第四章腐蝕控制方法

1、2024/3/30,西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)研究所,1,第四章 腐蝕控制方法 研究金屬腐蝕的主要目的在于弄清金屬腐蝕的原因、機(jī)理和影響因素，以便控制和防止金屬腐蝕。為了控制或防止金屬腐蝕而采取的各種方法，稱為防腐蝕技術(shù)。實(shí)踐中使用最多的幾種控制金屬腐蝕腐蝕的方法有下列幾種：,2024/3/30,西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)研究所,2,（1）正確選用金屬材料和合理設(shè)計(jì)金屬結(jié)構(gòu)； （2）改變環(huán)境成分，添加緩蝕劑； （3）電化學(xué)保護(hù)；

2、 （4）采用保護(hù)性覆蓋層。 每一種防腐蝕措施，都有其應(yīng)用條件和范圍。對(duì)于一個(gè)具體的腐蝕體系，究竟采用哪種防護(hù)措施，是用一種方法還是用幾種方法，主要應(yīng)從防護(hù)效果、施工難易以及經(jīng)濟(jì)效益等各方面綜合考慮。,2024/3/30,西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)研究所,3,第二節(jié) 正確選用金屬材料和合理設(shè)計(jì)金屬結(jié)構(gòu) 一、正確選用金屬材料和加工工藝 在設(shè)計(jì)和制造產(chǎn)品或構(gòu)件時(shí)，首先應(yīng)選擇對(duì)使用介質(zhì)具有耐蝕性的材料，這是防止金屬制

3、品腐蝕失效的最積極措施。材料選擇不當(dāng)常常是造成腐蝕破壞的主要原因。因此，我們必須掌握各類金屬及合金在各種環(huán)境下的耐蝕性能。第十章討論了一些重要金屬材料的耐蝕性，還遠(yuǎn)不能滿足實(shí)際需要。為此要查閱耐蝕材料手冊(cè)和腐蝕數(shù)據(jù)圖冊(cè)等，以得到各種材料在不同環(huán)境下定量或定性的資料。,2024/3/30,西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)研究所,4,工業(yè)上在進(jìn)行產(chǎn)品構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí)，正確選材是十分重要而又相當(dāng)復(fù)雜。選材的合理與否直接影響產(chǎn)品的性能。選材時(shí)，除了注意耐蝕性外，還要

4、考慮到機(jī)械性能、加工性能及材料本身的價(jià)格等因素。選材時(shí)應(yīng)遵循下列原則： 1.選材時(shí)不可單純追求強(qiáng)度指標(biāo)，應(yīng)根據(jù)使用部位全面綜合地考慮各種因素，包括耐蝕性和經(jīng)濟(jì)性。例如，在有介質(zhì)存在下，只考慮材料的斷裂韌性KIC是不夠的，對(duì)產(chǎn)品的安全可靠起主要作用的是門檻應(yīng)力強(qiáng)度因子KISCC或應(yīng)力腐蝕斷裂門坎應(yīng)力σth值。,2024/3/30,西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)研究所,5,2.對(duì)初選材料應(yīng)查明它們有哪些腐蝕類型的敏感性；在選用部位可能發(fā)生哪種腐蝕

5、類型以及防護(hù)的可能性；與其接觸的材料是否相容，是否可能發(fā)生接觸腐蝕；以及承受應(yīng)力的類型、大小和方向等。 3.在容易產(chǎn)生腐蝕和不易維護(hù)的部位應(yīng)選擇高耐蝕性的材料。,2024/3/30,西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)研究所,6,4.選擇腐蝕傾向小的材料和熱處理狀態(tài)。例如，30CrMnSiA鋼用拉伸強(qiáng)度在1176MPa以下時(shí)，對(duì)應(yīng)力腐蝕和氫脆的敏感性不很大；但當(dāng)熱處理到拉伸強(qiáng)度為1373MPa以上時(shí)，對(duì)應(yīng)力腐蝕和氫脆的敏感性明顯增高。因此，合理地選

