当前位置:文档之家› 第三章 表面摩擦磨损与腐蚀

第三章 表面摩擦磨损与腐蚀

金属腐蚀与防护

第一章绪论 腐蚀:由于材料与其介质相互作用(化学与电化学)而导致的变质和破坏。 腐蚀控制的方法: 1)、改换材料 2)、表面涂漆/覆盖层 3)、改变腐蚀介质和环境 4)、合理的结构设计 5)、电化学保护 均匀腐蚀速率的评定方法: 失重法和增重法;深度法; 容量法(析氢腐蚀);电流密度; 机械性能(晶间腐蚀);电阻性. 第二章电化学腐蚀热力学 热力学第零定律状态函数(温度) 热力学第一定律(能量守恒定律) 状态函数(内能) 热力学第二定律状态函数(熵) 热力学第三定律绝对零度不可能达到 2.1、腐蚀的倾向性的热力学原理 腐蚀反应自发性及倾向性的判据: ?G:反应自发进行 < ?G:反应达到平衡 = ?G:反应不能自发进行 > 注:ΔG的负值的绝对值越大,该腐蚀的自发倾向性越大. 热力学上不稳定金属,也有许多在适当条件下能发生钝化而变得耐蚀. 2.2、腐蚀电池 2.2.1、电化学腐蚀现象与腐蚀电池 电化学腐蚀:即金属材料与电解质接触时,由于腐蚀电池作用而引起金属材料腐蚀破坏. 腐蚀电池(或腐蚀原电池):即只能导致金属材料破坏而不能对外做工的短路原电 池. 注:1)、通过直接接触也能形成原电池而不一定要有导线的连接; 2)、一块金属不与其他金属接触,在电解质溶液中也会产生腐蚀电池. 丹尼尔电池:(只要有电势差存在) a)、电极反应具有热力学上的可逆性; b)、电极反应在无限接近电化学平衡条件下进行; c)、电池中进行的其它过程也必须是可逆的. 电极电势略高者为阴极 电极电势略低者为阳极 电化学不均匀性微观阴、阳极微观、亚微观腐蚀电池均匀腐蚀

2.2.2、金属腐蚀的电化学历程 腐蚀电池: 四个部分:阴极、阳极、电解质溶液、连接两极的电子导体(即电路) 三个环节:阴极过程、阳极过程、电荷转移过程(即电子流动) 1)、阳极过程氧化反应 ++ - M n M →ne 金属变为金属离子进入电解液,电子通过电路向阴极转移. 2)、阴极过程还原反应 []- -? D D ne +ne → 电解液中能接受电子的物质捕获电子生成新物质. (即去极化剂) 3)、金属的腐蚀将集中出现在阳极区,阴极区不发生可察觉的金属损失,只起到了传递电荷的作用 金属电化学腐蚀能够持续进行的条件是溶液中存在可使金属氧化的去极化剂,而且这些去极化剂的阳极还原反应的电极电位比金属阴极氧化反应的电位高2.2.3、电化学腐蚀的次生过程 难溶性产物称二次产物或次生物质由于扩散作用形成,且形成于一次产物相遇的地方 阳极——[]+n M(金属阳离子浓度) (形成致密对金属起保护作用) 阴极——pH高 2.3、腐蚀电池类型 宏观腐蚀电池、微观腐蚀电池、超微观腐蚀电池 2.3.1、宏观腐蚀电池 特点:a)、阴、阳极用肉眼可看到; b)、阴、阳极区能长时间保持稳定; c)、产生明显的局部腐蚀 1)、异金属(电偶)腐蚀电池——保护电位低的阴极区域 2)浓差电池由于同一金属的不同部位所接触的介质浓度不同所致 a、氧浓差电池——与富氧溶液接触的金属表面电位高而成为阳极区 eg:水线腐蚀——靠近水线的下部区域极易腐蚀 b、盐浓差电池——稀溶液中的金属电位低成为阴极区 c、温差电池——不同材料在不同温度下电位不同 eg:碳钢——高温阳极低温阴极 铜——高温阴极低温阳极 2.3.2、微观腐蚀电池 特点:a)、电极尺寸与晶粒尺寸相近(0.1mm-0.1μm); b)、阴、阳极区能长时间保持稳定; c)、引起微观局部腐蚀(如孔蚀、晶间腐蚀)

表面摩擦与磨损综述总结

表面摩擦与磨损 摘要:简要介绍了摩擦与磨损的定义,摩擦的分类及评价方法;磨损的分类及评价方法;磨损的评价方法;抗摩擦磨损表面强化技术。 关键词:摩擦;磨损;表面 1 引言 摩擦与磨损是自然界存在的普遍现象, 摩擦对人类的生活和生产活动有利有弊, 而磨损却是有百害而无一利。摩擦与磨损对能源及材料的消耗是相当可观的, 据粗略估计, 有 1/3 ~ 1/2的能源消耗于磨损, 而磨损又常常是机器零部件失效的主要原因。 摩擦与磨损是发生在相互接触并相对运动的两个固体表面之间, 因此接触表面的特性, 诸如表面粗糙度及硬度等与摩擦、磨损关系密切。有些表面特性是由材料的本性决定的, 此外, 还可以采用各种方法对材料表面进行改性, 其中表面处理技术中的电镀及复合镀等则是常用的手段。在制备减摩及耐磨镀层时需进行检测, 因此, 有必要对摩擦及磨损的定义、产生原因和测试方法等有一定程度的了解[1]。 2 摩擦与磨损的定义 摩擦的定义是:两个相互接触的物体在外力的作用下发生相对运动或者相对运动趋势时,在切相面见间产生切向的运动阻力,这一阻力又称为摩擦力。磨损的定义是:任一工作表面的物质,由于表面相对运动而不断损失的现象。 据估计消耗在摩擦过程中的能量约占世界工业能耗的 30%。在机器工作过程中,磨损会造成零件的表面形状和尺寸缓慢而连续损坏,使得机器的工作性能与可靠性逐渐降低,甚至可能导致零件的突然破坏。人类很早就开始对摩擦现象进行研究,取得了大量的成果,特别是近几十年来已在一些机器或零件的设计中考虑了磨损寿命问题。在零件的结构设计、材料选用、加工制造、表面强化处理、润滑剂的选用、操作与维修等方面采取措施,可以有效地解决零件的摩擦磨损问题,提高机器的工作效率,减少能量损失,降低材料消耗,保证机器工作的可靠性[2]。 3 摩擦的分类及评价方法 在机器工作时,零件之间不但相互接触,而且接触的表面之间还存在着相对运动。从摩擦学的角度看,这种存在相互运动的接触面可以看作为摩擦副。有四种摩擦分类方式:按照摩擦副的运动状态分类、按照摩擦副的运动形式分类、按照摩擦副表面的润滑状态分类、按照摩擦副所处的工况条件分类。这里主要以前三种方式介绍分类[3]。 3.1 按摩擦副的运动状态分类

