内容介绍
基本信息
| 书名: | 腐蚀理论.试验及监测-腐蚀与防护手册(D1卷)(D2版) |
| 作者: | 天华化工机械及自动化研究设计院 | 开本: | |
| YJ: | 98 | 页数: | |
| 现价: | 见1;CY=CY部 | 出版时间 | 2009-01-01 |
| 书号: | 9787502590291 | 印刷时间: | |
| 出版社: | 化学工业出版社 | 版次: | |
| 商品类型: | 正版图书 | 印次: | |
内容提要 作者简介 精彩导读 D1章 金属材料的电化学腐蚀机理
金属的电化学腐蚀,从广义上讲,是指金属与导电介质因发生电化学作用而造成的破坏。也可以认为,它是依靠腐蚀电池的阴、阳J反应而进行的腐蚀过程。在腐蚀电化学中,通常是以腐蚀金属电J作为研究对象的电化学,例如:在没有外电流的情况下,腐蚀金属电J表面上同时进行着两个或多个电J反应,而腐蚀电位J是两个或多个电J反应相耦合的非平衡电位;从腐蚀金属电J上测得的动力学曲线是两个或多个电J反应的动力学合成曲线,即J化曲线;多电J腐蚀系统的形成和分布对腐蚀速率的影响;金属表面钝化膜的生成和破坏对腐蚀电化学行为的作用等这些电J过程都是按电化学腐蚀机理进行的,所以说电化学腐蚀是腐蚀电池的电J反应的结果。
实际中,金属材料的电化学腐蚀事例处处可见,如桥梁钢架及露天放置的金属设备在潮湿大气中的腐蚀;船体、码头及海上采油平台在海水中的腐蚀;地下管道在土壤中的腐蚀;锅炉炉管及换热设备受锅炉水及酸、水冷介质的腐蚀;金属在熔盐中以及有熔盐覆盖层生成时的高温气体腐蚀等。这些腐蚀现象都是由于金属与某种电解质或电解质溶液相互接触而发生的。然而,任何一种按电化学机理进行的腐蚀反应都至少包含一个阳J反应和一个阴J反应,并以流过金属内部的电子流和介质中的离子流联系在一起。其中,阳J反应是金属离子从金属表面转移到介子中并放出电子的过程,即阳J氧化过程。而与之对应的阴J反应是介子中氧化剂组分吸收了来自阳J的电子的过程,即阴J还原过程。例如碳钢在酸中发生腐蚀时,其阳J反应为铁被氧化为Fe抖,放出的电子自阳J(Fe)流到钢中的阴J(Fe3C),被酸中H十吸收而还原成氢气。
…… 目录 绪言
0.1 腐蚀的定义
0.2 研究腐蚀的重要意义
0.3 金属的腐蚀
0.4 非金属的腐蚀
0.5 腐蚀评价
0.5.1 金属全面腐蚀评价
0.5.2 金属局部腐蚀评价
0.5.3 近几年新发展的金属腐蚀测量技术
0.5.4 非金属材料的腐蚀评价
0.6 腐蚀控制工程发展展望
0.7 结语
参考文献
D1章 金属材料的电化学腐蚀机理
1.1 金属腐蚀的电化学机理
1.1.1 腐蚀电池
1.1.2 电解作用
1.2 电化学腐蚀的热力学电位.pH图
1.2.1 金属电化学腐蚀倾向性的判断
1.2.2 电位-pH图
1.2.3 电位-pH图在腐蚀中的应用
1.2.4 计算与实测电位-pH图的腐蚀状态图
1.2.5 电位-pH图的适用性和应用限制
1.3 电化学腐蚀的动力学·J化
1.3.1 腐蚀速率与J化作用
1.3.2 J化原因及类型
1.3.3 过电位与J化电流密度
1 3.4 J化曲线
1.3.5 腐蚀J化图的应用
1.3.6 理想J化曲线与实测J化曲线
1.3.7 电化学腐蚀过程的控制因素
1.4 多电J腐蚀体系
1.4.1 多电J反应耦合体系与多电J腐蚀电池
1.4.2 多电J体系图解分析法
1.4.3 多电J腐蚀体系图解分析法的应用
1.5 氢去J化腐蚀与氧去J化腐蚀
1.5.1 电化学腐蚀的阴J过程
1.5.2 氢去J化腐蚀
1.5.3 氧去J化腐蚀
1.5.4 氢去J化腐蚀与氧去J化腐蚀的一般比较
1.5.5 不同腐蚀情况下控制因素的特征
1.6 金属的钝化
1.6.1 金属钝化的原因及现象
1.6.2 金属钝化条件下的J化曲线
1.6.3 介质氧化能力和阴JJ化对钝化的影响
