发布时间: 2018-12-11 11:19:08
修改时间: 2018-12-11 11:19:54
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作者: 番茄
金属材料受周围介质的作用而损坏,称为金属腐蚀。金属的锈蚀是最常见的腐蚀形态。腐蚀时,在金属的界面上发生了化学或电化学多相反应,使金属转入氧化(离子)状态。
1.学习目标:通过实验探究钢铁锈蚀的条件;
2.技能目标:学习防止金属修饰的简单方法;
3.情感目标:通过了解废金属对环境的污染,认识到回收金属的重要性。
一、基本信息
1.金属腐蚀的本质
金属在腐蚀过程中所发生的化学变化,从根本上来说就是金属单质被氧化形成化合物。
2.这种腐蚀过程一般通过两种途径进行:化学腐蚀和电化学腐蚀。
①金属腐蚀化学腐蚀:金属表面与周围介质直接发生化学反应而引起的腐蚀。
②电化学腐蚀:金属材料(合金或不纯的金属)与电解质溶液接触 , 通过电极反应产生的腐蚀。
二、分类
1.点蚀
点蚀又称坑蚀和小孔腐蚀。点蚀有大有小,一般情况下,点蚀的深度要比其直径大的多。点蚀经常发生在表面有钝化膜或保护膜的金属上。
2.缝隙腐蚀
在电解液中,金属与金属或金属与非金属表面之间构成狭窄的缝隙,缝隙内有关物质的移动受到了阻滞,形成浓差电池,从而产生局部腐蚀,这种腐蚀被称为缝隙腐蚀。
3.应力腐蚀
材料在特定的腐蚀介质中和在静拉伸应力(包括外加载荷、热应力、冷加工、热加工、焊接等所引起的残余应力,以及裂缝锈蚀产物的楔入应力等)下,所出现的低于强度极限的脆性开裂现象,称为应力腐蚀开裂。
应力腐蚀开裂是先在金属的腐蚀敏感部位形成微小凹坑,产生细长的裂缝,且裂缝扩展很快,能在短时间内发生严重的破坏。
三、影响因素
1.相对湿度的影响
空气中相对湿度越高,金属表面水膜越厚,空气中的氧透过水膜到金属表面作用。相对湿度达到一定数值时,腐蚀速度大幅上升,这个数值称为临界相对湿度,钢的临界相对湿度约为70%。
2.温度的影响
环境温度与相对湿度关联,干燥的环境(沙漠)下,气温再高金属也不容易锈蚀。当相对湿度达到临界值时,温度的影响明显加剧,温度每增加10℃,锈蚀速度提高两倍。因此,在湿热带或雨季,气温越高,锈蚀越严重。
3.氧气的影响
没有水和氧气,金属就不会生锈,空气中20%体积是氧气,它是无孔不入的。
4.大气其它物质的影响
大气中含有盐雾、二氧化硫、硫化氢和灰尘时,会加速腐蚀。
在化学上,腐蚀能显著降低金属材料的强度、塑性、韧性等力学性能,破坏金属构件的几何形状,增加零件间的磨损,恶化电学和光学等物理性能,缩短设备的使用寿命,甚至造成火灾、爆炸等灾难性事故。
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