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金属的电化学腐蚀与防腐的原理
作者:   来源:   日期: 2013-04-27  人气: 3304  【字体: T  T


加缓蚀剂保护法

     
电化保护有阴极保护、阳极保护和保护器保护等方法。缓蚀剂宝鸡文理学院学报天然科学版年的种类繁多阳极缓蚀剂这类缓蚀剂的作用之一是直接阻止阳极金属表面的金属离子进入溶液, 作用之二是在金属表面上形成保护膜以便减小阳极表面。这些材料不断与大气中的氧气、水蒸汽、酸雾以及酸、碱、盐等种种物质接触而起作用, 使金属遭受侵蚀。由表不丢脸出, 很多常用金属都可以同大气中的氧自发地形成氧化物。金属侵蚀老是从表面开始, 然后向内部蔓延, 或同时向表面其他部门扩展。因此, 当铁被侵蚀时会天生白色的。

     
由矿石冶金需要能量, 而金属侵蚀后会使其回复到类似于矿物的状态, 可见金属的侵蚀接地表示了一种重要的能源消耗。 , 反应物让我们研究典型金属同氧的反应十冬一材认因为任一不乱单质的尺度天生自由能为零, 故对上述氧化反应, , 氧化物于是, 由氧化物的自由能可以猜测式所示的反应进行的趋势。金属在有机液体如苯等等非电解质溶液中, 以及含硫的石油中所发生的侵蚀, 亦属化学侵蚀。阳极保护法是用外加电源使被保护的金属为阳极, 进行阳极化, 通过使金属钝化的方法得到保护。大气的自然组成影响着侵蚀性成分的形成, 即使附近环境中不存在、等污染物质, 我们仍应十分正视金属的侵蚀题目。根据半电池的电极电势可以准确地判断反应的方向, 逐一中逐一一中。讨论到此, 我们可以说, 一切比氢活泼的金属电对的电极电势为负可以在大气中侵蚀。实在, 即使两种金属不接触, 只要金属同水溶液接触时就存在侵蚀的可能性。热力学提醒人们, 在实际使用时, 金属状态不应优先选用。

阴极缓蚀剂

     
缓蚀剂的种类缓蚀剂是在侵蚀性介质中加入的能大大降低金属侵蚀的电化学反应速度的介质。扩, , 说明氧的存在加重了金属的侵蚀。为金属复盖耐侵蚀的金属保护层的重要方法是电镀。因为侵蚀而报废的金属设备和材料, 数目十分巨大, 给国民经济带来的损失非常惊人。即使清洗之后, 使用较高浓度的缓蚀剂一般来说还是必要的。当然、热力学只能告诉我们某反应自发进行的可能性, 而不能指出反应速率, 后者则属于动力学研究的范畴。酸洗之后除去金属制品上残留的酸, 再浸入适当的碱、磷酸盐或铬酸盐中洗涤, 也可在含有硬脂酸的热水中洗涤, 使保护金属的表面上形成一层憎水膜。有机缓蚀剂这类缓蚀剂常用于酸性溶液如金属的酸洗液。一般以为主要是低分子量的有机防腐剂被吸附在金属表面上, 增加了氢的超电势, 阻抑离子的放电过程, 从而使金属的溶解速度减慢实践证实, 胺的缓蚀效果随链长、分子的横断面积、分子对金属表面的倾角以及其他主体化学性质而进步有些大分子的有机防腐剂, 如明胶、糊精和琼脂等被吸附在金属表面上, 产生所谓闭锁效应增大了电阻, 减小了电流密度。酸溶解了表面上的氧化物而暴露出清洁的金属, 如在酸洗液中加入缓蚀剂, 则缓蚀剂第期金属的电化学侵蚀与防腐被尽先吸附形成保护层。

     
在充足的溶解氧存在下会形成红色或灰色的铁锈
黑磁铁
? 绿色水合磁铁
     
假如水溶液中溶解氧量有限, 则会发生下列反应
金属便如铁在同被氧饱和的电解质水溶液接触时, 在阳极上发生金属的氧化作用天生”, 放出的电子向一定的方向阴极移动, 在阴极则发生氧的还原作用, 使阴极附近的溶液呈碱性。详细选用何种缓蚀剂要根据被保护的金属和所用的酸决定有时在酸洗池中加入洗涤剂或发泡剂是有益的。如等离子, 就有这种作用, 其反应式如下有些金属离子如锑等, 可以在阴极表面上形成一层膜, 减缓阴极上氢的逸出过程, 这对酸性溶液尤为合用。酸洗期间常用的缓蚀剂有胺、硫脉和醛类等。诸如保护层法、电化保护法、加缓蚀剂保护法等、
金属的防腐
     
