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6 材料的防护 6.1 金属的缓蚀 图6-1 缓蚀剂缓蚀作用机理 图6-2 As对钢腐蚀速度的影响 图6-3 重铬酸盐和聚磷酸盐复合缓蚀剂缓蚀效果 工业循环冷却水中使用的缓蚀剂 表6-2各类油溶性缓蚀剂对金属的适应性 6.2电化学保护 图6-4 外加电流阴极保护示意图 1)阴极保护原理 2) 阴极保护的基本参数 3)牺牲阳极法阴极保护 4)阴极保护法采用的阳极材料 6.2.2 阳极保护 阳极保护原理 6.2.2.2阳极保护的主要参数 6.3 表面保护涂层 金属喷涂 6.3.2非金属涂层 2)有机涂层 表6-9 涂层的基本组成及作用 涂层的保护机理 c. 涂层的结构 d 常用防腐涂料及其耐蚀性 f 涂层的特点及应用 B塑料与橡胶涂层 6.3.1 金属涂层 电镀 电镀是电解液中的金属离子在直流电的作用下，于阴极表面沉积出金属而成为镀层的工艺过程。 电镀时，把待镀的零部件作为阴极与直流电源的负极相连接，把作为镀层金层的阳极与直流电源的正极相连接。电镀槽中注入含有镀层金属离子的盐溶液(包括各种必要的添加剂)。 阳极发生金属溶解的氧化反应 Cu → Cu2+ + 2e, 阴极上发生金属析出的还原反应：Cu2+ + 2e → Cu。 若阳极不溶性，需随时向电解液中补充适量的盐，以维持其浓度。 镀层厚度可由电镀时间控制。 电镀能提高金属部件的防腐、耐热、耐磨性能，并同时赋予零部件以装饰性外观，得到广泛应用。 可电镀纯金属如Ni，Cr，Cu，Sn，Zn，Cd，Fe，Pb，Co，Au，Ag，Pt等及合金如Zn-Ni，Cd-Ti，Cu-Zn，Cu-Sn等；此外，近年还出现了复合镀，如Ni-SiC．Ni-石墨等。 电镀优点：镀层厚度可控；镀层可以很薄；镀层均匀、致密、表面光洁；无需加热或加热温度不高。 只适于较小型部件，对镀大型工件，电镀受限制。 2)热浸镀 工件浸入熔融金属中．以获得金属涂层的工艺叫热浸镀。 钢铁制件上获取金属涂层的最古老方法之一，工艺简单，工业上应用普遍。 热浸镀方法需满足如下条件： （1)镀层金属熔点较低，节能及保持机械性能。常用镀层的金属有Zn，Sn，A1，Pb及其合金。 （2)熔融的镀层金属与被镀金属润湿。 （3)工件能和镀层金属形成化合物或固溶体，以便镀层和基体之间有良好结合力。 3）扩散镀 一种或几种元素从基体表面向其内部扩散形成与基体成分和性能不同的表层，表面扩散渗透法，也常称为渗镀或表面合金化。 实际上渗透过程是一个热化学过程。在渗透区城内，渗透元素与基体元素起化学反应，并可能分别形成固溶体、析出物和化合物类型的表面层。 扩散处理提供一个厚度均匀的涂层, 即使物体形状复杂，尺寸也不会有明显变化。 锌与钢的扩散处理有着实际意义。此法也叫粉末渗锌，用于小汽车零件如螺钉、钉子、铰链及其他小的钢件。粉末渗锌将工件和渗透剂即锌粉、砂子(氧化铝)、有时还有作为激活刑的卤族化合物(氯化铵)一起置于容器中，容器被密封，并且放在350-400?C的炉中数小时。 4）化学镀 通过置换或氧化—还原反应，来实现盐溶液中的金属离子在被保护金属上沉积。置换化学镀金属的例子如在钢上镀铜，其反应为 Fe+ Cu2+ → Cu + Fe2+ (6-3) 该方法较经济，但镀层通常较薄(1μm)，并且多孔洞，不能很好地附着在钢上。 氧化—还原，借助于加入槽中的还原剂产生沉积。例如用酸性次磷酸盐槽镀镍，总反应为： Ni2+ + H2PO2- + H2O → Ni + H2PO3- + 2H+ (6-4) 化学镀镍甚至能在有缝隙和复杂形状的物体上获得均匀的镀层厚度。沉积速度实际上是恒定的，与镀层厚度无关。 5)金属喷涂 金属喷涂用喷枪进行，涂层金属在喷枪里被溶化或软化，以粒状形式高速射向工件。 (1)以丝或粉末为涂层金属的火焰喷涂 金属丝或粉末被氧—乙炔焰熔化，用火焰或压缩空气流把金属破碎很细，并输送到工件上。 (2)用金属丝或粉末作为涂层金属的电弧喷涂 金属丝或粉末被丝间的电弧熔化，由强的压缩空气流将金属破碎，并输送到工件。 (3)以粉末为涂层金属的等离子喷涂 粉末被离子化的氮气等离子束熔化，等离子束在枪中电弧中形成，它有很高的温度(约15000℃)，并且将高速熔化的金属颗粒射向工件。 通过金属喷涂人们可得到40-500μm厚的防腐蚀涂层。 等离子喷涂能保护熔化金属不氧化．并使微粒强有力地撞击工件，从而得到的涂层氧化物少和孔隙度小(大约0.5%-2%)。 用火焰或电弧喷涂时，就不能防止氧化，微粒的撞击也小，这造成较高的氧化物比例和较大的孔隙(大约3%-7%)。涂层有孔隙，常需用油漆封闭。 常用的喷涂金属有铝、锌、不锈钢和铅等，此方法对大工件的涂层和涂层损伤的修复是合适的。