正極）2022-5-24 電鍍液（電解液）的選擇直接影響著電鍍質(zhì)量。例如鍍銅工藝若用酸性鍍銅液（基本成分為硫酸銅和硫酸），不僅鍍層粗糙，而且與基體金屬結(jié)合不牢。NaCu(CN)2 CuCN + NaCNNaCu(CN)2 Na+ + Cu(CN)2 - 若以氰化物為電解液（主要由 CuCN 和 NaCN 組成），CuCN 和過量的 NaCN 反應(yīng)將

22、生成配合物：NaCu(CN)2 是強(qiáng)電解質(zhì)，在溶液中全部電離： 由于氰化物劇毒，污染環(huán)境嚴(yán)重，正逐步被無氰銅液所取代。2022-5-242 CuSO4 + K4P2O7Cu2P2O7 + 2 K2SO42 K6Cu(P2O7)2Cu2P2O7+ 3 K4P2O7CuSO4 + 2 K4P2O7K6Cu(P2O7)2 + K2SO4 如無氰焦磷酸鍍銅工藝，也能獲得厚度均勻、結(jié)晶細(xì)致、拋光性能良好的鍍銅層，而且具有操作簡便、成本低廉、利于大量生產(chǎn)的特點(diǎn)。 總反應(yīng)為： 2022-5-24搪瓷層噴塑和噴漆其他類型覆蓋層2022-5-24CoCl26H2OCoCl22H2OCoCl2H2OCoCl252

23、. 5 120 90 (粉紅)(紫紅)(藍(lán)紫)(藍(lán))2、控制和改善環(huán)境氣體介質(zhì) (1)使用干燥劑含 CoCl2 硅膠干燥劑2022-5-24 干燥空氣封存法干燥空氣封存法或控制相對濕度法或控制相對濕度法。直接充入干燥空氣，使相對濕度控制在35%以下。金屬就不易生銹，非金屬也不易發(fā)霉。(2)干燥空氣封存法和去氧(充氮)封存法 采用充氮封存的方法，因氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定。2022-5-243、控制和改善環(huán)境液體介質(zhì) (1)采用熱力法熱力法煮沸給水，可去除給水中的溶解氧和二氧化碳： 2 HCO3-CO2 + CO32- + H2O沸騰 (2)借助于化學(xué)法化學(xué)法，用聯(lián)氨（N2H4，又叫肼）除氧。N2

24、H4 + O2 N2 + 2 H2O 反應(yīng)產(chǎn)物 N2 和 H2O 對熱力系統(tǒng)無任何危害。 2022-5-24 在高溫（200）水中，N2H4 可將 Fe2O3 還原成Fe3O4 甚至是Fe，反應(yīng)如下： 6 Fe2O3 + N2H4 4 Fe3O4 + N2 + 2 H2O 2 Fe3O4 + N2H4 6 FeO + N2 + 2 H2O2 FeO + N2H4 2 Fe + N2 + 2 H2O N2H4 還能將氧化銅還原成氧化亞銅或銅。聯(lián)氨的這些性質(zhì)可以用來防止鍋爐內(nèi)結(jié)鐵垢和銅垢。 2022-5-24 緩蝕劑緩蝕劑是指添加腐蝕性介質(zhì)中能阻止金屬腐蝕或降低腐蝕速率的物質(zhì)。 緩蝕劑的種類繁多，

25、有用于酸性、堿性或中性液體介質(zhì)中的緩蝕劑,有氣相緩蝕劑等。習(xí)慣上根據(jù)緩蝕劑的化學(xué)組成，把緩蝕劑分為無機(jī)的和有機(jī)的兩類。 (3)緩蝕劑法 無機(jī)緩蝕劑：無機(jī)緩蝕劑：具有氧化性的K2CrO4、 K2Cr2O7、NaNO3、 NaNO2 等，在溶液中能使鋼鐵鈍化，使金屬與介質(zhì)隔開，從而減緩腐蝕。2022-5-24生成的難溶碳酸覆蓋于陽極表面，阻滯了陽極反應(yīng)，從而降低了金屬的腐蝕速率。 非氧化性的無機(jī)緩蝕劑，如 NaOH，Na2CO3，Na2SiO3，Na3PO4 和 Ca(HCO3)2 等，能與金屬表面陽極部分溶解下來的金屬離子結(jié)合成難溶的產(chǎn)物，覆蓋在金屬表面上形成保護(hù)膜。例如：Fe2+ + 2 OH

26、 Fe (OH)23 Fe2+ + 2 PO43 Fe3(PO4)2又如 Ca(HCO3)2 能與陰極附近所形成的OH進(jìn)行如下反應(yīng)：Ca2+ + HCO3 + OH CaCO3 + H2O2022-5-24 有機(jī)緩蝕劑：有機(jī)緩蝕劑：瓊脂、糊精、動(dòng)物膠、胺類以及含 N 和 S 的有機(jī)物質(zhì)等。 有機(jī)緩蝕劑對金屬的緩蝕作用，一般認(rèn)為是由于金屬剛開始溶解時(shí)，表面帶負(fù)電，所以能將有機(jī)緩蝕劑的離子或分子吸附在表面上，形成一層難溶而腐蝕性介質(zhì)又很難透過的保護(hù)膜，從而阻礙了H得電子，大大減少了析氫腐蝕。 有機(jī)緩蝕劑在金屬氧化物的表面不能被吸附，利用這個(gè)特性，有機(jī)緩蝕劑常被用于酸洗中，既達(dá)到除去金屬上的氧化皮或

27、鐵銹的目的，又可以減緩金屬在酸中的腐蝕速率。 2022-5-24三、電化學(xué)保護(hù)法三、電化學(xué)保護(hù)法 電化學(xué)保護(hù)法是將被保護(hù)的金屬作為腐蝕電池或電解池的陰極，稱為陰極保護(hù)法。它一般分為犧牲陽極保護(hù)法和外加電流保護(hù)法。 2022-5-24圖6-4 犧牲陽極保護(hù)法示意圖 e船體(鐵)陰極陽極Zn 一般常用的犧牲陽極的材料有鋁、鋅及它們的合金。 1. 犧牲陽極保護(hù)法犧牲陽極保護(hù)法 犧牲陽極保護(hù)法可用于鍋爐、海輪外殼等的防腐。2022-5-24圖6-5 外加電流保護(hù)法示意圖FePb + +陰極陽極 這種方法主要用于防止土壤、海水和河水中金屬設(shè)備的腐蝕。 2. 外加電流保護(hù)法外加電流保護(hù)法2022-5-24四、化學(xué)腐蝕的利用四、化學(xué)腐蝕的利用 事物總是有兩面性，利用電化學(xué)腐蝕還可進(jìn)行金屬保護(hù)和金屬材料加工等。 2022-5-24 金 屬圖6-6 氧化膜的生成示意圖染料電解液松孔外層氧化膜Al2O3H2O松孔封閉 陽極氧化是用電化學(xué)的方法使金屬表面形成氧化膜以達(dá)到防腐耐蝕目的的一種工藝。 1、陽極氧化如，陽極(Al)2Al + 3H2O 6e Al2O3 + 6H+(主要反應(yīng))陰極(Pb)2H+ + 2e H2 阻擋層本法適用于鎂、銅、鈦、鋯等金屬及其合金。 2022-5-