可见铁被侵蚀的产物的颜色决定于氧的多少。

     
金属和电解质溶液接触时, 因为电化学作用引起的侵蚀称为电化学侵蚀。

电化保护法


     
金属的保护层有非金属的和金属的保护层法两种, 用作保护层的耐侵蚀的非金属物质有油漆、搪瓷、玻璃、橡胶、塑料等。







。后者又取决于水溶液的酸度和溶解氧量。因为铁锈通常是多孔的, 所以它没有防护作用,以致水分可以渗透渗出到基体金属, 使侵蚀一直进行到铁器完全转化成松散的氧化膜, 即发生风化。侵蚀的电化学原理电化学侵蚀是一种电化学过程。 “ , 可以肯定其在与铜接触时也会自发地溶解。混合缓蚀剂有些化合物, 如铬酸锌等可以在溶液中离解天生阳离子和阴离子一, 从而按捺两极反应。因为离子半径较小, 相对地比较灵活, 易于扩散到金属表面, 以可溶性金属氯化物取代保护性的和不溶性的氢氧化物, 造成局部浸蚀特别是低凹处。侵蚀的热力学基础侵蚀过程包括金属或合金自发地转变为侵蚀产物, 如碳酸盐、硫化物、硅酸盐氢氧化物、氧化物或水合氧化物, 其一般反应方程式为少一, 众所周知, 化学反应自发进行时, 其自由能变化 必然是负值, 在尺度状态 , 下宝鸡文理学院学报天然科学版年 , 天生物一 。金属侵蚀可以分为化学侵蚀和电化学侵蚀两大类。这种防侵蚀的方法又有阳极保护层和阴极保护层之分。当两种金属制品相接触, 同时又有其他介质如湿润的空气或其他气体, 水或电解质溶液等存在时, 就形成原电池, 发生包括氧化反应和还原反应的电化学过程。例如, 亚硝酸钠和铬酸钠在接近中性的溶液中, 它们的阴离子旭日极迁移, 假如没有氧, 会在铁表面上天生保护性氧化膜, 其反应式如下 一两者的区别在于亚硝酸盐只能产生不溶性氧化物, 而铬酸盐则会天生由刃和。

 


     
研究院以石油、化工、机械、工程、电子、仪器、船舶、管道、煤炭、电厂等相关材料的防腐和相关应用技术的检修、评估、设计、研发、服务、转让等为主营范围,以防腐材料的研发、出产、销售及防腐工程施工等为主要经营业务,不断立异,服务社会。在产业出产中, 尤其是化工出产中, 因为设备侵蚀损坏, 发生跑、冒、滴、漏等现象, 污染环境, 恶化劳动前提, 危害人身健康, 影响产品质量, 甚至造成事故, 其损失更是无法估计。研究金属防侵蚀题目的重要性是显而易见的。金属侵蚀的更大危害不在金属本身的损失而是其制品的破坏。据估计, 世界钢产量的大约消耗于侵蚀, 单是美国每年损失于侵蚀的钢就达三千多万吨〔” , 而冶炼这些钢所需要的能量其实不是个小数字。



     
一般以为, 对海水中的钢件采用的亚硝酸钠溶液防腐效果较好。、一根据逐一扩的关系, 扩为正, 意味着 。例如把铁管装在铜管上, 或把铜质水龙头装在铁管上, 或者在一块铜板上钉有一些铁铆钉, 长期暴露在湿润空气中的铁器表面上会凝聚一层薄薄的水膜, 空气中的, 某些工厂逸散的等易溶于水的介质就会溶解到水膜中天生电解质溶液。实在常见的金属制品都属于这一类。

     
缓蚀剂的使用方法因为粗拙的金属表面和不干净的金属表面所需要的缓蚀剂浓度比清洁表面高, 因此, 在使用缓蚀剂之前必需清洗金属制品。金属表面与介质发生单纯的化学作用而引起的侵蚀称为化学侵蚀。
保护层法
     
人们在同大天然的斗争中, 通过对金属侵蚀的电化学本质的研究, 创造并发展了很多行之有效的防腐方法。

     
有些阳离子可以在中性溶液中作用, 并扩散到阴极表而, 同产生的一离子反应天生不溶性保护膜。这些大分子还可能减小反应物和产物在金属表面上的扩散速度。为负, 说明在这种情况下, 铁制品生锈是必定第期金属的电化学侵蚀与防腐的。更何况大多数金属制品在制造过程中被加热, 氧化作用更易发生。例如, 碳钢由、及石墨组成中的与附近介质、、、在高温下发生反应, 结果使其表面硬度降低, 抗疲惫机能下降。这层膜保护金属不再被侵蚀, 但它可以被外力损坏, 也可以被酸分解而破坏。在很多情况下, 往往要通过酸洗除去金属制品上的侵蚀层以及制造过程中加热时形成的氧化皮。就电极电势来说前者是镀上去的金属比基体金属的更负如铁件上镀锌, 而后者则是镀上去的金属比基体金属的更正如铁件上镀锡。这些防腐剂在较低的浓度克升下对铁的防腐效果较好。一块

     
实际上, 除了金之外, 所有金属在常温下暴露于空气中都形成氧化膜。
     
由于在阴极上可能有下列两种反应 来自空气一,, 二尹因为半电池电极电势。这是本文讨论的重点。组成的膜。

     
人们在出产中使用的机械设备, 各类容器及大量的管道, 大都是金属及其合金制造的。有些硅酸盐和磷酸盐也有这种作用。在大多数介质中, 阳极上金属被氧化的反应速度较快, 因为阳极和阻极反应度一定相同, 因此侵蚀的速度为较慢的阴极反应所控制。此外, 还有磷酸盐、硼酸盐等仅在溶解氧而且一般浓度较高如一巧克升的情况下才有一定作用。海水中的氯化物含量较高, 而很多氯化物又具有吸水性, 因此, 能促进电化学侵蚀。顾名思义, 阴极电保护是利用外加直流电, 以废铁为牺牲性阳极, 而以被保护金属为阴极的保护法。即使使用镀锌管或镀锌板也难以改善这种状况, 由于锌半电池的尺度电极电势为一。在氮肥厂的碳化塔上常采用这种方法来防腐。大的胶体阳离子,也可以迁移到阴极形成屏蔽薄膜, 从而阻抑阴极反应。表典型金属氧化物的尺度天生自由能氧化物 ,逐一逐一逐一一

     
侵蚀是外界因素对金属的破坏作用。
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