5.1金属的腐蚀对于工程技术而言,金属的腐蚀与防护是一个重要问题,据统计，全世界每年由于腐蚀而遭受破坏报废的金属设备和材料的重量约为金属年产量的
20~30%！
其中还未计算由此引起的间接损失，如 设备出事故、
人员伤亡、停工停产 等等?
一、化学腐蚀定义,金属与周围介质直接发生氧化还原反应，不发生电流，单纯由化学作用而引起的腐蚀；
发生场所,非电解质溶液中或干燥的气体中，如干燥空气中的 O2,H2S,SO2,Cl2等物质与电气、机械设备中的金属接触时，在金属表面生成相应的氧化物、硫化物、氯化物等。
影响因素,温度，湿度，金属性质。
氢脆,钢铁与水蒸气反应，形成脱碳层，致使腐蚀反应产生的氢气进入钢铁内部使之变脆的现象 。
二、电化学腐蚀定义,金属与周围介质形成原电池引起电流而发生电化学作用引起的腐蚀称为 电化学腐蚀 。
发生场所,电解质溶液中，如铜片放入海水中而引起腐蚀，钢筋受到酸雨的腐蚀等。
原理,电化学腐蚀与原电池作用在原理上没有本质区别。
通常把腐蚀中的原电池称为腐蚀电池，习惯上把腐蚀电池中发生氧化（即失电子）反应的电极称为 阳极,一般电极电势小的电对还原态易失电子，越小越易失电子；把发生还原
（即得电子）反应的电极称为 阴极,一般电极电势大的电对氧化态易得电子，越大越易得电子。
1.电化学腐蚀的极化作用平衡电势,没有静电流（也可理解为有无限缓慢微电流）
通过时的电极电势称为；
电极的极化,因为有电流通过电极而使电极电势偏离原来的平衡电极电势值的现象；
电极极化,阳极极化和阴极极化；
阴实
I=0 平衡 I≠0时
阴
阳
阳实
阴理
阳理
E理论E实际腐蚀电池的极化曲线,
极化的分类与原因,
1.浓差极化：由于离于扩散速率比离子在电极上的放电速率慢所引起的；
2.电化学极化,为电化学反应,如离子的放电,原子结合为分子,水化离子脱水等的速率比电流速率慢所引起的；
3.电阻极化：由于当电流通过电极时,
在电极表面上形成氧化膜或一些其他物质引起的 。
2.析氢腐蚀析氢腐蚀,s w f
3.吸氧腐蚀
4.氧浓差极化三、金属腐蚀速率及其影响因素定义,金属腐蚀的快慢。
影响因素：
※ 湿度,金属表面吸附水蒸气形成水膜而腐蚀。临界相对湿度随金属的种类及表面状态不同而不同。一般地说，钢铁生锈的临界相对湿度大约为 75％；
※ 温度,环境温度及其变化也是影响金属腐蚀的重要因素，，它影响空气的相对湿度、金属表面水气的凝聚、凝聚水膜中腐蚀性气体和盐类的溶解以及水膜的电阻和腐蚀电池中阴、阳极反应过程的快慢；
※ 空气中的污染物质,SO2,CO2,Cl—和灰尘等污染物质 ；
※ 溶液状况：
※ 人为因素,很多不可避免的操作因素，还有一些因时因地的各种因素，例如金属原材料、半成品或成品，因保管不善而积满灰尘；用脏棉丝擦抹工件或用脚踏踩或不小心洒上水滴；蚁、蝇及各种小昆虫在金属表面上爬动，都会因脏物或排泄物等粘附在工件表面而引起腐蚀。
5.2金属腐蚀的防护在了解金属腐蚀机理的基础上懂得如何防止金属腐蚀和了解如何进行金属材料的化学保护方法。防止金属腐蚀可以从金属本性和环境介质两个方面考虑；化学保护主要是保护材料表面免受损害。
(三 ) 金属防腐的主要方法 ——如：
1) 阳极氧化 /表面处理,Fe的表面钝化,生成致密的 Fe3O4膜,如用浓 H2SO4处理对黑色金属，一般都可以做到，称 发黑处理还有用强碱性介质处理
2) 改善金属本身性能或合理选用材料,如 Fe