金属腐蚀与防护课后答案

《金属腐蚀理论及腐蚀控制》 习题解答 第一章 1.根据表1中所列数据分别计算碳钢和铝两种材料在试验介质中的失重腐蚀速度V- 和年腐蚀深度V p,并进行比较,说明两种腐蚀速度表示方法的差别。 解:由题意得: (1)对碳钢在30%HNO3( 25℃)中有: Vˉ=△Wˉ/st =(18.7153-18.6739)/45×2×(20×40+20×3+40×30)×0.000001 =0.4694g/ m?h 又有d=m/v=18.7154/20×40×0.003=7.798g/cm2?h Vp=8.76Vˉ/d=8.76×0.4694/7.798=0.53mm/y 对铝在30%HNO3(25℃)中有: Vˉ=△Wˉ铝/st =(16.1820-16.1347)/2×(30×40+30×5+40×5)×45×10-6

=0.3391g/㎡?h d=m铝/v=16.1820/30×40×5×0.001=2.697g/cm3 说明:碳钢的Vˉ比铝大,而Vp比铝小,因为铝的密度比碳钢小。 (2)对不锈钢在20%HNO3( 25℃)有: 表面积S=2π×2 .0+2π×0.015×0.004=0.00179 m2 015 Vˉ=△Wˉ/st=(22.3367-22.2743)/0.00179×400=0.08715 g/ m2?h 试样体积为:V=π×1.52×0.4=2.827 cm3 d=W/V=22.3367/2.827=7.901 g/cm3 Vp=8.76Vˉ/d=8.76×0.08715/7.901=0.097mm/y 对铝有:表面积S=2π×2 .0+2π×0.02×0.005=0.00314 m2 02 Vˉ=△Wˉ/st=(16.9646-16.9151)/0.00314×20=0.7882 g/ m2?h 试样体积为:V=π×2 2×0.5=6.28 cm3 d=W/V=16.9646/6.28=2.701 g/cm3 Vp=8.76Vˉ/d=8.76×0.7882/2.701=2.56mm/y 试样在98% HNO3(85℃)时有: 对不锈钢:Vˉ=△Wˉ/st =(22.3367-22.2906)/0.00179×2=12.8771 g/ m2?h Vp=8.76Vˉ/d=8.76×12.8771/7.901=14.28mm/y 对铝:Vˉ=△Wˉ/st=(16.9646-16.9250)/0.00314×40=0.3153g/ m2?h Vp=8.76Vˉ/d=8.76×0.3153/2.701=1.02mm/y 说明:硝酸浓度温度对不锈钢和铝的腐蚀速度具有相反的影响。

摩擦学原理知识点整理

绪论 1、摩擦学定义:是关于相对运动的相互作用表面的科学技术,包括摩擦、润滑、磨损和冲蚀。 2、摩擦学研究内容主要包括:摩擦、磨损、润滑以及表面工程技术。 3、摩擦:是抵抗两物体接触表面在外力作用下发生切向相对运动的现象。 4、磨损:着重研究与分析材料和机件在不同工况下的磨损机理、发生规律和磨损特性。 5、润滑:研究内容包括流体动力润滑、静力润滑、边界润滑、弹性流体动力润滑等在内的各种润滑理论及其在实践中的应用。 6、表面工程技术:将表面与摩擦学有机结合起来,解决机器零部件的减摩、耐磨,延长使用寿命的问题。 第一章 1、表面形貌:微观粗糙度、宏观粗糙度(即波纹度)和宏观几何形状偏差。 2、表面参数:(1)算术平均偏差Ra 是在一个取样长度lr 内纵坐标值Z (x )绝对值的算术平均值。(2)轮廓的最大高度Rz 是在一个取样长度lr 内最大轮廓峰高Zp 和最大轮廓谷深Zv 之和的高度。(3)均方根偏差Rq 是在一个取样长度lr 内纵坐标值Z (x )的均方根值。 3、对于液体,表层中全部分子所具有的额外势能的总和,叫做表面能。表面能越高,越易粘着。 4、物理吸附:当气体或液体与固体表面接触时,由于分子或原子相互吸引的作用力而产生的吸附叫做物理吸附,是靠范德华力维系的,温度越高,吸附量越小。物理吸附薄膜形成的特点是吸附和解吸附具有可逆性,无选择性。 5、化学吸附:极性分子与金属表面的电子发生交换形成化学键吸附在金属表面上,且极性分子呈定向排列。化学吸附的吸附能较高,比物理吸附稳定,且是不完全可逆的,具有选择性。 6、粘附:是指两个发生接触的表面之间的吸引。 7、影响粘附的因素:①润湿性,②粘附功,③界面张力,④亲和力。 8、金属表面的实际结构:(1)外表层:①污染层,②吸附气体层,③氧化层;(2)内表层:①加工硬化层,②金属基体。 第二章 1、固体表面的接触分类:(1)点接触和面接触。(2)①弹性接触(赫兹接触),②塑性接触,③弹塑性接触,④粘弹性接触。 2、名义接触面积:是两接触固体几何(宏观)界面的边界所确定的面积。 3、实际接触面积:是两接触固体之间传递界面力的各接触斑点面积之和。 影响因素:①载荷的大小,②材料的性质,③微观粗糙度。 4、接触模型:①圆柱体模型(当载荷改变时其接触面积保持不变),②圆锥体模型(比较接近实际情况,因为存在尖端微凸体的可能性很小),③形状对称的球体模型(最符合实际)。 5、塑性指数: 2 1??? ??=ψR H E σ σ:表面微凸体高度分布的标准偏差;R :微凸体的相当曲率半径;E :复合弹性模量;H :材料的硬度值。当ψ<1,弹性接触;ψ>1,部分接触点含有塑性接触;ψ>3,主要是塑性接触。 第三章 1、摩擦的概念:摩擦力是指两个相互接触的物体在外力作用下发生相对运动(或具有趋势)时在接触面间产生的切向运动阻力,这种现象称为摩擦现象。 2、摩擦有害的方面:(1)造成大量能量的消耗,引起机械效率的降低;(2)摩擦使得机器中相对运动的零件表面产生磨损;(3)摩擦使得摩擦副工作温度上升。 3、摩擦的分类: (1)运动状态:静摩擦和动摩擦;(2)运动方式:①滑动摩擦,②滚动摩擦,③转动摩擦;

