材料化学第2版朱光明秦华宇第六章课件教学.pptVIP

* * (1)奥氏体　它是碳在γ-Fe中的间隙固溶体，碳原子占据八面体空隙，如图6-13a。(2)马氏体　它是碳在α-Fe中的过饱和间隙固溶体，铁原子按体心立方分布，碳原子填入变形八面体空隙中，如图6-13b所示。(3)铁素体　它是碳在α-Fe中的间隙固溶体，由于铁素体含碳量很少，与纯铁甚为。(4)渗碳体　它是铁与碳形成的硬而脆的化合物，化学式为Fe3C。 图6-13　奥氏体和马氏体结构a)奥氏体　b)马氏体 在线教务辅导网： 更多课程配套课件资源请访问在线教务辅导网 馋死 PPT研究院 POWERPOINT ACADEMY 有一些金属可以用简单加热的方法得到。大多数氧化物直到1000℃也是稳定的，但在金属活动顺序中，在氢后面的金属其氧化物受热就容易分解 1.用碳作还原剂2.用氢气作还原剂3.用比较活泼的金属作还原剂 因碳资源丰富，又价廉。反应需要高温，常在高炉和电炉中进行，所以这种冶炼金属的方法又称为火法冶金。 用碳作还原剂得到的金属往往混有碳和金属碳化物，得不到纯金属，因此，工业上要制取不含碳的金属和某些稀有金属，也常用氢还原法。具有较小生成热的氧化物，例如氧化铜、氧化铁、氧化钴等，容易被氢还原成金属；具有很大生成热的氧化物，例如氧化铝、氧化镁、氧化锆和氧化钍，基本上不能被氢还原成金属。 如何选择金属还原剂呢?首先，金属还原某种化合物的可能性要用该反应的Δr的大小来判断。当碰到可以用两种以上的金属作还原剂时，究竟选择哪一种金属呢?这就要考虑还原剂以下几方面情况：①还原力强；②容易处理；③不与产品金属生成合金；④可以得到高纯度金属；⑤还原产物容易与生成金属分离；⑥成本尽可能低，等等。通常钙、镁、铝、钠等都是强还原剂，其中铝是最常用的还原剂，由于它是一种挥发性低与价廉的金属，生成氧化铝的反应是强烈的放热反应，我们就可以用铝和许多金属氧化物的放热反应，而不必额外给反应混合物加热(注意：为了使反应发生，需用镁条等将引燃剂点着，以达到反应开始所需的温度)。用铝从金属氧化物还原出金属的过程叫铝热法。 1)活泼的金属主要用熔盐电解法提炼。2)以含氧的阴离子或二氧化物存在的，对氧有较强的亲和力、正电荷高的活泼金属用电解法或化学还原法来制备，特别是用活泼金属置换法来制备。3)以硫化矿存在的元素通常要先焙烧，使之变成氧化物，然后用热还原法或热分解法处理。4)元素在容易分解的化合物中存在时，可以用热分解方法处理。 图6-3　铝电解槽示意图 前面介绍了用热分解法、热还原法等提炼金属的方法，现在用吉布斯自由能这个热力学函数来判断某一金属从其化合物中还原出来的难易及还原剂的选择等问题。金属化合物越稳定，则还原成金属就越困难，各种不同金属氧化物还原的难易，可定量地比较它们的生成吉布斯自由能就可以知道。氧化物的生成吉布斯自由能越负的，则该氧化物越稳定，而金属就越难被还原。 图6-4　氧化物的吉布斯自由能图 一、电解精炼法二、气相精炼法三、区域熔炼法 图6-5　铜的电解精炼示意图 图6-6　区域熔炼示意图 一、低共熔混合物二、金属固溶体三、金属化合物 图6-7　Bi-Cd体系的相图 图6-8　纯金属和各种固溶体示意图 表6-5　铜锌合金的晶体结构 一、金属的腐蚀二、金属的防护三、电镀 1.化学腐蚀2.电化学腐蚀 金属直接与介质起化学反应而引起的腐蚀称化学腐蚀。在这种情况下，金属表面上会生成相应的化合物，如氧化物和硫化物等。它们通常形成一层薄膜，膜的性质对金属进一步腐蚀有很大影响。铝的化学性质虽然也很活泼，但只遭到轻微的腐蚀，这是由于铝表面上形成的氧化膜保护了金属铝，使它不和周围的氧继续作用，氧化镁薄膜却不具有这种保护作用。一般来说，金属硫化物膜的保护作用不如氧化物膜。金属表面的化学腐蚀在常温时进行得比较慢，但在高温时则较显著。在日常生活和生产中比较普遍而且危害较大的，则是金属的电化学腐蚀。 图6-9　钢铁电化学腐蚀示意图 1.覆盖保护层法2.使用缓蚀剂3.改变钢铁的内部组织结构4.电化学保护 (1)非金属保护层　如在金属表面涂上一层漆、沥青、塑料、搪瓷等非金属材料。(2)金属保护层　就是用耐酸性较强的金属和合金保护层来覆盖耐蚀性较弱的金属。(3)氧化膜保护层　不少金属的氧化物薄膜能很好地保护金属，工业上也常用这种方法来防腐。  图6-10　镀锌铁的腐蚀 图6-11　镀锡铁的腐蚀  缓蚀剂是一种添加剂，当加到腐蚀介质中时，能与钢铁表面发生化学反应，吸附在钢铁表面，从而阻止或降低了钢铁的腐蚀速率。 炼钢时加入某些合金元素(如铬、钼、钒、钛等)，从根本上改变碳素钢的组织结构，起到防腐蚀作用，不锈钢就是一例。 它是根据电化学原理而采取的方法。例如在需要防腐的钢铁设备上连接一种比钢铁电势更负，即更易失去电子的