中加 Cr,形成不锈钢
1Cr18Ni9Ti Cr? Cr2O3 致密膜，覆盖表面
3) 增加防护层 （ 隔绝材料鱼介质的接触 ）,渡层,Zn(白 ),Sn(马口 ),Cu,Cr等
[实验,Zn(阳极被腐蚀 )-Fe]
[如果,Sn-Fe(阳极被腐蚀 )]
搪瓷隔离 ; 油漆 (最简单 )等
4) 外接直流电源,提供 e,使金属 (称阴极保护 )不易失去 电子进入溶液 /被消耗 ——教材 P111
5) 牺牲阳极：接电势较低的金属,提供 e被腐蚀
6) 处理介质,加入有 阻碍 /延缓 腐蚀进行的介质,
缓蚀剂因为缓蚀剂常有 –NH2,可以增加极化：
–NH2 + H+? –NH3+
R–NH3+ 被 M表面 e吸引,阻止 H+放电,从而阻止 M的溶解电化学保护法
7）控制和改善环境气体介质本章小结作业,P186练习题之 2,4,6题,P198之常用防腐措施有哪些？
知识要点：
化学腐蚀和电化学腐蚀的概念,特点和区别,高温水蒸气对钢材的腐蚀和脱碳现象及其危害 （ 氢脆现象 ） ；
析氢腐蚀和吸氧腐蚀的概念,联系与区别,电化学腐蚀反应的机理,腐蚀电池；
电极极化的含义,极化电势产生的原因,极化电势的本质尤其是氢的极化电势的存在及意义；
影响金属腐蚀速率的因素；
正确选用金属材料及代用材料的思路：根据具体情况选材,特别注意不锈钢,钢,镍及镍合金,
钛及钛合金,钽的选用；
隔绝金属材料与腐蚀性介质的接触,控制,改善环境气体和液体介质,使用缓蚀剂等方法和意义,电极电势的应用,电镀时两极发生的反应及金属在阴极析出顺序,含
CoCl2硅胶的使用,缓蚀机理；
联系实例重点掌握牺牲阳极保护法,外加电流法保护法的应用 。
重点内容：
化学腐蚀和电化学腐蚀相关概念,析氢腐蚀和析氧腐蚀的区别和联系；金属常用的防腐措施 。
20~30%！
其中还未计算由此引起的间接损失，如 设备出事故、
人员伤亡、停工停产 等等?
一、化学腐蚀定义,金属与周围介质直接发生氧化还原反应，不发生电流，单纯由化学作用而引起的腐蚀；
发生场所,非电解质溶液中或干燥的气体中，如干燥空气中的 O2,H2S,SO2,Cl2等物质与电气、机械设备中的金属接触时，在金属表面生成相应的氧化物、硫化物、氯化物等。
影响因素,温度，湿度，金属性质。
氢脆,钢铁与水蒸气反应，形成脱碳层，致使腐蚀反应产生的氢气进入钢铁内部使之变脆的现象 。
二、电化学腐蚀定义,金属与周围介质形成原电池引起电流而发生电化学作用引起的腐蚀称为 电化学腐蚀 。
发生场所,电解质溶液中，如铜片放入海水中而引起腐蚀，钢筋受到酸雨的腐蚀等。
原理,电化学腐蚀与原电池作用在原理上没有本质区别。
通常把腐蚀中的原电池称为腐蚀电池，习惯上把腐蚀电池中发生氧化（即失电子）反应的电极称为 阳极,一般电极电势小的电对还原态易失电子，越小越易失电子；把发生还原
（即得电子）反应的电极称为 阴极,一般电极电势大的电对氧化态易得电子，越大越易得电子。
1.电化学腐蚀的极化作用平衡电势,没有静电流（也可理解为有无限缓慢微电流）
通过时的电极电势称为；
电极的极化,因为有电流通过电极而使电极电势偏离原来的平衡电极电势值的现象；
电极极化,阳极极化和阴极极化；
阴实
I=0 平衡 I≠0时
阴
阳
阳实
阴理
阳理
E理论E实际腐蚀电池的极化曲线,
极化的分类与原因,
1.浓差极化：由于离于扩散速率比离子在电极上的放电速率慢所引起的；
