金属腐蚀与防护：第一章 绪论

1、金属腐蚀与防护课程简介主要内容：绪论金属电化学腐蚀热力学原理金属电化学腐蚀动力学原理 析氢腐蚀和耗氧腐蚀 金属的钝化 金属的局部腐蚀 热力设备腐蚀特点 热力设备的应力腐蚀 凝汽器管的腐蚀与防护总学时： 56 学时，其中实验：24学时参考书魏宝明. 金属腐蚀理论及应用. 北京：化学工业出版社,2001 肖纪美，曹楚南. 材料腐蚀学原理. 北京：化学工业出版社，2002柯伟. 中国腐蚀调查报告. 北京：化学工业出版社，2003曹楚南. 腐蚀电化学原理.北京：化学工业出版社国内主要专业杂志 中国腐蚀与防护学报 腐蚀与防护 腐蚀科学与防护技术 材料保护 电化学 中国电力 华东电力国外主要专业杂志Cor

2、rosion Science SCI、EI收录Corrosion SCI收录 Material Performance SCIE、EI收录Corrosion Engineering Science And Technology SCIE收录Corrosion Prevention & Control SCIE、EI收录Corrosion Reviews SCIE、EI收录国外主要专业杂志 Electrochimica Acta SCI、EI收录 Journal of the Electrochemical Society SCI、EI收录 Journal of Electroanalytica

3、l Chemistry SCI 、EI收录 Journal of Applied Electrochemistry SCIE、EI收录 Electrochemistry SCI 收录 学科特点： 金属腐蚀是在金属学、物理化学、电化学、工程力学等学科基础上发展起来的、融合多门学科的新兴边缘学科。 主要研究内容：第一章 绪论1.腐蚀（Corrosion）的定义 定义：材料和环境发生反应而引起材料的 破坏或者变质。 腐蚀体系：材料+环境介质 材料：金属、非金属 通常还是指金属的腐蚀 *本书只介绍金属的腐蚀。第一章 绪 论 人类对腐蚀的认识 早期的感性认识：腐蚀产物 铁锈、铜绿 1950s以前 金属腐

4、蚀 1950s以后 加入非金属腐蚀 材料腐蚀 金属腐蚀、混凝土腐蚀、塑料腐蚀.第一章 绪 论2.金属的腐蚀过程 为什么会发生腐蚀？ 赫胥黎(18251895) 英国博物学家,曾任英国科学促进协会主席,伦敦大学校长“大自然常常有这样一种倾向，就是讨回她的儿子人从她那儿借去而加以安排结合的、那些不为普遍的宇宙过程所赞同的东西”第一章 绪 论腐蚀的推动力：能量上的差异腐蚀过程：金属材料+腐蚀介质腐蚀产物腐蚀结果：体系自由能减少（放热过程）腐蚀过程特点： 腐蚀过程一般先从金属表面开始 金属材料的表面状态对腐蚀过程的进行有显著 影响。 腐蚀的构成： 三个方面 ： 1. 与环境作用 2. 多相反应 3.

5、腐蚀的结果是金属被损坏或者变质 总之，腐蚀过程是自发过程，即G0,且 有新相生成（即腐蚀产物）第一章 绪 论 金属腐蚀过程影响因素： 金属材料：组成、结构、力学性质、表面状态等 腐蚀介质：成分、浓度、温度、压力等防止金属腐蚀思路： 材料：提高材料耐蚀性能冶炼工艺、表面处理 选用耐蚀材料 介质：减少介质的侵蚀性第一章 绪 论3. 金属腐蚀的分类（1）按腐蚀机理分类： 电化学腐蚀：金属在电解质溶液中发生的腐 蚀。特点：包括阳极反应和阴极反应，有电流产生。第一章 绪 论化学腐蚀：金属与腐蚀介质直接发生纯化学作 用而引起的破坏。 特点：无电流产生 例如：（1）纯的有机溶液中的腐蚀（非电解质溶液） （2

6、）在干燥气体中的腐蚀 （2）按腐蚀形态分类： 全面腐蚀：金属表面几乎全面遭受了腐蚀。 特点： 局部腐蚀：金属表面只有一部分遭受了腐蚀。 类型：点蚀、缝隙腐蚀、电偶腐蚀、晶间腐蚀、 应力腐蚀破裂、选择性腐蚀、磨损腐蚀、 氢脆等。（3）按腐蚀介质种类分： 化学介质腐蚀 大气腐蚀 海水腐蚀 土壤腐蚀第一章 绪 论（4）其它分类方法： 按腐蚀温度分类 按腐蚀介质状态分类 内窥高温炉膛火焰第一章 绪 论4. 腐蚀损失及防腐蚀重要性（1）腐蚀损失： 金属材料损失 全世界每年因腐蚀而报废的钢铁设备约相当于年产量 的2030% 全世界每90s就有1吨钢变成铁锈 金属结构的破坏 其价值比金属材料本身要大得多 间

7、接损失难以估计 停工停产、产品质量下降、有用有毒物质渗漏、伤亡事故等 Ex: 水冷壁管爆管第一章 绪 论（2）各国腐蚀损失情况： 平均占GDP的24% 美国：1992年1700亿美元；2000年2760亿美元 中国：2000年约5000亿元人民币（13.7亿/天） 与钢筋混凝土有关的损失：40%美国钢筋混凝土腐蚀破坏修复费：2500亿美元/年 汽车腐蚀 美国：200亿美元 英国：25亿英镑 瑞典：5亿克朗 中国：300亿人民币（3）中国大陆主要行业腐蚀损失： 中国腐蚀调查报告，化学工业出版社，2003 表1 国内主要行业的腐蚀损失（2000年）注：直接损失 加上其他行业损失和间接损失，我国年腐

8、蚀损失： 5000亿（700亿美元） 比美国小，比日本大 占我国GDP的6% 原因：许多先进的防腐蚀技术未普及应用当腐蚀产物不易被清除时表示为：m2带有腐蚀产物时金属的质量（g）；V+增重指标(g/m2h)将腐蚀的失重指标换算为深度指标： V失重指标（g/m2h）； Vt深度指标（mm/a）； 金属密度（g/cm3）表12为常用腐蚀速度单位的换算系数K。表13为我国用于评定金属耐蚀性的四级标准。表1-2 常用腐蚀速度单位的换算系数K BAg/(m2 h)mg/(dm2 d)(mdd)mm/ain/a(ipy)mil/a(mpy)g/(m2 h)12408.76/0.3449/344.9/mg/

9、(dm2 d)(mdd)0.00416710.0365/0.001437/1.437/mm/a0.114227.410.039439.4in/a(ipy)2.89969625.411000mil/a(mpy)0.0028990.6960.02540.0011腐蚀速度的电流密度表示法 在金属的电化学腐蚀过程中，金属电极输出的电量与金属电极的溶解量之间的定量关系用Faraday Law表示。 根据Faraday Law，当电极通过的电量为1F(1F=96500C/mol)时，电极上参加反应的物质量为1mol。即当电极通过1F的电量时，电极上阳极溶解或阴极沉积的金属量恰为1mol。 m阳极金属溶解的金属量(g)； I电流强度(A)； t反应时间(s)； It电极上通过的电量(Coulomb) A金属的摩尔质量。对于