电子课件船舶腐蚀与防护1-1_绪论+第1章.ppt

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1、PPT模板下载：/moban/行业PPT模板：/hangye/节日PPT模板：/jieri/PPT素材下载：/sucai/PPT背景图片：/beijing/PPT图表下载：/tubiao/优秀PPT下载：/xiazai/PPT教程：/powerpoint/Word教程：/word/Excel教程：/excel/资料下载：/ziliao/PPT课件下载：/kejian/范文下载：/fanwen/试卷下载：/shiti/教案下载：/jiaoan/字体下载：/ziti/电子课件船舶腐蚀与防护1-1_绪论+第1章电子课件船舶腐蚀与防护1-1_绪论+第1章一、腐蚀的概念一、腐蚀的概念狭义：金属在周围狭义

2、：金属在周围介质介质作用下，由于化学变化、作用下，由于化学变化、电化学变化或物理溶解而产生的破坏电化学变化或物理溶解而产生的破坏。Me MeMe Men+n+注：由机械作用引起的金属破坏不是腐蚀。注：由机械作用引起的金属破坏不是腐蚀。广义：由于材料和它所处的广义：由于材料和它所处的环境环境发生反应而使材发生反应而使材 料和材料的性质发生恶化的现象料和材料的性质发生恶化的现象。绪 论电子课件船舶腐蚀与防护1-1_绪论+第1章 在自然界中：绝大多数金属（除铂、金等外）在自然界中：绝大多数金属（除铂、金等外）都以氧化态形式存在，纯金属都是通过耗费大量的都以氧化态形式存在，纯金属都是通过耗费大量的能量

3、冶炼而得的。能量冶炼而得的。绝大多数金属以氧化态形式存时的能量最低，纯绝大多数金属以氧化态形式存时的能量最低，纯金属的能量高于氧化态，所以纯金属有向氧化物转金属的能量高于氧化态，所以纯金属有向氧化物转变的自发趋势。变的自发趋势。金属转变为氧化物，金属就发生腐蚀了。金属转变为氧化物，金属就发生腐蚀了。二、为什么会腐蚀二、为什么会腐蚀?腐蚀：是一个腐蚀：是一个自发过程自发过程。热力学：热力学：一切自发过程都是能量降低的过程，能一切自发过程都是能量降低的过程，能量最低的状态是热力学的稳定状态。量最低的状态是热力学的稳定状态。电子课件船舶腐蚀与防护1-1_绪论+第1章三、腐蚀与防护的重要性三、腐蚀与防

4、护的重要性1 1、造成的损失巨大、造成的损失巨大英国：英国：1969年，年，13.65亿英镑亿英镑美国：美国：1975年，年，700亿美元；亿美元；1998年，总损失年，总损失2757亿亿美元，直接损失美元，直接损失2757亿美元。亿美元。中国：中国：1999年，直接损失年，直接损失2008亿元（亿元（Uhlig法）和法）和 2288亿元（亿元（Hoar法），总损失可达法），总损失可达5000亿元，约占亿元，约占GDP的的6。2014年腐蚀造成的总经济损失约年腐蚀造成的总经济损失约21000亿元。亿元。NACE统计：统计：2016全球腐蚀损失为全球腐蚀损失为2.5万亿美元。万亿美元。产生灾难性

5、事故：产生灾难性事故：2013年青岛地下输油管道爆炸年青岛地下输油管道爆炸2、2540%的损失可以避免的损失可以避免有效的防护有效的防护电子课件船舶腐蚀与防护1-1_绪论+第1章四、腐蚀的分类四、腐蚀的分类1 1、按腐蚀环境分（介质）、按腐蚀环境分（介质）大气腐蚀、海水腐蚀、土壤腐蚀、化学介质大气腐蚀、海水腐蚀、土壤腐蚀、化学介质腐蚀等。腐蚀等。2 2、按腐蚀过程特点分、按腐蚀过程特点分化学腐蚀、电化学腐蚀和物理腐蚀化学腐蚀、电化学腐蚀和物理腐蚀（1 1）化学腐蚀：是指金属表面与非电解质直接发）化学腐蚀：是指金属表面与非电解质直接发生纯化学作用而引起的破坏。生纯化学作用而引起的破坏。在腐蚀过程