……
D2章 腐蚀的影响因素
D3章 金属材料环境腐蚀
D4章 金属的局部腐蚀
D5章 金属材料的高温腐蚀
D6章 高分子材料的腐蚀
D7章 金属的腐蚀试验
D8章 非金属材料的耐化学腐蚀性试验
D9章 腐蚀监测
D10章 腐蚀调查
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《金属腐蚀与防护基础理论》 内容简介 本书聚焦于金属材料在自然环境中面临的严峻挑战——腐蚀。我们将深入剖析金属腐蚀的根本原因、作用机理以及影响因素,为读者构建一个全面而扎实的理论基础。本书旨在帮助读者深刻理解金属为何会发生腐蚀,以及在何种条件下腐蚀会加速或减缓,从而为后续的防护策略奠定坚实的认知基石。 第一部分:金属腐蚀的电化学基础 本部分将从最基础的电化学原理出发,解释金属腐蚀的本质。我们将详细阐述电化学腐蚀的几个关键要素: 氧化还原反应: 深入解析金属原子失电子(氧化)和周围介质中的物质得电子(还原)是如何构成分支的电化学过程。我们将通过具体的金属-介质体系,如铁在酸性或中性水溶液中的腐蚀,来生动说明氧化剂和还原剂的角色。 电化学电池模型: 介绍电化学腐蚀电池的模型,包括阳极(金属发生氧化)、阴极(发生还原反应)以及电解质溶液。我们将探讨不同金属的电极电位差异如何决定其腐蚀倾向,并引入标准电极电位和实际电极电位等概念。 腐蚀电流与腐蚀速率: 阐述腐蚀电流的含义及其与腐蚀速率之间的定量关系。我们将介绍如何通过测量腐蚀电流来评估材料的腐蚀速率,并探讨影响腐蚀电流强度的因素,如金属的本征活性、表面状态以及电解质的导电性等。 极化现象: 详细讲解阳极极化和阴极极化现象。阳极极化是指阳极反应速率随电流密度增加而降低的现象,而阴极极化则是阴极反应速率随电流密度增加而降低的现象。我们将分析造成极化的原因,如生成钝化膜、反应物或产物浓度的变化等,并说明极化在控制腐蚀反应中的重要作用。 腐蚀电池的形成与发展: 探讨在实际环境中,何种因素容易诱导腐蚀电池的形成。例如,金属表面微观的不均匀性、晶界、夹杂物、表面应力以及不同金属的接触都会形成微观或宏观的电偶。我们将分析这些不均匀性如何成为腐蚀的“发源地”,并随时间推移不断扩大。 第二部分:影响金属腐蚀的因素 金属腐蚀并非孤立发生的现象,而是受到多种环境和材料因素的复杂影响。本部分将系统性地分析这些关键影响因素: 介质的化学成分: pH值: 探讨不同pH环境下,特别是酸性、中性和碱性介质对金属腐蚀的影响。例如,在强酸性介质中,大多数金属都会发生快速的阳极溶解;在中性介质中,氧气的溶解程度和CO2的含量对碳钢的腐蚀至关重要;在碱性介质中,两性金属(如铝、锌)可能会发生腐蚀。 溶解氧: 强调溶解氧在好氧腐蚀中的关键作用。我们将解释氧气作为主要的阴极去极化剂,如何促进金属阳极溶解。不同介质中氧气的溶解度以及氧扩散的限制作用将得到详细讨论。 氯离子(Cl⁻): 深入分析氯离子的腐蚀促进作用,特别是在钝化金属的破环中。我们将解释氯离子如何干扰钝化膜的形成和稳定,导致点蚀、缝隙腐蚀等局部腐蚀的发生。 硫化物(S²⁻)、氨(NH₃)等: 介绍其他可能存在的腐蚀性离子和物质,它们可能通过与金属形成易溶性配合物,或作为阴极反应的去极化剂,加速腐蚀过程。 温度: 分析温度对金属腐蚀速率的影响。一般来说,温度升高会加速大多数化学反应,包括腐蚀反应。我们将探讨Arrhenius方程在描述温度对腐蚀速率影响中的应用,并指出在某些情况下,温度升高也可能有利于钝化膜的形成。 湿度和水分: 阐述水膜在电化学腐蚀中的必要性。即使在相对干燥的环境中,微量水分也足以形成一层导电薄膜,支持腐蚀电池的形成。我们将讨论吸湿性物质、表面冷凝等对腐蚀的影响。 金属的表面状态: 表面粗糙度: 分析表面粗糙度如何影响腐蚀的发生。粗糙表面容易吸附污染物,并形成狭窄的缝隙,为局部腐蚀创造条件。 