金属材料的电化学腐蚀与防护

金属材料的电化学腐蚀与防护 一、实验目的 1.了解金属电化学腐蚀的基本原理。 2.了解防止金属腐蚀的基本原理和常用方法。 二、实验原理 1.金属的电化学腐蚀类型 (1)微电池腐蚀 ①差异充气腐蚀 同一种金属在中性条件下,如果不同部位溶解氧气浓度不同,则氧气浓度较小的部位作为腐蚀电池的阳极,金属失去电子受到腐蚀;而氧气浓度较大的部位作为阴极,氧气得电子生成氢氧根离子。如果也有K3[Fe(CN)6]和酚酞存在,则阳极金属亚铁离子进一步与K3[Fe(CN)6]反应,生成蓝色的Fe3[Fe(CN)6]2沉淀;在阴极,由于氢氧根离子的不断生成使得酚酞变红(亦属于吸氧腐蚀)。两极反应式如下: 阳极(氧气浓度小的部位)反应式: Fe = Fe2++2e- 3Fe2++2[Fe(CN)6]3-= Fe3[Fe(CN)6]2 (蓝色沉淀) 阴极(氧气浓度大的部位)反应式: O2+2H2O +4e-= 4OH- ②析氢腐蚀 金属铁浸在含有K3[Fe(CN)6]2的盐酸溶液中,铁作为阳极失去电子,受腐蚀,杂质作为阴极,在其表面H+得电子被还原析出氢气。两极反应式为: 阳极:Fe = Fe2++2e- 阴极:2H++2e-= H2↑ 在其中加入K3[Fe(CN)6],则阳极附近的Fe2+进一步反应: 3Fe2++2[Fe(CN)6]3-= Fe3[Fe(CN)6]2 (蓝色沉淀) (2)宏电池腐蚀 ①金属铁和铜直接接触,置于含有NaCl、K3[Fe(CN)6]、酚酞的混合溶液里,由于?O(Fe2+/Fe)< ?O(Cu2+/Cu),两者构成了宏电池,铁作为阳极,失去电子受到腐蚀(属于吸氧腐蚀)。两极的电极反应式分别如下: 阳极反应式: Fe = Fe2++2e- 3Fe2++2[Fe(CN)6]3-= Fe3[Fe(CN)6]2 (蓝色沉淀) 阴极(铜表面)反应式: O2+2H2O +4e-= 4OH- 在阴极由于有OH-生成,使c(OH-)增大,所以酚酞变红。

摩擦与磨损

表面摩擦与磨损 一、摩擦与磨损的定义 摩擦的定义是:两个相互接触的物体在外力的作用下发生相对运动或者相对运动趋势时,在切相面见间产生切向的运动阻力,这一阻力又称为摩擦力。磨损的定义是:任一工作表面的物质,由于表面相对运动而不断损失的现象。 据估计消耗在摩擦过程中的能量约占世界工业能耗的30%。在机器工作过程中,磨损会造成零件的表面形状和尺寸缓慢而连续损坏,使得机器的工作性能与可靠性逐渐降低,甚至可能导致零件的突然破坏。人类很早就开始对摩擦现象进行研究,取得了大量的成果,特别是近几十年来已在一些机器或零件的设计中考虑了磨损寿命问题。在零件的结构设计、材料选用、加工制造、表面强化处理、润滑剂的选用、操作与维修等方面采取措施,可以有效地解决零件的摩擦磨损问题,提高机器的工作效率,减少能量损失,降低材料消耗,保证机器工作的可靠性。 二、摩擦的分类及评价方法 在机器工作时,零件之间不但相互接触,而且接触的表面之间还存在着相对运动。从摩擦学的角度看,这种存在相互运动的接触面可以看作为摩擦副。有四种摩擦分类方式:按照摩擦副的运动状态分类、按照摩擦副的运动形式分类、按照摩擦副表面的润滑状态分类、按照摩擦副所处的工况条件分类。这里主要以根据摩擦副之间的状态不同分类,摩擦可以分为:干摩擦、边界摩擦、流体摩擦和混合摩擦,如图2-1所示。 图2-1 摩擦状态

1、干摩擦 当摩擦副表面间不加任何润滑剂时,将出现固体表面直接接触的摩擦(见图2-1a),工程上称为干摩擦。此时,两摩擦表面间的相对运动将消耗大量的能量并造成严重的表面磨损。这种摩擦状态是失效,在机器工作时是不允许出现的。由于任何零件的表面都会因为氧化而形成氧化膜或被润滑油所湿润,所以在工程实际中,并不存在真正的干摩擦。 2 、边界摩擦 当摩擦副表面间有润滑油存在时,由于润滑油与金属表面间的物理吸附作用和化学吸附作用,润滑油会在金属表面上形成极薄的边界膜。边界膜的厚度非常小,通常只有几个分子到十几个分子厚,不足以将微观不平的两金属表面分隔开,所以相互运动时,金属表面的微凸出部分将发生接触,这种状态称为边界摩擦(见图2-1b)。当摩擦副表面覆盖一层边界膜后,虽然表面磨损不能消除,但可以起着减小摩擦与减轻磨损的作用。与干摩擦状态相比,边界摩擦状态时的摩擦系数要小的多。 在机器工作时,零件的工作温度、速度和载荷大小等因素都会对边界膜产生影响,甚至造成边界膜破裂。因此,在边界摩擦状态下,保持边界膜不破裂十分重要。在工程中,经常通过合理地设计摩擦副的形状,选择合适的摩擦副材料与润滑剂,降低表面粗糙度,在润滑剂中加入适当的油性添加剂和极压添加剂等措施来提高边界膜的强度。 3 、流体摩擦 当摩擦副表面间形成的油膜厚度达到足以将两个表面的微凸出部分完全分开时,摩擦副之间的摩擦就转变为油膜之间的摩擦,这称为流体摩擦(见图2-1c)。形成流体摩擦的方式有两种:一是通过液压系统向摩擦面之间供给压力油,强制形成压力油膜隔开摩擦表面,这称为流体静压摩擦;二是通过两摩擦表面在满足一定的条件下,相对运动时产生的压力油膜隔开摩擦表面,这称为流体动压摩擦。流体摩擦是在流体内部的分子间进行的,所以摩擦系数极小。 4 、混合摩擦 当摩擦副表面间处在边界摩擦与流体摩擦的混合状态时,称为混合摩擦。在一般机器中,摩擦表面多处于混合摩擦状态(见图2-1d)。混合摩擦时,表面间的微凸出部分仍有直接接触,磨损仍然存在。但是,由于混合摩擦时的流体膜厚度要比边界摩擦时的厚,减小了微凸出部分的接触数量,同时增加了流体膜承载的比例,所以混合摩擦状态时的摩擦系数要比边界摩擦时小得多。 三、磨损的分类及评价方法 摩擦副表面间的摩擦造成表面材料逐渐地损失的现象称为磨损。零件表面磨损后不但会影响其正常工作,如齿轮和滚动轴承的工作噪声增大,而承载能力降

