對于湖南金屬腐蝕的防護,有哪些有 效的方法?
化學面面觀
金屬的強度高,有延展性,便于加工成型,因此是較好的構(gòu)件材料,至今還沒有什么材料能全面取代他,可金屬普遍存在腐蝕問題。由金屬腐蝕帶來的損失也是非常嚴重的,據(jù)統(tǒng)計,全 世 界每年因腐蝕而損失的鋼鐵約相當于年產(chǎn)量的30%。至于金屬構(gòu)件,如儀器設(shè)備、儀器儀表等的毀壞,其價值更是遠遠大于金屬材料本身。所以,研究金屬腐蝕的原因,探究金屬腐蝕的防護方法意義重大。
金屬腐蝕的防護方法有很多,常見的有以下幾種:
1.選擇合適的耐腐蝕金屬或者是合金
當鐵的純度達到99.95%時,它是銀白色的,能像黃金一樣拉長,這種高純度的鐵放置數(shù)年也不會生銹。
合金能提高電極電勢,較少電極活性,使金屬的穩(wěn)定性大大提高。所以一般會根據(jù)不同的用途制備耐腐蝕的合金。如在鋼中加入Cr、Al、Si等元素可增加鋼的抗 氧 化性。
2.覆蓋保護層法
覆蓋保護層法有兩種,一種是將耐腐蝕的非金屬材料(如油漆、塑料、玻璃等)覆蓋在要保護的金屬表面;另一種就是通過電鍍的方法將耐腐蝕性較強的金屬或合金覆蓋在要保護的金屬上。
通過電鍍的方法覆蓋的保護層,若鍍層金屬的電極電勢較基底金屬低,鍍層主要起防腐作用,即使鍍層有缺陷,基底金屬也會受到保護。如白鐵制品的水桶經(jīng)??目呐雠?,卻依然沒有銹痕。而鍍層金屬的電極電勢比基底金屬高時,則鍍層只起作隔離和裝飾作用。如馬口鐵制成的罐頭盒,它打開后可能過不了幾天就出現(xiàn)銹斑。
3.緩蝕劑法
在腐蝕介質(zhì)中,加入少量能減少腐蝕速率的物質(zhì)以達到防止腐蝕的方法叫緩蝕劑法。所加的物質(zhì)叫做緩蝕劑。
根據(jù)緩蝕劑的化學組成,緩蝕劑可分為無機緩蝕劑和有機緩蝕劑兩大類。
在中性或堿性介質(zhì)中一般用無機緩蝕劑,如鉻酸鹽、重鉻酸鹽、磷酸鹽等。它們能使金屬表面形成氧化膜或沉淀物。
例如,鉻酸鈉在中性水溶液中可使鐵氧化成氧化鐵,并與鉻酸鈉的還原產(chǎn)物三氧化二鉻形成復合氧化物保護膜。
在酸性介質(zhì)中,常用有機緩蝕劑。它們一般是含有N、S、O的有機化合物,常用的有烏洛托品、若丁等。
有機緩蝕劑多能形成吸附膜。吸附時,它的極性基團吸附于金屬表面,非極性基團則背向金屬表面,形成單分子層使酸性介質(zhì)中的氫離子難以接近金屬表面,從而阻礙了金屬的腐蝕。
4.電化學保護法
電化學保護法分為陰極保護法和陽極保護法兩種。
(1)陰極保護法
陰極保護法就是使被保護金屬成為電化學系統(tǒng)中的陰極,從而不被腐蝕。
①外加電流的陰極保護法
在外加電流的作用下,用廢鋼或石墨等不溶性的輔助件作陽極,被保護金屬作陰極,從而達到防止腐蝕的目的。
這種方法廣泛用于土壤、海水和河水中設(shè)備防腐。
②犧牲陽極的陰極保護法
在被保護金屬上附加一塊電極電勢比它低的較活潑的金屬或合金,使被保護金屬在腐蝕原電池中成為陰極而被保護。
這種方法適用于海輪外殼、海底設(shè)備的保護。而常用的犧牲陽極材料有Mg、Al、Zn及其合金。
(2)陽極保護法
當金屬在給定的條件下有可能變成鈍態(tài)時,如果給它通上適當?shù)年枠O電流,它就能發(fā)生陽極極化,使電極電勢往正方向移動。當電極電勢達到一 定的數(shù)值,金屬就由活性狀態(tài)變?yōu)殁g態(tài)。
這種方法在強腐蝕的酸性介質(zhì)中應用較多。
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