6、中，电子的传递是在金属与氧化在腐蚀过程中，电子的传递是在金属与氧化剂之间直接进行的。剂之间直接进行的。实例：在干燥高温空气中的金属氧化。实例：在干燥高温空气中的金属氧化。电子课件船舶腐蚀与防护1-1_绪论+第1章（2）电化学腐蚀：是指金属与离子导电的介质）电化学腐蚀：是指金属与离子导电的介质因发生因发生电化学作用电化学作用而产生的破坏。而产生的破坏。在腐蚀过程中，电子的传递不是在金属与在腐蚀过程中，电子的传递不是在金属与氧化剂之间直接进行的，任何一电化学腐蚀反氧化剂之间直接进行的，任何一电化学腐蚀反应至少包含有应至少包含有一个阴极反应一个阴极反应和和一个阳极反应一个阳极反应。实例：常见的腐蚀基

7、本上是电化学腐蚀。实例：常见的腐蚀基本上是电化学腐蚀。（3）物理腐蚀：是指由于单纯的物理溶解作用）物理腐蚀：是指由于单纯的物理溶解作用所引起的破坏。所引起的破坏。实例：用来盛放熔融锌的钢容器的腐蚀。实例：用来盛放熔融锌的钢容器的腐蚀。电子课件船舶腐蚀与防护1-1_绪论+第1章3、按照金属腐蚀破坏的基本特征分：、按照金属腐蚀破坏的基本特征分：全面腐蚀全面腐蚀 局部腐蚀：局部腐蚀：小孔腐蚀（点蚀）小孔腐蚀（点蚀）电偶腐蚀电偶腐蚀 晶间腐蚀晶间腐蚀 选择性腐蚀选择性腐蚀 缝隙腐蚀等缝隙腐蚀等电化学腐蚀还可与机械作用、生物作用共同导致金电化学腐蚀还可与机械作用、生物作用共同导致金属的腐蚀：属的腐蚀：应

8、力腐蚀开裂、腐蚀疲劳、氢脆、微生物腐蚀等应力腐蚀开裂、腐蚀疲劳、氢脆、微生物腐蚀等电子课件船舶腐蚀与防护1-1_绪论+第1章五、金属腐蚀科学的研究内容和任务五、金属腐蚀科学的研究内容和任务1、研究内容、研究内容（1）研究金属在介质的物理化学作用下被破坏的）研究金属在介质的物理化学作用下被破坏的普普遍规律。遍规律。包括：破坏的现象、过程、机理、规律以及腐蚀测包括：破坏的现象、过程、机理、规律以及腐蚀测试方法。试方法。（2）研究在各种条件下使用金属时）研究在各种条件下使用金属时控制腐蚀的方法控制腐蚀的方法。包括：如何提高材料的耐腐蚀性能包括：如何提高材料的耐腐蚀性能降低介质的腐蚀性降低介质的腐蚀性

9、电化学保护、表面处理及表面覆盖层等电化学保护、表面处理及表面覆盖层等腐蚀的监测腐蚀的监测电子课件船舶腐蚀与防护1-1_绪论+第1章2、研究任务、研究任务研究金属研究金属的腐蚀的腐蚀寻找有效的控制金寻找有效的控制金属腐蚀的方法属腐蚀的方法为金属材料的合为金属材料的合理使用提供依据理使用提供依据六、课程考核六、课程考核电子课件船舶腐蚀与防护1-1_绪论+第1章第第1 1章金属电化学腐蚀基础章金属电化学腐蚀基础前言前言第一节电化学腐蚀热力学第一节电化学腐蚀热力学第二节电化学腐蚀动力学第二节电化学腐蚀动力学电子课件船舶腐蚀与防护1-1_绪论+第1章前言前言一、电化学腐蚀现象一、电化学腐蚀现象把锌和铜同

10、时放在稀硫酸中把锌和铜同时放在稀硫酸中锌：锌：Zn+H2SO4 ZnSO4+H2 铜：不发生反应铜：不发生反应H2H2电子课件船舶腐蚀与防护1-1_绪论+第1章把锌与铜用导线连接起来：把锌与铜用导线连接起来：锌：表面有少量的气泡，腐蚀量增大了锌：表面有少量的气泡，腐蚀量增大了铜：表面有大量的气泡：铜：表面有大量的气泡：H+H2电流表：有电流流过电流表：有电流流过说明：说明：Zn与与H2SO4 中中H+的电子交换不是直接进的电子交换不是直接进行的，不是化学腐蚀，是电化学腐蚀。行的，不是化学腐蚀，是电化学腐蚀。二、电化学腐蚀的过程二、电化学腐蚀的过程锌的腐蚀过程，由两个反应组成：锌的腐蚀过程，由两