材料的腐蚀与防护

姓名:贾永乐学号:201224190602 班级:机械6班 检索主题:材料的腐蚀与防护 数据库:中国知识资源总库——中国期刊全文数据库 检索方法:用高级检索,主题词:腐蚀与防护关键词:材料相与检索结果:1456篇,其中关于航空材料的13篇;金属材料的腐蚀的183篇;材料的防护的522篇,其余为腐蚀与防护相关 的其它技术和方法。 文献综述 1材料腐蚀与防护的发展史: 所有的材料都有一定的使用寿命,在使用过程中将遭受断裂、磨损、腐蚀等损坏。其中,腐蚀失效的危害最为严重,它所造成的经济损失超过了各种自然灾害所造成的损失总和,造成许多灾难性的事故,造成了资源浪费和环境污染。因此,研究与解决材料的腐蚀问题,与防止环境污染、保护人民健康息息相关。在现代工程结构中,特别足在高温、高压、多相流作用下,以及在磨损、断裂等的协同作用下,腐蚀损坏格外严重。据统计,材料腐蚀带来的经济损失约占国民生产总值的1.8%~4.2%。而常用金属材料最容易遭受腐蚀,因此金属腐蚀的研究受到广泛的重视【1】。我们只有在搞清楚材料腐蚀的原因的基础上,才能研制适宜的耐腐蚀材料、涂层及采取合理的保护措施,以达到防止或控制腐蚀的目的。从而减少经济损失和事故,保护环境保障人类健康。 每年由于腐蚀引起的材料失效给人类社会带来了巨大的损失。航

空材料的腐蚀损失尤为巨大。我国针对航空产品的腐蚀与防护的研究和应用起始于上世纪五十年代,经过几十年的曲折发展,取得了很大进步。目前在航空产品的常温腐蚀与防护上,已经进入了向国际接轨的发展阶段。航空材料由于服役环境复杂多变, 不同构成材料相互配合影响, 导致航空材料在飞行器的留空阶段、停放阶段遭受多种不同种类的腐蚀, 增加了飞行器的运营成本, 对飞行器的功能完整性和使用安全性造成严重的危害。英美空军每架飞机每年因腐蚀造成的直接修理费用为11 000~ 55 000美元之间【2】。1985年8月12日,日本一架B747客机因应力腐蚀断裂而坠毁,死亡500余人。因此航空材料的腐蚀防护技术研究对航空业的发展具有举足轻重的作用。 1978.10国家科委主任方毅在全国聘任27位科学家组建了我国《腐蚀科学》学科组,笔者作为学科组成员,第三专业组(大气腐蚀专业组)副组长,承担了航空航天部分的调查任务。1980.1—1982.6广泛函调一百多个工厂,并深入26个厂、所、部队,机场进行了实地考查,发现了大量的腐蚀问题,笔者1985年在我国首次出版了《航空产品腐蚀故障事例集》,汇集了数据比较周全,二十世纪六、七十年代的46个腐蚀故障【3】。 1990年前,铁道车辆车体结构通常采用普碳钢制造,加之使用涂料档次低,对表面处理和涂装工艺不够重视,车辆锈蚀严重,修理时车体钢板的更换率相当高,有些客车甚至仅使用1个厂修期就报废。1985年,耐大气腐蚀钢(即Corten钢,又称耐候钢)开始用于车辆,到1990年,已在全部新造车辆上采用。由于这类钢材含有(0.2%~0.4%

最新人教版高中化学选修1 第三章 第二节 金属的腐蚀和防护练习含答案

第二节金属的腐蚀和防护 1.为什么钢铁在潮湿的环境中比在干燥的环境中更容易生锈?

提示:不纯的金属或合金,在潮湿的空气中形成微小原电池而发生电化学腐蚀,主要发生吸氧腐蚀,加快了反应速率。 ?综合拓展 一、化学腐蚀和电化学腐蚀的比较 二、吸氧腐蚀与析氢腐蚀的比较(以钢铁腐蚀为例)

?尝试应用 1.钢铁在很弱的酸性或中性条件下发生电化学腐蚀时,正极的反应式为(C) A.Fe-2e-===Fe2+ B.2H++2e-===H2↑ C.2H2O+O2+4e-===4OH- D.Fe-3e-===Fe3+ 解析:考查金属的电化学腐蚀的实质。钢铁中含有多种杂质,在考虑钢铁的电化学腐蚀时,为了简化问题,主要讨论碳杂质问题,也就是以Fe为负极,C为正极的原电池反应。在中性条件或弱酸性条件下发生的是吸氧腐蚀,原电池的正极为C,发生还原反应,即得电子反应,故A、D两项应排除,在B、C两项中,B项是析氢腐蚀的电极反应式,所以C项符

合题意。 金属的防护 2.镀锌铁与镀锡铁的镀层破损后,哪个更耐腐蚀? 提示:镀锌铁更耐腐蚀,因为发生电化学腐蚀时,锌比铁活泼,因此适合作原电池的负极,失去电子被氧化,从而保护了铁。而锡不如铁活泼,当镀锡铁镀层破损后,铁做负极,失去电子被氧化。 ?综合拓展 三、金属的防护 1.保持金属表面清洁干燥。 2.金属表面涂抹油漆等保护层。 3.改变金属内部结构,如制成合金。 4.通过化学方法使其表面形成保护层,如电镀、形成氧化膜等。 5.电化学防护法——牺牲阳极的阴极保护法。 电化学防护法应用原电池原理,让被保护金属作为正极,另找一种活动性较强的金属作为负极。例如在锅炉内壁、船舶外壳装上若干锌块,就可保护钢铁设备。 发生的电极反应: 负极:2Zn-4e-===2Zn2+; 正极:O2+2H2O+4e-===4OH-。 锌块不断被腐蚀,可定期拆换,使铁得到保护。 ?尝试应用 2.下列做法不能起防锈作用的是(A) A.保留铁制品上的铁锈 B.在铁制品表面镀锌 C.在金属机械上涂油 D.在车、船的表面刷油漆 解析:铁锈是比较疏松的氧化膜,容易保存一些水分,形成电解质溶液加速铁的腐蚀,不能起到防锈的作用。B、C、D三项均能起到防锈的作用。 ?水平测试

粘着磨损综述

粘着磨损及影响因素的研究 摘要:粘着磨损是磨损的失效基本类型之一,本文根据材料的表面状态和内部 结构阐述了影响粘着作用的机理和因素并给出了一些实用的克服粘着磨损的措施。 关键词:粘着磨损;摩擦副;粘着力;吸附膜;氧化膜 1 引言 磨损是材料和零件的主要失效形式之一,每年给人类带来上千亿美元的巨额浪费。而粘着磨损是一种最常见的的磨损形式,它在摩擦学的研究和应用中有非常重要的地位和作用。世界上技术先进的国家都为粘着磨损的研究及对策投入了大量的财力和人力[1]。 粘着磨损按程度分为涂抹、擦伤、粘焊和咬卡等几种。许多零件、工具的报废和失效都和粘着磨损有关。如轴承、凸轮、蜗轮、齿轮、量具、刃具、模具。真空环境的粘着磨损已成为空间技术的核心问题。另外,工作在气态、液态和侵蚀介质中的原子能反应堆及其他承受重载的机械装备也不能摆脱粘着磨损。由此可见,研究粘着磨损对国民经济各部门都具有重要的意义,特别对尖端技术更具有突出的作用[2]。 2 粘着磨损的产生及理论分析 2.1 粘着磨损的产生 粘着磨损是由摩擦表面的引力作用引起的。界面上的分子使接触表面形成粘着耦合,粘着作用使摩擦副表面或亚表层产生破坏,摩擦力剧增,摩擦变得迅猛而强烈,其中粘着力的大小与摩擦表面的清洁程度、吸附层及润滑状态有关。法向应力、切向应力、温度、变形的作用使摩擦表面的隔离层(润滑层、污染层、吸附层及氧化膜)发生破坏[3]。 2.2 粘着磨损的形式 粘着磨损的形式取决于粘着的强度和表面下材料的强度等条件,如果粘着强度比摩擦副两基体金属的强度都弱,剪切将发生在界面上,这时磨损极小;如果粘着强度大于基体金属的强度,则剪切将发生在离界面的金属表层内,金属将从一个表面转移到另一个表面上,形成粘着磨损。粘着磨损按金属转移程度不同分为以下几种形式[4]。 (1) 轻微磨损。当粘着强度比摩擦副的两基体金属抗剪强度都弱时,剪切将发生在粘着的界面上,这时表面材料转移极少,磨损很少,但摩擦系数将增大。金属表面上有氧化膜时,常发生这类粘着磨损。