6、擇材料的熱處理狀態(tài)，控制材料使用的拉伸強(qiáng)度上限是非常必要的。美國(guó)4340和4130鋼在F－15飛機(jī)上使用時(shí)，都規(guī)定了允許使用的拉伸強(qiáng)度上限。鋁合金、不銹鋼在一定的熱處理狀態(tài)或加熱條件下，可產(chǎn)生晶間腐蝕，選材時(shí)也應(yīng)予以考慮。,2024/3/30,西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)研究所,7,5.選用雜質(zhì)含量低的材料，以提高耐蝕性。對(duì)高強(qiáng)度鋼、鋁合金、鎂合金等比強(qiáng)高的材料、雜質(zhì)的存在會(huì)直接影響其抗均勻腐蝕和應(yīng)力腐蝕的能力。 二、合理設(shè)計(jì)全屬結(jié)構(gòu)

7、 為防止腐蝕，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段就應(yīng)當(dāng)進(jìn)行合理的防腐蝕結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，嚴(yán)格地計(jì)算和確定使用應(yīng)力；正確選擇材料和防護(hù)系統(tǒng)。,2024/3/30,西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)研究所,8,在機(jī)械結(jié)構(gòu)中，設(shè)計(jì)是否合理，對(duì)應(yīng)力腐蝕、接觸腐蝕、均勻腐蝕、縫隙腐蝕和微生物腐蝕的敏感性影響很大，為減少或防止這些腐蝕，應(yīng)注意下列各點(diǎn)： 1.外形力求簡(jiǎn)單，避免雨水的積存，也便于防護(hù)施工，腐蝕檢查和維修。 2.采用密閉結(jié)構(gòu)，以防雨水、霧、甚至海水的侵入。

8、 3.能積水的地方設(shè)置排水孔。 4.布置合適的通風(fēng)口，以防濕氣的匯集和硬往。,2024/3/30,西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)研究所,9,5.盡量避免尖角、凹槽和縫隙，以防冷凝水積聚。 6.鉚釘、螺釘或點(diǎn)焊連接頭和連接部件的結(jié)合面應(yīng)當(dāng)有隔離絕熱層，以防接觸腐蝕或縫隙腐蝕。 7.盡量少用吸水性強(qiáng)的材料，若不可避免時(shí)，周圍應(yīng)密封。,2024/3/30,西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)研究所,10,8.在零件的晶粒取向上，盡量不要在短橫向上授位力

9、，應(yīng)避免使用應(yīng)力、裝配應(yīng)力和殘余應(yīng)力在同一個(gè)方向上疊加，以減少和防止應(yīng)力腐蝕斷裂。設(shè)計(jì)鍛件時(shí)要保證晶粒流向適應(yīng)于應(yīng)力方向。 9.盡可能避免不同金屬互相接觸，當(dāng)不可避免時(shí)，接觸表面要進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)處理，例如鋼零件鍍鋅或鍍錫后可與陽(yáng)極化的鋁合金零件接觸；或兩種金屬網(wǎng)覆蝕密封膏、絕緣材料隔開。,2024/3/30,西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)研究所,11,10.防止零部件局部應(yīng)力集中或局部受熱，并控制材料的最大允許使用應(yīng)力。對(duì)于長(zhǎng)時(shí)間承受拉伸應(yīng)

10、力的零部件，應(yīng)符合下式要求。以防止應(yīng)力廣位出過發(fā)生：,2024/3/30,西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)研究所,12,這樣就可最大限度的提高使用材料的潛力。,2024/3/30,西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)研究所,13,第二節(jié) 緩蝕劑 一、概述 緩蝕劑是一些少量加人腐蝕介質(zhì)中就能顯著減緩或阻止金屬腐蝕的物質(zhì)，也叫腐蝕抑制劑（Corrosion Inhibitor）。緩蝕劑防護(hù)金屬的優(yōu)點(diǎn)在于用量少、見效注、成本較低、使用方便。目前已廣泛應(yīng)用于機(jī)械

11、、化工、電子、能源等許多部門。例如酸洗過程中．硫酸和鹽酸除去鋼鐵表面氧化皮的同時(shí)，也會(huì)使金屬本身溶解；若加人適當(dāng)?shù)木徫g劑，則可抑制金屬本身過分的腐蝕。,2024/3/30,西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)研究所,14,緩蝕劑保護(hù)的缺點(diǎn)是：它只適用于腐蝕介質(zhì)的體積量有限的情況下，例如電鍍和噴漆前金屬的酸洗除銹、鍋爐內(nèi)壁的化學(xué)清洗、油氣井的酸化、內(nèi)燃機(jī)及工業(yè)冷卻水的防腐蝕處理和金屬產(chǎn)品的工序間防銹和產(chǎn)品包裝等；但對(duì)于鉆井平臺(tái)、碼頭、橋梁等敞開體系，則不適用