11、个反应组成：Zn Zn2+2e2H+2e H2阳极反应阳极反应阴极反应阴极反应电子课件船舶腐蚀与防护1-1_绪论+第1章 以上分析可知：锌的腐蚀是由两个短路的同时以上分析可知：锌的腐蚀是由两个短路的同时进行的电极反应组成的。进行的电极反应组成的。丹聂尔原电池放电时：丹聂尔原电池放电时：负极负极(阳极阳极)Zn Zn2+2e正极正极(阴极阴极)Cu2+2e Cu 电化学腐蚀：电化学腐蚀：形成了形成了“短路的原电池短路的原电池”腐蚀原电池腐蚀原电池电子课件船舶腐蚀与防护1-1_绪论+第1章电化学腐蚀的基本过程为：电化学腐蚀的基本过程为：（1）阳极过程：金属溶解，以离子形式进入溶）阳极过程：金属溶解

12、，以离子形式进入溶液同时把等量电子留在金属上。液同时把等量电子留在金属上。（2）电子交换）电子交换（3 3）阴极过程：从阳极通过金属内部迁移过来）阴极过程：从阳极通过金属内部迁移过来的电子被电解质溶液中的电子被电解质溶液中能吸收电子的物质能吸收电子的物质接受。接受。问题：问题：为什么锌在稀硫酸中能被腐蚀，而铜不能？为什么锌在稀硫酸中能被腐蚀，而铜不能？电子课件船舶腐蚀与防护1-1_绪论+第1章第一节电化学腐蚀热力学一、电极一、电极在不同的场合有两种含义：在不同的场合有两种含义：第一种：电子导体与离子导体组成的体系称为电极。第一种：电子导体与离子导体组成的体系称为电极。以金属溶液表示，如以金属溶

13、液表示，如Cu/CuSO4称为铜电极。称为铜电极。第二种：仅指电子导体而言。第二种：仅指电子导体而言。如铜电极是指铜金属。如铜电极是指铜金属。二、电极电位二、电极电位1、电位、电位某一位置的电位：把单位正电荷自无穷远处移至某一位置的电位：把单位正电荷自无穷远处移至该点，因反抗电场作用力所做的功。该点，因反抗电场作用力所做的功。电子课件船舶腐蚀与防护1-1_绪论+第1章2、物质相内的电位（内电位）、物质相内的电位（内电位）把一单位正点电荷从无穷远处移至物质相内部所把一单位正点电荷从无穷远处移至物质相内部所做的电功，就是内电位做的电功，就是内电位 f f。3、电极电位电极电位电极：电极：电子导体与

14、离子导体组成的体系电子导体与离子导体组成的体系。电极电位：一端是金属相，另一端是电解质溶液电极电位：一端是金属相，另一端是电解质溶液相的两个相间内电位差（相的两个相间内电位差（f fMM-f-fS）。）。也称绝对电极电位，不能测量。也称绝对电极电位，不能测量。4、相对电极电位相对电极电位参比电极参比电极:电极电位很稳定的电极。电极电位很稳定的电极。电子课件船舶腐蚀与防护1-1_绪论+第1章 测量出原电池测量出原电池 “参比电极参比电极|待测电极待测电极”的电的电动势，就得到待测电极电极电位的相对值。这个动势，就得到待测电极电极电位的相对值。这个相对值就称为相对值就称为相对电极电位相对电极电位

15、E。注意：电极电位的数值后面注意：电极电位的数值后面必须标明参比电极必须标明参比电极。参比电极：参比电极：标准氢电极标准氢电极：PtH2(1atm),H+(a=1)NHE制作携带不方便，平时不常用。制作携带不方便，平时不常用。甘汞电极：甘汞电极：HgHg2Cl2KCl 溶液溶液饱和甘汞电极，饱和甘汞电极，SCE 银氯化银电极：银氯化银电极：AgAgCl KCl 溶液溶液硫酸铜电极：硫酸铜电极：CuCuSO4 溶液溶液电子课件船舶腐蚀与防护1-1_绪论+第1章电子课件船舶腐蚀与防护1-1_绪论+第1章5、平衡电极电位（、平衡电极电位（Ee）当金属电极上只有唯一的电极反应，且该反当金属电极上只有唯