表面应力: 讨论表面加工过程中产生的残余应力如何增加金属的活性,加速腐蚀。 表面涂层或氧化膜: 介绍表面已存在的氧化膜或涂层对金属腐蚀行为的影响,包括其稳定性、致密性以及是否存在缺陷。 金属的成分与组织: 合金元素: 分析不同合金元素对金属耐蚀性的影响。例如,在不锈钢中,铬的添加能够形成稳定的钝化膜,显著提高其耐蚀性;镍的添加则能进一步改善其在特定介质中的耐蚀性。 组织结构: 探讨晶粒尺寸、晶界、相分布等组织因素如何影响腐蚀行为。例如,晶界通常是腐蚀的优先发生区域。 环境中的污染物: 讨论工业废气、化学品泄漏等污染物对金属腐蚀的潜在影响,如SO₂、HCl等酸性气体与水分结合形成的腐蚀性溶液。 第三部分:金属腐蚀的类型 基于腐蚀发生的形式和特点,我们将对金属腐蚀进行分类,帮助读者识别和区分不同类型的腐蚀,以便采取针对性的防护措施: 均匀腐蚀: 描述金属表面整体均匀地发生腐蚀,宏观上腐蚀速率较为一致的现象。这是最常见的一种腐蚀形式,但如果腐蚀速率过高,仍然会导致严重的材料损失。 局部腐蚀: 重点讲解各种形式的局部腐蚀,它们往往比均匀腐蚀更具破坏性,因为腐蚀集中在材料的特定区域,可能导致早期穿孔或结构失效。 点蚀: 描述在钝化金属表面形成小而深的腐蚀坑的现象,通常由氯离子等侵蚀性离子引发。 缝隙腐蚀: 分析在狭窄缝隙、垫片接触处等区域发生的腐蚀,其原因是缝隙内电解质的成分变化和氧气浓度差。 晶间腐蚀: 阐述金属晶粒边界优先发生腐蚀的现象,常发生在不当热处理后的不锈钢中。 电偶腐蚀: 解释当两种电位不同的金属相互接触时,电位较低的金属(更活泼)会加速腐蚀的现象。 应力腐蚀开裂(SCC): 介绍在拉应力和特定腐蚀介质共同作用下,金属材料发生脆性断裂的现象。 磨损腐蚀: 探讨在相对运动和腐蚀介质共同作用下,材料表面发生加速腐蚀的现象。 剥落腐蚀: 描述金属表面腐蚀产物层剥落,导致金属基体暴露并继续腐蚀的现象。 物理化学腐蚀: 简要介绍一些由物理因素和化学反应耦合引起的腐蚀,如气蚀、冲刷腐蚀等。 第四部分:金属腐蚀的评估方法 为了有效控制腐蚀,首先需要准确地评估材料的腐蚀状况。本部分将介绍几种常用的腐蚀评估方法: 失重法: 介绍通过测量腐蚀前后金属试样的质量损失来计算腐蚀速率的方法。 电化学测量技术: 详细介绍极化曲线(Tafel外推法、线性极化电阻法)、电化学阻抗谱(EIS)等电化学技术在评估腐蚀速率、钝化行为和腐蚀机理方面的应用。 显微观察技术: 阐述金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)等设备在观察腐蚀形貌、分析腐蚀产物和识别腐蚀类型中的作用。 腐蚀产物分析: 介绍X射线衍射(XRD)、能谱分析(EDS)等方法用于鉴定腐蚀产物的成分,进而推断腐蚀过程。 现场监测技术: 简要提及一些用于实时监测金属结构腐蚀状态的技术,为预防性维护提供依据。 本书致力于提供一个严谨而深入的理论框架,帮助读者理解金属腐蚀的复杂性和多样性。通过掌握这些基础理论,读者将能够更有效地分析实际工程中遇到的腐蚀问题,并为后续的腐蚀防护提供科学的指导。
这本书的出现,仿佛在告诉我,原来我们司空见惯的“生锈”背后,隐藏着如此复杂而精密的科学体系。它让我看到了一个从宏观现象到微观机制的完整图景。我猜想书中会详细阐述腐蚀的发生机理,包括电化学腐蚀、化学腐蚀等不同类型,以及影响腐蚀速率的各种因素,如温度、湿度、介质成分等。同时,它也可能深入探讨各种材料在不同环境下的腐蚀行为,为材料的选择和设计提供科学依据。更重要的是,这本书似乎还提供了一套系统性的监测和防护方法。我设想里面会有关于腐蚀监测技术的发展历程、各种监测设备的原理和应用,以及针对不同腐蚀问题的防护策略,比如合金材料的选择、缓蚀剂的应用、防护涂层的设计等。对于我这样对科学原理充满好奇的读者来说,这本书无疑提供了一个绝佳的学习平台,让我能够从更深层次去理解这个我们生活中无处不在的现象。