摩擦学题库

第一章 绪论(5) 1、摩擦学研究的理论和实践包括设计和计算、润滑材料和润滑方法,摩擦材料和表面状态以及摩擦故障诊断、监测和预报等。 2、摩擦学的一般定义是:“关于相对运动中相互作用表面的科学、技术及有关的实践”。通常也理解为包括摩擦、磨损和润滑在内的一门跨学科的科学。 3、摩擦学研究的对象很广泛,概括说研究摩擦、磨损(包括材料转移)和润滑(包括固体润滑)的原理及其应用。概括起来有以下八方面: (1). 摩擦学现象的作用机理。 (2). 材料的摩擦学特性。 (3). 摩擦学元件(包括人体人工关节)的特性与设计以及摩擦学失效分析。 (4). 摩擦材料。 (5). 润滑材料。 (6). 摩擦学状态的测试技术与仪器设备。 (7). 机器设备摩擦学失效状态的在线检测与监控以及早期预报与诊断。 (8).摩擦学数据库与知识库。 4、摩擦学研究的基本方法 (1)、黑箱法 只知其输入值和输出值,但不知其内部结构的系统称为‘ 黑箱 ’。 (2)、系统辨识方法: 通过对系统输入-输出数据的测量和处理,以建立系统数学模型的方法,即系统辨识方法。 (3)、相关法 在大量试验数据的基础上,建立材料的摩擦学性能Pt 与材料表面组织结构参数Si 相关性的函数关系的一种方法,即:F(Pt ,S1,S2, )=0 第二章 固体的表面性质(15) 1、表面的几何形状特征 (1)、微观几何形状误差 加工过程固有误差引起表面对设计要求的形状偏差,用表面波纹度、表面粗糙度描述 (2)、表面波纹度 切削加工过程中系统有害振动引起的表面波纹(波高h 、波距s ) 宏观粗糙度 h /s ≈1:40 ;s 一般1~10mm (3)、表面粗糙度 不象波纹度那样有明显的周期性,波距较大、波高较小 实际轮廓 粗糙度 波纹度 表面形貌

东北大学 材料腐蚀与防护 复习

第一章 耐蚀性:指材料抵抗环境介质腐蚀的能力。 腐蚀性:指环境介质腐蚀材料的强弱程度。 高温氧化:在高温条件下,金属与环境介质中的气相或凝聚相物质发生化学反应而遭受破坏的过程称高温氧化,亦称高温腐蚀。 毕林—彼得沃尔斯原理或P-B 比:氧化时所生成的金属氧化膜的体积2MeO V 与生成这些氧化膜所消耗的金属的体积Me V 之比。 腐蚀过程的本质:金属 → 金属化合物 (高温)热腐蚀:指金属材料在高温工作时,基体金属与沉积在其工作表面上的沉积盐及周围工作气体发生总和作用而产生的腐蚀现象称为热腐蚀. p 型半导体:通过电子的迁移而导电的半导体; n 型半导体:通过空穴的迁移而导电的半导体。 n 型:加Li (低价),导电率减小,氧化速度增加;加Al (高价),导电率增加,氧化速度降低。 p 型:加Li (低价),导电率增加,氧化速度降低;加Cr (高价),导电率减小,氧化度增加。 腐蚀的危害 1)造成巨大的经济损失;2)造成金属资源和能源的浪费造成设备破坏事故,危及人身安全;3)引起环境污染。 金属一旦形成氧化膜,氧化过程的继续进行将取决于两个因素 1)界面反应速度,包括金属/氧化物界面以及氧化物/气体两个界面上的反应速度;2)参加反应物质通过氧化膜的扩散速度。(这两个因素实际上控制了继续氧化的整个过程,也就是控制了进一步氧化速度。在氧化初期,氧化控制因素是界面反应速度,随着氧化膜的增厚,扩散过程起着愈来愈重要的作用,成为继续氧化的速度控制因素)反映物质通过氧化膜的扩散,一般可有三种传输形式 1)金属离子单向向外扩散;2)氧单向向内扩散;3)两个方向的扩散。 反应物质在氧化膜内的传输途径 1)通过晶格扩散:温度较高,氧化膜致密,而且氧化膜内部存在高浓度的空位缺陷的情况下,如钴的氧化;2)通过晶界扩散。在较低的温度下,由于晶界扩散的激活能小东北大学 材料腐蚀与防护 整理人 围安 E-mail jr_lee@https://www.doczj.com/doc/6b15215624.html, 2016.1.2

论文-金属材料的腐蚀与防护

金属材料的腐蚀和防护 罗--(学号:1230060054) (-----大学物理与材料科学学院物理学1202班) 专题授课老师:---- 摘要:自从人类发现并使用金属到如今已有5000年的历史,然而人类在享受金属材料的使用带来便利的同时,也在苦恼着金属腐蚀带来的烦恼。人类在使用金属的同时,也在尽最大的努力对金属进行防护。金属的有效防护,一方面可以降低成本,提高劳动生产率,赢得最大的经济效应;另一方面对加强国防建设也有重要的意义。 关键词:金属材料腐蚀防护 引言:当金属和周围气态或液态介质接触时常常由于发生化学作用或电化学作用而逐渐损坏的过程成为金属腐蚀,每年金属腐蚀给国家带来巨大的经济损失,所以金属的有效防护对于一个企业和国家是至关重要的。 1.金属材料的腐蚀机理 1.1金属腐蚀的分类 按照金属的腐蚀机理可以将金属腐蚀分为化学腐蚀与电化学腐蚀两大类。化学腐蚀就是金属与接触到的物质直接发生氧化还原反应而被氧化损耗的过程;电化学腐蚀就是铁和氧形成两个电极,组成腐蚀原电池。金属腐蚀的实质都是金属原子被氧化转化成金属阳离子的过程。 1.2金属腐蚀的发生