2.电化学极化,为电化学反应,如离子的放电,原子结合为分子,水化离子脱水等的速率比电流速率慢所引起的；
3.电阻极化：由于当电流通过电极时,
在电极表面上形成氧化膜或一些其他物质引起的 。
2.析氢腐蚀析氢腐蚀,s w f
3.吸氧腐蚀
4.氧浓差极化三、金属腐蚀速率及其影响因素定义,金属腐蚀的快慢。
影响因素：
※ 湿度,金属表面吸附水蒸气形成水膜而腐蚀。临界相对湿度随金属的种类及表面状态不同而不同。一般地说，钢铁生锈的临界相对湿度大约为 75％；
※ 温度,环境温度及其变化也是影响金属腐蚀的重要因素，，它影响空气的相对湿度、金属表面水气的凝聚、凝聚水膜中腐蚀性气体和盐类的溶解以及水膜的电阻和腐蚀电池中阴、阳极反应过程的快慢；
※ 空气中的污染物质,SO2,CO2,Cl—和灰尘等污染物质 ；
※ 溶液状况：
※ 人为因素,很多不可避免的操作因素，还有一些因时因地的各种因素，例如金属原材料、半成品或成品，因保管不善而积满灰尘；用脏棉丝擦抹工件或用脚踏踩或不小心洒上水滴；蚁、蝇及各种小昆虫在金属表面上爬动，都会因脏物或排泄物等粘附在工件表面而引起腐蚀。
5.2金属腐蚀的防护在了解金属腐蚀机理的基础上懂得如何防止金属腐蚀和了解如何进行金属材料的化学保护方法。防止金属腐蚀可以从金属本性和环境介质两个方面考虑；化学保护主要是保护材料表面免受损害。
(三 ) 金属防腐的主要方法 ——如：
1) 阳极氧化 /表面处理,Fe的表面钝化,生成致密的 Fe3O4膜,如用浓 H2SO4处理对黑色金属，一般都可以做到，称 发黑处理还有用强碱性介质处理
2) 改善金属本身性能或合理选用材料,如 Fe
中加 Cr,形成不锈钢
1Cr18Ni9Ti Cr? Cr2O3 致密膜，覆盖表面
3) 增加防护层 （ 隔绝材料鱼介质的接触 ）,渡层,Zn(白 ),Sn(马口 ),Cu,Cr等
[实验,Zn(阳极被腐蚀 )-Fe]
[如果,Sn-Fe(阳极被腐蚀 )]
搪瓷隔离 ; 油漆 (最简单 )等
4) 外接直流电源,提供 e,使金属 (称阴极保护 )不易失去 电子进入溶液 /被消耗 ——教材 P111
5) 牺牲阳极：接电势较低的金属,提供 e被腐蚀
6) 处理介质,加入有 阻碍 /延缓 腐蚀进行的介质,
缓蚀剂因为缓蚀剂常有 –NH2,可以增加极化：
–NH2 + H+? –NH3+
R–NH3+ 被 M表面 e吸引,阻止 H+放电,从而阻止 M的溶解电化学保护法
7）控制和改善环境气体介质本章小结作业,P186练习题之 2,4,6题,P198之常用防腐措施有哪些？
知识要点：
化学腐蚀和电化学腐蚀的概念,特点和区别,高温水蒸气对钢材的腐蚀和脱碳现象及其危害 （ 氢脆现象 ） ；
析氢腐蚀和吸氧腐蚀的概念,联系与区别,电化学腐蚀反应的机理,腐蚀电池；
电极极化的含义,极化电势产生的原因,极化电势的本质尤其是氢的极化电势的存在及意义；
影响金属腐蚀速率的因素；
正确选用金属材料及代用材料的思路：根据具体情况选材,特别注意不锈钢,钢,镍及镍合金,
钛及钛合金,钽的选用；
隔绝金属材料与腐蚀性介质的接触,控制,改善环境气体和液体介质,使用缓蚀剂等方法和意义,电极电势的应用,电镀时两极发生的反应及金属在阴极析出顺序,含
CoCl2硅胶的使用,缓蚀机理；
联系实例重点掌握牺牲阳极保护法,外加电流法保护法的应用 。
重点内容：
化学腐蚀和电化学腐蚀相关概念,析氢腐蚀和析氧腐蚀的区别和联系；金属常用的防腐措施 。