12、。,2024/3/30,西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)研究所,15,腐蝕介質(zhì)中緩蝕劑的加入量很少，通常為0.1％～1％。緩蝕劑的保護(hù)效果與金屬材料的種類、性質(zhì)和腐蝕介質(zhì)的性質(zhì)、溫度和流動(dòng)情況等有密切關(guān)系。換言之，緩蝕劑保護(hù)有強(qiáng)烈地選擇性。例如，對(duì)鋼鐵有緩蝕作用的亞硝酸鈉或碳酸環(huán)幾胺。對(duì)銅合金不但無(wú)效，反而加速其腐蝕。目前還沒有對(duì)各種金屬在不同介質(zhì)普遍適用的多效通用緩蝕劑。緩蝕劑的緩蝕效率。定義如下：,2024/3/30,西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)研究所,16,

13、式中ε為緩蝕效率，用％表示； 和 分別表示不加和加入緩蝕劑后金屬的腐蝕速度，可用任何通用單位，但 和 的單位必須一致，如果用 和 表示不加和加人緩蝕劑的腐蝕電流密度，則緩蝕效率可寫為：,緩蝕效率能達(dá)到90％以上的為良好的緩蝕劑；若達(dá)到100％，則意味著達(dá)到了完全保護(hù)。,,,2024/3/30,西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)研究所,17,可見，緩蝕效率的測(cè)試方法也就是金恩豚坡速度放贏過立法。因此可用失重法、各種電化學(xué)

14、測(cè)試方法如塔費(fèi)爾直線外推法、線性極化法、交流阻抗法等來(lái)測(cè)定緩蝕劑的緩蝕效率。為了最大限度地模擬現(xiàn)場(chǎng)的腐蝕情況，并使結(jié)果易于重現(xiàn)和各實(shí)驗(yàn)室的測(cè)量能夠相互對(duì)比，測(cè)試條件必須嚴(yán)格規(guī)定，并予以“標(biāo)準(zhǔn)化”。,2024/3/30,西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)研究所,18,二、緩蝕劑的分類 緩蝕劑種類繁多，機(jī)理復(fù)雜，因此可從不同角度進(jìn)行分類。 1.按化學(xué)成分分類 （1）無(wú)機(jī)緩蝕劑 例如，亞硝酸鹽、格酸鹽、硅酸鹽、聚磷酸鹽、用酸鹽、同酸鹽和

15、亞砷酸鹽等。這類緩蝕劑往往與金屬表面發(fā)生反應(yīng)，促使鈍化在或全員鹽的形成，以阻止陽(yáng)極溶解過程。,2024/3/30,西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)研究所,19,（2）有機(jī)物經(jīng)蝕劑 這類級(jí)蝕劑遠(yuǎn)比無(wú)機(jī)緩蝕劑多，包括臺(tái)O、N、S、P的有機(jī)化合物、氨基化合物、醛類、雜環(huán)和咪＠類化合物等。有機(jī)緩蝕劑往往在金屬表面上發(fā)生物理或化學(xué)吸附，從而隨止賜蝕性物質(zhì)接近金屬表面，或者用沿用、用壓過程。,2024/3/30,西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)研究所,20,2.按作用機(jī)理分類：

16、 根據(jù)緩蝕劑對(duì)腐蝕電極過程發(fā)生的主要影響，可把經(jīng)蝕劑分為陽(yáng)極型、陰極型和混合型三種?？蓮膱D4－l中明顯看出，由于緩蝕劑的加入，分別增加陽(yáng)極極化、陰極極化或二者同時(shí)增大，使腐蝕電流由原來(lái)的 減小到 。,,,2024/3/30,西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)研究所,21,（1）陽(yáng)極型緩蝕劑 這類經(jīng)蝕劑能抑制陽(yáng)極反應(yīng)，增大陽(yáng)極極化，從而使腐蝕電流下降，且使腐蝕電位正移(圖4－l(a))。 （2）陰極型級(jí)蝕劑 這類紡蝕劑能抑制陰極反應(yīng)