自然界中只有极少数金属(例如金、铂等)能以游离状态存在,而大多数金属都需要从它们的矿石中用不同的能量冶炼出来。因此,金属受周围介质的化学及电化学作用而被破坏,这种现象叫做金属的腐蚀。 1.3金属腐蚀的危害 金属腐蚀的危害首先在于腐蚀造成了巨大的经济损失。这种损失可分为直接损失和间接损失。直接损失包括材料的损耗、设备的失效、能源的消耗。由于腐蚀,使大量有用材料变为废料,估计全世界每年因腐蚀报废的钢铁设备约为其年产量的10% 。间接损失包括因腐蚀引起的停工停产,产品质量下降,大量有用有毒物质的泄漏、爆炸,以及大规模的环境污染等。一些腐蚀破坏事故还造成了人员伤亡,直接威胁着人民群众的生命安全。 2.金属腐蚀防护的方法 2.1 改变金属的组成 这种方法最常见的是不锈钢材料。通过在钢铁中加入12-30%的金属铬而改变钢铁原有的组成,从而改善性能,不易腐蚀。如目前迅速发展起来的不锈钢炊具,餐具等就是以此为材料的。2.2 形成保护层 在金属表面覆盖各种保护层,把被保护金属与腐蚀性介质隔开,是防止金属腐蚀的有效方法。可以形成以下几种保护层来对金属腐蚀进行防护: (1)磷化处理: 钢铁制品去油、除锈后,放入特定组成的磷酸

金属材料的腐蚀与防护

金属材料的腐蚀与防护 摘要:扼要介绍了金属的腐蚀机理,腐蚀发生的原因。金属的腐蚀现象和机理比较复杂,但可以通过合理地选用材料、有效地采取防腐蚀措施来减缓金属材料的腐蚀速度,这对于延长设备寿命、降低成本、提高劳动生产率都具有十分重要的意义。 关键词:金属材料;腐蚀;防护 钢铁生锈、铜器泛绿、银具变黑等都是材料(通常是指金属)及其结构物,制件与其所处环境介质之间的化学反应或电化学反应所引起的破坏或变质。这类破坏或变质被称之为材料的腐蚀。腐蚀科学则是一门涉及化学、物理、冶金学、表面科学、力学、机械学和生物学等多学科的应用科学。金属的腐蚀严重破坏了国民经济和国防建设,研究金属的腐蚀这门科学对于提高国民经济和加强国防建设都有重要的意义。 1 金属材料的腐蚀机理 1.1金属腐蚀的分类 按照金属的腐蚀机理可以将金属腐蚀分为化学腐蚀与电化学腐蚀两大类。化学腐蚀就是金属与接触到的物质直接发生氧化还原反应而被氧化损耗的过程;电化学腐蚀就是铁和氧形成两个电极,组成腐蚀原电池,因为铁的电极电位总比氧的电极电位低,所以铁是阳极。遭到的腐蚀不管是化学腐蚀还是电化学腐蚀,金属腐蚀的实质都是金属原子被氧化转化成金属阳离子的过程[1] 1.2金属腐蚀的发生 自然界中只有极少数金属(例如金、铂等)能以游离状态存在,而大多数金属都需要从它们的矿石中用不同的能量冶炼出来。因此,从热力学观点来看,金属的腐蚀是很自然的事。金属受周围介质的化学及电化学作用而被破坏,这种现象叫做金属的腐蚀。由于腐蚀导致的金属破坏都从表面开始,而破坏的程度,一般来说也是表面最大。在液态和固态电解质中腐蚀过程是电化学过程。因此,腐蚀能否进行取决于金属能否离子化,而金属离子化的趋势可以用电极电位(E)表示。 金属在电解质中的腐蚀是一种电化学变化[2],它的进行依照法拉第定律及欧姆定律,△W=(Ec-Ea)te/(96500AR) 式中,e为常数,如粗略地认为R不变时,则腐蚀速率(△W/t)与(Ec-Ea)成正比,而与A成反比。(Ec-Ea)因极化关系有所变化,因此腐蚀率也会随时间变化;阳极面积(A)较小时,腐蚀率将会随着提高。金属腐蚀时,阳极释放电子的阳极过程和阴极获得电子的阴极过程是在同一金属表面进行的。 2 金属防护的方法

摩擦磨损及润滑概述

第二章摩擦、磨损及润滑概述 一、教学目标 (一)能力目标 1.会分析摩擦副类型,会选择润滑方式及润滑剂类型 2.会选择密封方式 (二)知识目标 1.掌握摩擦副分类及基本性质、磨损过程及润滑的类型及润滑剂类型 2.掌握密封方式的选择 二、教学内容 1.摩擦与磨损 2.润滑 3.密封方法及装置 三、教学的重点与难点 (一)重点 1.润滑方式及润滑剂类型的选择。 2.密封方法的确定。 (二)难点 密封方法的确定。 四、教学方法与手段 应用工程实例讲解,总结归纳式教学。 2.1 摩擦与磨损 随着现代科学技术的发展,对摩擦、磨损的研究已经形成一门新的学科领域——摩擦学。为了节约能源、提高效率及延长机械零件的寿命,润滑是必不可少的。 摩擦:两接触的物体在接触表面间相对运动或有相对运动趋势时产生阻碍其发生相对运动的现象叫摩擦 磨损:由于摩擦引起的摩擦能耗和导致表面材料的不断损耗或转移,即形成磨损。使零件的表面形状与尺寸遭到缓慢而连续破坏→精度、可靠性↓效率↓直至破坏。 润滑:减少摩擦、降低磨损的一种有效手段。 2.1.1 摩擦及其分类

按运动状态,摩擦分静摩擦和动摩擦。 根据摩擦面间存在润滑剂的状况,摩擦分干摩擦、边界摩擦、液体摩擦、混合摩擦。(如图所示)。 1、干摩擦 两摩擦表面直接接触,不加入任何润滑剂的摩擦。 干摩擦状态产生较大的摩擦功耗及严重的磨损,因此应严禁出现这种摩擦。 2、液体摩擦 摩擦表面间的润滑膜厚度大到足以将两个表面的轮廓完全隔开时,即形成了全液体摩擦,是理想摩擦状态。 3、边界摩擦 两摩擦表面被吸附在表面的边界膜隔开,使其处于干摩擦和液体摩擦之间的状态。边界膜起润滑作用。 4、混合摩擦 处于干摩擦、液体摩擦与边界摩擦的混合状态。 2.1.2 磨损及其过程 磨损是摩擦的直接结果,使材料损耗 ↓,工作精度↓,可靠性↓。 典型的磨损过程: 1、磨合磨损过程:形成一个稳定的表面粗糙度,且在以后过程中,此粗糙度不会继续改变,所占时间比率较小。 2、稳定磨损阶段:经磨合的摩擦表面加工硬化,形成了稳定的表面粗糙度,摩擦条件保持相对稳定,磨损较缓习——该段时间长短反映零件的寿命。 3、急剧磨损阶段:经稳定磨损后,零件表面破坏,运动副间隙增大→动载、振动→润滑状态改变→温升↑→使磨损速度急剧上升→直至零件失效

