金属腐蚀的防护利用.pptVIP

钢铁具有优良的机械性能。 普通碳钢在大气中容易腐蚀，在湿热、海洋环境中更易腐蚀。普通钢铁不保护，并没有应用价值。 钢铁防腐蚀措施能使钢铁及许多金属以可接受的成本，在工业上广泛应用，构成现代工业文明。 一、 金属材料的耐蚀性 ①隔离层 设计金属构件时，应避免两种电极电势差大的金属直接接触。需要装配在一起时，应加隔离层： 喷绝缘漆，衬塑料或橡胶垫； 铝合金与钢铁组合时，铝合金表面阳极氧化，钢铁件镀锌后使用。 ②选择适当金属材料 接触一般性溶液的，可使用镍、铜。 接触氧化性性溶液的，可使用钛、钽。 不锈钢是铁合金，含铬11.5～30%,镍≤22%。 不锈钢在氯化物介质或做应力构件时，还不如普通的碳钢。 ③替代金属的材料 橡胶、塑料的强度和硬度低，不耐高温。 陶瓷的耐蚀性和耐热性高，但太脆。 石墨的耐蚀性、导电性和导热性好，但脆。 木材腐蚀环境一般不用。 二 防止介质对材料的腐蚀 1 隔绝介质与材料的接触 采用覆盖层，将金属或合金与周围的介质隔离开，达到防腐蚀的目的。 常用的钝化保护膜有氧化膜和磷化膜。 钢铁零件放入高浓度的氢氧化钠和硝酸钠或亚硝酸钠混合溶液中，在140～150℃处理得到的。 发蓝过程中不产生氢气，避免氢脆，用于弹簧表面的处理。 因在湿气中防腐蚀性差，处理后涂防护油。 ②磷化 目前钢铁防腐蚀费用的三分之二用于形成漆膜，来保护钢铁。磷化自从二十世纪三十年代以来，作为涂料底层在工业上广泛应用。 磷酸和磷酸二氢盐（如锰、锌、铁盐）溶液（pH=4）在一定温度下处理金属工件. 金属与氢离子反应，消耗工件表面的氢离子，使工件表面pH上升，沉积一层磷酸盐覆盖层，称为磷化膜。 常磷化的金属有钢铁、锌和铝合金，主要用于钢铁和镀锌板 。 锰盐磷化膜较厚，起减磨润滑作用，采用磷酸二氢铁锰盐，俗称马日夫盐。 锌盐磷化因使漆膜的附着力和防腐蚀性都得到了提高，目前得到广泛应用。 锌的浓度较高，则沉积出水合磷酸锌；锌的浓度低，析出的为水合磷酸锌铁。 锌盐磷化膜的机理。 具体表现为： 磷化膜层与基体金属和有机漆膜结合很好； 减小涂层下的腐蚀电流； 抑制氧和水的扩散。 ③金属保护层 我们的镀锌实验采用目前应用最多的氯化钾光亮镀锌。 阴极为待镀的零件，阳极为锌棒。 镀液为氯化锌、氯化钾溶液。 由硼酸构成饱和溶液，形成缓冲溶液，维持pH=4。 光亮剂是一些有机化合物。 2 改善环境气体介质 易腐蚀的仪表、器件等封到一个小环境中，采用干燥剂来保护。 常用含氯化钴的硅胶作干燥剂，靠颜色变化来指示干燥剂的干燥能力。 在密封装置中使用干燥剂或直接充入干燥空气，控制相对湿度在35%以下，金属不易生锈，非金属不易发霉。 采用空调设备除湿，使整个库房的湿度控制在规定的范围内。 在密封装置中，可以采用充入氮气，或去氧封存。 3控制和改善环境液体介质 发电厂的锅炉、管道等发生吸氧腐蚀，给水加热煮沸，可以除去水中的溶解氧。 加入联氨（肼）除氧，同时还可除氧化皮。 缓蚀剂：在腐蚀性溶液中减轻金属的腐蚀。 缓蚀剂分为无机物和有机物。 AsCl3、SbCl3等在阴极区被还原，还原产物(As、Sb)沉积于阴极区，使氢离子难反应。 有机缓蚀剂中需要含有孤对电子原子(S、N等)或不饱和π键(炔基)基团，都能与金属原子的d轨道形成d-d，d-π配位键，吸附于金属表面。 有机缓蚀剂的疏水性基团在金属表面指向溶液作定向排列，形成单分子层疏水薄膜，抑制金属溶解。 三 电化学保护法 四 化学腐蚀的利用 1 阳极氧化，主要用于铝合金。 氧化膜靠近基体金属一边是厚度仍为0.01～0.05μm的纯氧化铝； 靠近电解液一边是由酸蚀形成的多孔的氧化膜，由氧化铝和一水合氧化铝构成。 封闭处理：需要封闭氧化膜上的孔，在铬酸盐溶液中浸一下，生成碱式盐使膜体积膨大，填充孔。 染色处理：氧化膜能吸附各种染料，既形成需要的颜色，有起封闭膜孔的作用。 经过封闭或染色的氧化膜才达到要求的保护厚度。 2 电解抛光 电解过程中，阳极工件溶解， 工件表面凸出部位的溶解速率大于其他部位的溶解速率， 靠这种溶解作用使金属表面平整，从而光亮。 电解抛光液有磷酸、稀硫酸、铬酸和高氯酸。磷酸最常用，内加少量铬酸。 磷酸及其盐粘度高，不结晶，在金属表面形成粘性薄膜。 薄膜发生极化，减缓金属的溶解。 凸起部分膜薄，凹陷部位膜厚。凸起部分极化程度小，溶解快。 3 化学铣削 化学铣削又称腐蚀加工。 不需要腐蚀的地方用涂层保护起来，浸入腐蚀液进行腐蚀。 步骤：金属表面清洁处理、涂防蚀涂层、刻画涂层的图形、腐蚀加工、去掉防蚀涂层。 防蚀涂层目前常用氯丁橡胶或异丁烯异戊二烯共聚物。加工条件下粘附在金属上，加工后易剥离。 ①印刷线路板 塑料在制造时表面粘上一层铜箔，把铜箔不需要的部分溶解下来，剩余的作