16、一的电极反应，且该反应处于动态平衡时的电极电位。应处于动态平衡时的电极电位。用能斯特方程进行计算：用能斯特方程进行计算：O+ne REe=Ee +(RTnF)ln(aOaR）Ee：标准电极电位，即：标准电极电位，即aO=1、aR=1、T=25时的平衡电极电位时的平衡电极电位6、Ee（Ee）、腐蚀倾向与电动序）、腐蚀倾向与电动序腐蚀倾向判断：腐蚀倾向判断：若金属的平衡电极电位比介质中若金属的平衡电极电位比介质中某一物质的电极电位低，则可能发生腐蚀。某一物质的电极电位低，则可能发生腐蚀。电子课件船舶腐蚀与防护1-1_绪论+第1章由于由于Ee 与与Ee 相差不大，可用相差不大，可用Ee 代替代替Ee

17、。如：当如：当n1的金属，的金属，T25时，当浓度变化时，当浓度变化 10倍时，倍时，Ee Ee 0.059V；当浓度变化；当浓度变化 100 倍倍时，时，Ee Ee 0.118V。电动序：按电极电位由负向正排列的标准电极电位电动序：按电极电位由负向正排列的标准电极电位 表。表。通过电动序，可判断腐蚀的倾向。通过电动序，可判断腐蚀的倾向。析氢腐蚀：析氢腐蚀：吸氧腐蚀：吸氧腐蚀：电子课件船舶腐蚀与防护1-1_绪论+第1章三、金属腐蚀倾向的判断三、金属腐蚀倾向的判断（1）G0（2）形成腐蚀原电池）形成腐蚀原电池（3）溶液中存在着可以使金属氧化的物质，它和）溶液中存在着可以使金属氧化的物质，它和金属

18、构成热力学不稳定的体系。金属构成热力学不稳定的体系。（4）电动序）电动序（5）形成腐蚀微电池形成腐蚀微电池 （1-5）是一致的，只是表述的角度不同）是一致的，只是表述的角度不同 若构成的腐蚀电池位于局部微小的区域内，称若构成的腐蚀电池位于局部微小的区域内，称之为腐蚀微电池。之为腐蚀微电池。电子课件船舶腐蚀与防护1-1_绪论+第1章金属腐蚀时金属表面的某些区域发生阳极溶金属腐蚀时金属表面的某些区域发生阳极溶解反应，即为阳极区。解反应，即为阳极区。另一些区域上发生阴极反应，即为阴极区。另一些区域上发生阴极反应，即为阴极区。金属发生均匀腐蚀时，通常是阳极区和阴极金属发生均匀腐蚀时，通常是阳极区和阴极

19、区不断发生变化，表现为整个金属表面既是阳极区不断发生变化，表现为整个金属表面既是阳极区，也是阴极区。区，也是阴极区。+电子课件船舶腐蚀与防护1-1_绪论+第1章腐蚀原电池的工作历程主要由三个基本过程组成：腐蚀原电池的工作历程主要由三个基本过程组成：（1）阳极过程：）阳极过程：金属溶解，以离子的形式进入溶液金属溶解，以离子的形式进入溶液Mn+ne Mn+ne 易于在易于在电电极极电电位位较负较负的表面区域的表面区域进进行行（2）阴极）阴极过过程：程：从阳极流从阳极流过过来的来的电电子被溶液中能子被溶液中能够够吸收吸收电电子子的氧化性物的氧化性物质质（D）所接受）所接受（在金属表面在金属表面）D+ne Dne（3）电电流的流流的流动动：第二节 金属腐蚀的历程电子课件船舶腐蚀与防护1-1_绪论+第1章阳极阳极阴极阴极+Mn+neMeeDeDD：习惯上称为：习惯上称为去极化剂去极化剂电子课件船舶腐蚀与防护1-1_绪论+第1章腐蚀的次生过程：腐蚀的次生过程：（1 1）阳极、阴极区的电解液组成会变化）阳极、阴极区的电解液组成会变化 离子浓度、离子浓度、pH值值（2）阴、阳极过程产物因扩散而相遇会形成）阴、阳极过程产物因扩散而相遇会形成难溶性腐蚀产物，而形成腐蚀产物膜。难溶性腐蚀产物，而形成腐蚀产物膜。电子课件船舶腐蚀与防护1-1_绪论+第1章