17、，增大用極極化，使歷蝕電流下降，且使自腐蝕電位變負(fù)(圖4－l(b))。 （3）混合型緩蝕劑 它們對(duì)用、用極過程都起抑制作用，腐蝕電位可能變化不大，但腐蝕電流顯著降低(圖4－l(c))。,,,2024/3/30,西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)研究所,22,圖4-1 不同類型緩蝕劑的極化圖(a)陽(yáng)極型緩蝕劑；(b)陰極型緩蝕劑；(c)混合型緩蝕劑,2024/3/30,西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)研究所,23,3.按經(jīng)蝕劑形成的保護(hù)膜特征分類 （

18、l）氧化（皮）型經(jīng)蝕劑 這類經(jīng)蝕劑能使金屬表面生成致密而附著力好的氧化物膜，從而抑制牟屬的腐蝕。這類經(jīng)蝕劑有鈍化作用，故又稱為鈍化型經(jīng)蝕劑，或者直接稱為鈍化劑(Passivator)。鋼在中性介質(zhì)中污用的經(jīng)蝕劑如Na2CrO4、NaNO2、NamOO4等都局于此類。,,,2024/3/30,西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)研究所,24,（2）沉淀(膜)型緩蝕劑 這類緩蝕劑本身無(wú)氧化性，但它們能與金屬的腐蝕產(chǎn)物(如Fe2+、Fe3+)或與共軛陰極反應(yīng)的產(chǎn)

19、物(一般是OH-)生成沉淀，能夠有效地修補(bǔ)金屬氧化膜的破損處，起到緩蝕作用。這種物質(zhì)稱為沉淀型緩蝕劑。例如中性水溶流中常用的緩蝕劑硅酸鈉(水解產(chǎn)生SiO2膠凝物)、鋅鹽(與OH-反應(yīng)產(chǎn)生Zn(OH)2沉淀膜)、磷酸鹽類(與Fe2+反應(yīng)形成FePO4膜)以及苯甲酸鹽(產(chǎn)生不溶性的羥基苯甲酸鐵鹽)。顯然它們必須有O2、 等去極劑存在時(shí)才起作用。,2024/3/30,西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)研究所,25,（3）吸附型緩蝕劑 這類緩蝕劑能

20、吸附在金屬價(jià)質(zhì)界面上形成致密的吸附層，阻擋水分和侵蝕性物質(zhì)接近金屬，或者抑制金屬腐蝕過程，起到緩蝕作用。這類經(jīng)蝕劑大多含有O、N、S、P的極性基團(tuán)或不飽和餿的有機(jī)化合物。如鋼在酸中常用綴蝕劑硫原、白時(shí)、炔醇等類的衍生物，銅在中性介質(zhì)中常用的緩蝕劑來(lái)并三氮陛及其衍生物等。,2024/3/30,西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)研究所,26,上述氧化型和沉淀型兩類緩蝕劑也常合稱為被膜型緩蝕劑。因?yàn)楸荒さ男纬?，產(chǎn)生了新相，是三維的，故也稱為三維緩蝕劑。而單純吸

21、附形成的緩蝕劑單分子層，是二維的，也稱為二維緩蝕劑。實(shí)際上，對(duì)于具體的高效緩蝕劑，其作用機(jī)理是相當(dāng)復(fù)雜的，很難簡(jiǎn)單地歸之于某一類型。即使是典型的氧化型緩蝕劑 等，由于加人量很少，也必須首先吸附（富集）于金屬表面氧化膜的薄弱點(diǎn)或破損處，才能使該處鈍化，起到保護(hù)用途。,2024/3/30,西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)研究所,27,而且，對(duì)于有機(jī)緩蝕劑，除了初始的吸附作用外，可能通過二次化學(xué)作用產(chǎn)生三維被膜起到更好的緩蝕作用。另外，上述分類

22、和名稱往往是交叉的。例如，氧化型緩蝕劑一般是陽(yáng)極型的；沉淀型緩蝕劑往往是陰極型的；而吸附型緩蝕劑很可能是混合型的。但這些并不是絕對(duì)的。,2024/3/30,西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)研究所,28,4.按物理質(zhì)分類 （1）水溶性緩蝕劑 它可溶于水溶液中。通常作為激、鹽水溶波及冷卻水中的緩蝕劑，也用作工間防銹水、防銹潤(rùn)滑切削液中。 （2）油溶性緩蝕劑 這類緩蝕劑可溶于礦物油中，作為防銹油（脂）的主要添加劑。它們大多是有機(jī)緩蝕劑，分子中