材料腐蚀与防护学习心得

材料腐蚀与防护学习心得 经过一学期的学习,以及老师的精心讲解,我对过程装备腐蚀与防护这门课程有了更深的认识。现在就本人的学习心得与对课本的认识作如下讲述: 腐蚀现象几乎涉及国民经济的一切领域。例如,各种机器、设备、桥梁在大气中因腐蚀而生锈;舰船、沿海的港口设施遭受海水和海洋微生物的腐蚀;埋在地下的输油、输气管线和地下电缆因土壤和细菌的腐蚀而发生穿孔;钢材在轧制过程因高温下与空气中的氧作用而产生大量的氧化皮;人工器官材料在血液、体液中的腐蚀;与各种酸、碱、盐等强腐蚀性介质接触的化工机器与设备,腐蚀问题尤为突出,特别是处于高温、高压、高流速工况下的机械设备,往往会引起材料迅速的腐蚀损坏。 目前工业用的材料,无论是金属材料或非金属材料,几乎没有一种材料是绝对不腐蚀的。因此,研究材料的腐蚀规律,弄清腐蚀发生的原因及采取有效的防止腐蚀的措施。对于延长设备寿命、降低成本、提高劳动生产率无疑具有十分重要的意义。 比如说管道吧,管道腐蚀产生的原因: 1外界条件 ①输管道涉及的土壤性质比较复杂,准确评定其腐蚀性非常困难道周围介质的腐蚀性介质的 腐蚀性强弱与土壤的性质及其微生物密切相关,然而对于长。 ②周围介质的物理性状的影响:主要包括地下水的变化、土壤是否有水分交替变化等情 况,以及是否有芦苇类的根系影响等。 ③包括环境温度和管道运行期间产生的温度。温度的升高,腐蚀的速度会大大加快。温度的高低与管路敷设深度有直接的关系,同时更受地域差别的影响。 ④蚀速度,杂散电流可对管道产生电解腐蚀。 ⑤油气本身含有氧化性物质:如含水,及H S 、 C O 等酸性气体可造成类似原电池的电化学反应和破坏金属晶格的化学反应,可造成管道内壁的腐蚀。 2. 防腐措施的问题 防腐层失效是地下管道腐蚀的主要原因,轻度失效可增大阴极保护电流弥补防腐作用;特殊的失效,如因防腐层剥离引起的阴极保护电流屏蔽及防腐层的破坏,管道就会产生严重的腐蚀。腐蚀发生的原因是防腐层的完整性遭到破坏,主要产生于防腐层与管道剥离或是防

摩擦磨损

博士入学考试 名词解释 粗糙度:评定加工过的材料表面由峰、谷和间距等构成的微观几何形状误差的物理量。 固体润滑:利用固体所具有的减摩作用的润滑方法。 固体润滑材料:为了防止相对运动中的表面损伤,并降低摩擦与磨损而使用的薄膜或粉状固体。 滑动磨损:两个相对滑动物体公共接触面积上产生的切向阻力和材料流失的现象。 自由磨料磨损和固定磨料磨损:两者皆为磨料磨损,自由磨料磨损磨料保持自由状态,而固定磨料磨损磨料保持固定状态。 耐磨性和相对耐磨性:材料的耐磨性是指一定条件下材料耐磨性的特性;相对耐磨性是指两种材料在相同的外部条件下磨损量的比值。 微切削和微犁沟:微切削是磨料(磨粒或硬突起)从被磨损表面切削下微切屑的磨料磨损过程;在相对滑动中,硬颗粒或两表面中硬微突体使较软表面塑性变形而形成犁痕式的破坏。 问答题 1.简述摩擦的概念和分类。 摩擦:两个相互接触的物体在外力作用下发生相对运动或具有相对运动的趋势时,就会发生摩擦。 摩擦学:摩擦学是研究相对运动互作用表面的科学与技术,它包括材料的摩擦、磨损和润滑三个部分。 分类: (1)按摩擦副表面的润滑情况分: 干摩擦:物件间或试样间不加任何润滑剂时的摩擦。 边界摩擦:两接触表面间存在一层极薄的润滑膜,其摩擦和磨损不是取决于润滑剂的粘度,而是取决于两表面的特性和润滑特性。 流体摩擦:由流体的黏滞阻力或流变阻力引起的内摩擦。 半干摩擦:部分干摩擦,部分边界摩擦。半流体摩擦:部分边界摩擦,部分流体摩擦。 (2)按摩擦副的运动形式分: 滑动摩擦:当接触表面相对滑动或具有相对滑动趋势时的摩擦。 滚动摩擦:当物体在力矩的作用下沿接触表面滚动时的摩擦。

人教版选修一第三章第二节金属的腐蚀和防护练习

第三章探索生活材料 第2节金属的腐蚀与防护(1) 【课内巩固】 一、选择题 1.下列关于铁器的使用注意事项不正确的是() A.避免长期接触潮湿空气 B.避免与酸性物质接触 C.不能接触干燥的空气 D.不能盛放硫酸铜溶液 2.下列说法不正确的是() A.铁制品生锈以后可以隔绝里面的铁与空气的进一步接触 B.铁制品的生锈过程是缓慢氧化的过程 C.车、船表面涂上一层油漆可以防止铁生锈 D.生锈报废的铁制品可以回收重新炼铁 3.在下列条件或环境中,铁制品最容易生锈的是() A.放在纯净的氧气中 B.浸没在蒸馏水中 C.放在干燥的空气中 D.放在潮湿的空气中 4.铁生锈的变化属于() A 缓慢氧化 B 置换反应 C 物理变化 D 以上都不对 5.下列合金中不能被稀盐酸腐蚀的是(括号内为合金成分)() A 球墨铸铁 B 黄铜(铜锌) C 铝合金 D 18K黄金 6.一种新兴的金属由于其熔点高、密度小、可塑性好、耐腐蚀性强,它和它的合金被广泛用于火箭、导弹、航天飞机、船舶、化工和通讯设备的制造中,这种金属是()A.铜B.钢C.钛D.镁 7.化学腐蚀与电化腐蚀的相同点是()A.金属原子失电子而被氧化的过程,即金属原子转化为阳离子的过程 B.金属与氧化剂直接反应 C.无电流 D.有电流 一、填空题 8.化学是关于人类如何应用物质的科学。根据你对化学反应的理解,回答下列问题:在铁制品表面镀上一层保护膜,是为了防止和减缓铁的锈蚀;在实验室里用氯酸钾制氧气时,加热和加入二氧化锰是为了加快反应速率。虽然物质之间的化学反应极其复杂,但是人类可以根据物质的,通过改变来控制化学反应。 9.全世界每年因生锈损失的钢铁约占世界钢铁年产量的1/4。某学生想探究铁生锈的条件,他将干净的铁钉分别同时入放A、B、C三支试管中进行研究。 (1)请你帮助该学生完成下列实验设计的内容: 编号操作方法实验目的 A 探究铁在干燥空气中的生锈情况

