4-3材料在各个环境的腐蚀.pptVIP

第四章 金属在各种环境中的腐蚀 第三节材料在工业环境中的腐蚀 一.金属在酸溶液中的腐蚀 氧化性酸与非氧化性酸对金属的腐蚀情况大不相同。在腐蚀过程中，非氧化性酸的特点是腐蚀的阴极过程基本上是氢去极化过程，增加溶液酸度相应地会增加阴极反应，并使金属腐蚀速度增加。 氧化性酸的特点是阴极过程主要是氧化剂的还原过程引起金属腐蚀（如硝酸根还原成亚硝酸根）。但是当氧化性酸浓度超过某一临界值时，促使钝化型金属进入钝态，而抑制了腐蚀。因此酸溶液的腐蚀性一方面与酸的强弱，即氢离子的浓度有关，同时也与酸的阴离子的氧化能力有关。 1.金属在无机酸溶液中的腐蚀 A.金属在硫酸中的腐蚀 a.腐蚀速度与硫酸浓度的关系—在硫酸中，钢和铅具有互补性 a.腐蚀速度与硫酸浓度的关系 b.流速对腐蚀影响 B.金属在盐酸中的腐蚀 b.盐酸中溶氧或氧化剂对腐蚀的影响 盐酸中存在氧化剂时，铜、钼、镍基合金的腐蚀速度显著增加。当盐酸浓度高时，阴极为氢去极化，但当盐酸浓度低时，氧去极化占优势，腐蚀速度增加。 c.钝态金属在盐酸中的腐蚀 对于可用电化学方法或化学方法钝化处理的金属材料来说，在盐酸中它们的钝态区很窄或完全不存在钝态区。基于上述原因，耐盐酸腐蚀的金属材料仅限于具有极强钝化性能的特殊金属及合金，如Ta、Zr及Ti-Mo 合金等。 d.耐盐酸腐蚀的材料 (1)Ti-Mo合金 d.耐盐酸腐蚀的材料 (2)Ti-Ta合金 　钽不仅能提高Ti 在还原性介质中的耐蚀性，而且能改善钛在氧化性介质中的耐蚀性 C.金属在HNO3中的腐蚀 （2）不锈钢 (3)铝及其合金 铝及其合金对中等温度的发烟硝酸有良好的耐蚀性，硝酸浓度低于85%（质量分数）时，即使在室温，铝的耐蚀性也不好。 2.金属在有机酸溶液中的腐蚀 有机酸中的甲酸、乙酸在工业中应用也很广泛，此外还有乳酸、柠檬酸等。有机酸对金属的腐蚀比无机酸弱，因为前者电离度很小。 A.金属在甲酸中的腐蚀：甲酸又名蚁酸，腐蚀性很强。普通钢和铝在所有浓度的甲酸中腐蚀都很快，一般不适用于甲酸。除黄铜外，铜及其合金在无氧化剂或有氧化剂存在的条件下，对高温度甚至沸点的各种浓度甲酸都是耐蚀的。 2.金属在有机酸溶液中的腐蚀 B.金属在醋酸中的腐蚀： 从产量上看，醋酸是最重要的非氧化性有机酸。在常温下，醋酸对金属腐蚀不大，但随温度上升，腐蚀速度迅速增加。 碳钢一般不用于乙酸介质中，它在乙酸中的腐蚀受溶解氧的影响很大。316、304型不锈钢、高硅铸铁和哈氏合金C 等对乙酸有良好的耐蚀性，因此广泛用作处理生产乙酸的设备。 几种金属（合金）在有机酸中的腐蚀数据 二.金属在碱溶液中的腐蚀 二.金属在碱溶液中的腐蚀 b.碱脆 金属在碱溶液中的腐蚀 三、金属在盐类水溶液中的腐蚀特点 A 使pH值变化的盐 B.氧化性盐 C.卤素盐 卤素离子由于半径小，对钝化膜穿透能力大或由于易被金属表面吸附，因而对钝化膜的破坏作用最大。卤素离子的破坏作用按减弱顺序排列为： Cl-Br-I- 稀土材料的腐蚀-Gd的腐蚀 磁热效应 磁致冷首先是给磁体加磁场，使磁矩按磁场方向齐排列（磁熵变小），然后再撤去磁场，使磁矩的方向变为紊乱（磁熵变大），这时磁体从周围吸收热量，通过热交换使周围环境的温度降低，达到致冷的目的。也就是所谓磁致冷就是利用磁性体的磁矩在无序态和有序态之间来回交换的过程中，磁性体放出或吸收热量的冷却方法。 我国在磁致冷材料方面的研究起步较晚，目前中科院物理所在 系及其加气合金方面，四川大学在GdSiCeSn合金方面，南京大学在LaCaNaMnO等化合物方面都取得了好的结果，已开发出样机，但总体上与美国和日本相比还有差距。 Gd的腐蚀 钆为元素周期表中第64号元素，归属于镧系，为银白色金属，化学性质活泼，其自腐蚀电位为－2.4V，在干燥空气中，可以保持金属光泽，但常温下即可与水发生反应，生成白色絮状沉淀的同时，析出氢气。 Gd的腐蚀 极化曲线法测量自腐蚀电位及自腐蚀电流 金相图片 腐蚀性研究 第四章 * 在硫酸环境中，钢和铅具有互补性 。 数据表明，随浓度增加，流速增大，钢管寿命降低，可见输送硫酸时，不宜采用高的流动速度。 a.盐酸浓度与腐蚀速度的关系 （1）碳钢 钢或铁适用于HNO3浓度在30%-80%范围内 （4）高硅铸铁 pH值在5~10 之间碳钢的腐蚀速度几乎与pH 值无关。这是由于腐蚀过程受阴极扩散过程控制，腐蚀速度相对较大。当pH 值超过10时，氧扩散极限电流密度超过临界电流密度时，铁由活化态进入钝态，腐蚀速度随pH值增加明显降低。pH值达到14时，铁几乎不腐蚀，这是Fe完全钝化了。pH14时，Fe发生过钝化腐蚀，Fe以FeO2-的形式存在，另外，温度对碳钢在碱液中的腐蚀有显著的促进作用。 在热碱液中，受拉应力的碳钢会发生应力腐蚀