化学与金属材料.pptVIP

7、第四代金属人类使用金属材料的历史源远流长。早在6000年前，人类就发现并使用了金属铜。第二代金属是铁，在我国，春秋末年，就已经大量炼铁和使用铁器了第三代金属是铝，铝的产量之大，用途之广，仅次于钢铁。金属的第四代就是近几年才崭露头角的钛了。钛这种以希腊神话中的大力神泰坦命名的金属，它具有钢铁般的强度，却不像钢铁那么沉重；它又像铝质轻，抗腐蚀，但其强度却比铝高得多第30页，共67页，星期日，2025年，2月5日纳米金属让炸弹更小更强

Nanometals将像纳米铝（nanoaluminum）这样的纳米金属与像氧化铁这样的金属氧化物组合到一起，制造出被称为超级铝热剂（Su鄄perthermites）的材料，把这种材料添加到武器中可以极大地提高武器的威力。洛斯阿拉莫斯国家实验室爆炸科学技术的项目领导人史蒂文森说，超级铝热剂的化学反应速度是普通速度的上千倍，因而可以在更短的时间内释放更多的能量。第31页，共67页，星期日，2025年，2月5日?金属的腐蚀分为：化学腐蚀和电化学腐蚀由单纯化学作用引起的腐蚀叫化学腐蚀；由电化学作用引起的腐蚀叫电化学腐蚀。?电化学腐蚀分为：析氢腐蚀和吸氧腐蚀金属的腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀金属的腐蚀与防护第32页，共67页，星期日，2025年，2月5日化学腐蚀金属在高温干燥气体中以及非电解质环境中的腐蚀一般都属于化学腐蚀。例如：金属于干燥气体如O2，H2S，SO2和Cl2等接触时，在金属表面形成相应的化合物而被腐蚀；钢铁在高温下的脱碳现象以及石油中各种有机物对输油管道和容器的腐蚀等都属于化学腐蚀。第33页，共67页，星期日，2025年，2月5日腐蚀电池的形成由于金属表面吸附了空气中的水分，形成一层水膜，因而使空气中的CO2、SO2和NO2等溶解在这层水膜中形成电解质溶液，而浸泡于水膜中的金属往往不是纯金属。如钢铁，除Fe之外，还含有渗碳体（Fe3C）、碳以及其他金属和杂质。它们没有铁活泼，这样形成的腐蚀电池阳极是铁，而阴极是杂质，由于铁与杂质紧密接触，使得腐蚀不断进行。第34页，共67页，星期日，2025年，2月5日?析氢腐蚀——在酸性条件下发生阴极：2H++2e=H2（在Fe3C上进行）阳极：Fe=Fe2++2eFe2++2H2O=Fe(OH)2+2H+总反应：Fe+2H2O=Fe(OH)2+H2第35页，共67页，星期日，2025年，2月5日?吸氧腐蚀——在碱性条件下发生阴极：O2+H2O+4e=4OH-阳极：2Fe=2Fe2++4e总反应：2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2第36页，共67页，星期日，2025年，2月5日?浓差腐蚀——在水中深度不同的钢铁上发生腐蚀反应与吸氧腐蚀相同是由于水中不同深度氧的浓度差别造成的上段不腐蚀，下段腐蚀。上段下段FeO2+H2O+4e=4OH-Fe=Fe2++2e总反应：2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2第37页，共67页，星期日，2025年，2月5日金属的加工电解加工是利用金属在电解液中可以发生阳极溶解的原理，将金属器件加工成型的。它将工件作为阳极，以模件作为阴极，两极之间保持很小间隙（0.1~1mm），使电解液高速流动通过两极，阳极金属不断地溶解，最后变成与阴极模件工作表面相吻合的形状。化学刻蚀是将金属表面按规定的部位用腐蚀液使之溶解，而在工件上留下凹槽或孔洞的一种加工方法，化学抛光则是利用化学腐蚀将金属表面的凸出部分腐蚀掉，从而达到使金属表面平滑和光泽的一种加工方法，第38页，共67页，星期日，2025年，2月5日金属的防护组成合金（不锈钢）隔离介质：油漆、搪瓷、喷塑等。介质处理：除去溶解氧——缓蚀剂电化学方法：牺牲阳极法、外加电流法。第39页，共67页，星期日，2025年，2月5日1、组成合金此法可直接提高金属本身耐腐蚀性例如不锈钢，铁与铬、镍等的合金。合金能提高电极电势，降低阳极活性，从而使金属的稳定性大大提高。第40页，共67页，星期日，2025年，2月5日2、金属材料的表面处理金属表面处理方法有化学热处理、化学气相沉积、金属钝化处理和金属表面镀覆等。化学热处理工艺，在高温下使活性非金属原子深入并在金属表面形成一种间隙化合物，从而达到改善金属的性能。