关于金属材料腐蚀与防护措施的探析

关于金属材料腐蚀与防护措施的探析 发表时间:2015-04-01T11:18:11.310Z 来源:《教育学文摘》2015年1月总第145期供稿作者:李维斌[导读] 在金属表面覆盖各种保护,把被保护金属与腐蚀性介质隔开,是防止金属腐蚀的有效方法。 ◆李维斌长春医药化工工业技工学校130000 摘要:金属材料腐蚀可造成设备的全面损坏而报废,也可使零件强度下降,还会产生腐蚀脆性等不良后果,是机械零件失效的重要形式之一。本文结合金属腐蚀机理,对海洋腐蚀防护措施和井下腐蚀的主要预防进行了分析,以供参考。关键词:金属材料腐蚀井下腐蚀海洋腐蚀防护措施 对金属腐蚀的研究,同时采取有效的防腐措施,是确保设备使用年限的延长,以及降低由于金属材料腐蚀所造成损失的关键。 一、金属材料井下腐蚀的预防措施 在金属表面覆盖各种保护,把被保护金属与腐蚀性介质隔开,是防止金属腐蚀的有效方法。 1.预防热浸镀锌防腐。热浸镀锌防腐,是将经过酸洗除锈的钢构件浸入480~520℃,高温锌熔池3~5min,使钢铁表面沾挂一层锌液,经冷却后形成镀层。热浸镀锌镀层可对钢铁提供机械屏蔽于电化学保护的作用,涂层和钢铁表面的结合力比较好,但是镀锌涂层的厚度比较薄。锌涂层一旦腐蚀后,其局部会漏出钢铁的基本构体。致使致涂层失效,所以,热浸镀锌防腐耐腐蚀年限稍短,可提供钢铁中等年限的防腐保护。同时热镀锌生产的工艺,其局限性比较大,对钢井架和井筒装备等一些大构件的应用比较困难,而对形状复杂的钢构件,因为其受到高温的影响,会致使钢构件变形,从而影响其最终的作用。 2.预防电弧喷涂防腐。通过电弧喷涂的相关电源,两根带正和负电金属丝材需要连续被送到电弧喷枪的端头,在端部短路接触时,所产生电弧熔化,熔融铝高温的液滴,会被压缩空气喷吹和雾化,以及喷涂至工件的表面,与基体所结合形成良好的电弧喷涂涂层。丝材被熔化的温可达6000℃。因为电弧喷涂丝材熔化的温度高,丝材熔化较均匀,无半熔化或者高塑性喷涂颗粒,喷涂粒子携带较大的热能和动能撞击,涂层与基体以较强的机械结合和微冶金结合。所以电弧喷铝涂层和金属基体具有优良的涂层结合力,在弯曲和冲击或碰撞下,可保证保防腐涂层不脱落和不起皮,其结合牢固,防腐长久有效,这一点是其他任何表面防腐涂层无法达到的。电弧喷涂层防腐原理,是阴极保护与机械屏蔽的相结合。但由于井下存在瓦斯的特殊性,电弧容易引起瓦斯爆炸,该技术难以在井下应用。 3.预防涂料重防腐。涂料重防腐是底漆、中间漆和面漆组成的油漆涂层体系进行防腐,其防腐原理主要是机械屏蔽,即油漆涂层将钢铁与腐蚀介质相隔离,以阻止和减缓腐蚀介质对钢铁的侵蚀,保护钢铁不受腐蚀。非金属油漆涂层随时间的延长,环境的变化,有机物终究要老化,影响防腐性能。一般情况复合涂层可以对钢设备进行中等年限的防护保护。涂料初次的涂装之后,需要定期的刷面漆,对其进行相应的维护。如进行彻底维护时,需要对钢铁构件重新进行喷砂除锈,然后涂装油漆。 二、金属材料海洋腐蚀的防护措施 1.电化学保护。电化学保护分为阴极保护和阳极保护。阴极保护的原理如下:利用电化学原理,将被保护的金属设备进行外加阴极极化降低或防止腐蚀;将被保护金属进行外加阴极极化以减少或防止金属腐蚀的方法叫做阴极保护法。阴极保护有包括外加电流阴极保护和牺牲阳极保护。外加电流法是将被保护的金属与另一附加电极作为电解池的两极,被保护金属为阴极,这样就使被保护金属免受腐蚀。牺牲阳极保护法是将活泼金属或其合金连在被保护的金属上,形成一个原电池,这时活泼金属作为电池的阳极而被腐蚀,基体金属作为电池的阴极而受到保护。外加电流阴极保护所需保护电流是由直流电源提供的;而牺牲阳极保护中所需保护电流是由牺牲阳极的溶解所提供的。为了有效地发挥保护作用,牺牲阳极的电位要足够负,阳极极化率要小,特别是表面不能生成保护性的腐蚀产物膜,阳极溶解要均匀。 2.金属的磷化处理。钢铁制品去油、除锈后,放入特定组成的磷酸盐溶液中浸泡,即可在金属表面形成一层不溶于水的磷酸盐薄膜,这种过程叫做磷化处理。磷化膜呈暗灰色至黑灰色,在大气中有较好的耐腐蚀性。膜是微孔结构,对油漆等的吸附能力强蚀。 3.覆盖层保护。基底材料和覆层材料组成复合材料,可以充分发挥基底材料和覆层材料的优点,满足耐蚀性,物理、机械和加工性能,以及经济指标多方面的需要。覆盖层的保护效果和使用寿命取决于三个方面的因素:覆层材料在使用环境中的耐蚀性、强度、塑性和耐磨性。覆层的均匀性、孔隙和缺陷。覆层与基体金属的结合力。覆盖层保护又分为金属保护层、化学转化膜、非金属保护层。金属保护层包括金属镀层、金属衬里、双金属复合板;非金属保护层包括油漆涂料、塑料涂覆、搪瓷、钢衬玻璃、非金属材料衬里、暂时性防锈层。聚氨脂涂料、乙烯基涂料等。防护涂层应有尽可能低的透水性、透氧性、透离子性,以及良好的工艺性如附着力、固化收缩率等。综上所述,研究金属材料的腐蚀,弄清腐蚀发生的原因及采取有效的防护措施,对于延长设备寿命、降低成本、提高劳动生产力都具有十分重大的意义。 参考文献 [1]冯立超等金属及合金在海洋环境中的腐蚀与防护[J].热加工工艺,2013,24。 [2]黄赟保温层下金属材料的腐蚀与防护[J].石油化工腐蚀与防护,2013,03。 [3]朱润芝等金属材料腐蚀及质量控制[J].科技致富向导,2012,23。

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