23、存在著極性基團(tuán)（親金屬和水）和非極性基團(tuán)（親油的碳?xì)滏湥?。因此，這類緩蝕劑可在金屬／油的界面上發(fā)生定向吸附，構(gòu)成緊密的吸附院阻擋水分和腐蝕住物質(zhì)接近金屬。,2024/3/30,西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)研究所,29,（3）氣相緩蝕劑 這是在常溫下能揮發(fā)成氣體的金屬經(jīng)蝕劑。若是固體，必須能升華；若是液體，必須具有足夠大的蒸氣壓。這類緩蝕劑必須在有限的空間內(nèi)使用，如用密封包裝袋，內(nèi)放氣相緩蝕劑。 5.按用途分類 根據(jù)緩蝕劑的用途可分為

24、冷卻水緩蝕劑、鍋爐緩蝕劑、酸洗緩蝕劑、油氣并緩蝕劑、石油化工緩蝕劑、工序間防銹緩蝕劑等。,2024/3/30,西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)研究所,30,這類緩蝕劑主要抑制腐蝕的陽(yáng)極過程，其緩蝕機(jī)理可分兩種情況： 氧化型緩蝕劑主要促使金屬陽(yáng)極鈍化。例如，在含氧的中性水溶液中加人少量格酸鹽，可使鋼鐵、鋁、鋅。銅等金屬的腐蝕速度顯著降低。由圖4－2可見，未加緩蝕劑時(shí)，金屬的陽(yáng)極極化曲線為A，添加緩蝕劑后金屬的陽(yáng)極極化曲線A′，假定兩種情況下的陰極

25、極化曲線不變，均為C。由于添加了鉻酸鹽。,2024/3/30,西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)研究所,31,圖4-2 陽(yáng)極鈍化型緩蝕劑作用原理圖 圖4-3 加入2CrO4對(duì)鋼在1mol/L Na2SO4 溶液中鈍化曲線的影響 K2CrO4濃度：1-0；2-0.01mol

26、/L,2024/3/30,西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)研究所,32,在金屬表面容易生成鈍化膜，或者使原來(lái)破損的氧化腹得到修復(fù)，提高了金屬的鈍性。因此陽(yáng)極極化曲線由A變成A′，致鈍電流IPP和維械電流心都減小，鈍化電位區(qū)擴(kuò)大；使致鈍電位E′PP下的Ic＞I′PP。也就是說，由于加人了緩蝕劑，陽(yáng)極極化曲線的交點(diǎn)由活化態(tài)的M點(diǎn)變?yōu)殁g態(tài)的N點(diǎn)，腐蝕電流由Icorr歷小到E′corr。,2024/3/30,西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)研究所,33,這類緩蝕劑本身是氧化劑

27、，可使腐蝕金屬的電位正移進(jìn)人鈍化曲線的鈍化區(qū)，從而阻滯了金屬的腐蝕。因此，常用測(cè)定陽(yáng)極極化曲線的方法來(lái)評(píng)定這類緩蝕劑。如果加入緩蝕劑后，陽(yáng)極飩化曲線的IPP和IP都下降，EP負(fù)移，則說明該緩蝕劑有促進(jìn)鈍化，擴(kuò)大鈍化區(qū)的范圍的作用。圖4－3示出了加入K2CrO4對(duì)布在中性介質(zhì)中陽(yáng)極鈍化曲線的影響。可明顯看出，加入0.01mol/L(約0.19%) 的K2CrO4后，使致鈍電流研降約 2.7倍，Ep負(fù)移120mV，使用任更易鈍化。,2024

28、/3/30,西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)研究所,34,這類蝕劑添加量必須附某個(gè)臨界值。例如，格酸鹽(如K2Cr2O7)在水中的加入量為0.2%～0.5%，而在鹽溶液中的加人量要提高到2%～5%。添加量不足，易使腐蝕加速或遺切局部腐蝕。 亞用改用也是鈍化型經(jīng)蝕劑，它不但可使鋼在硬性溶液中的陽(yáng)極極化曲線的IPP下降，EP負(fù)移（圖4－4）；而且又是強(qiáng)的陰極去極化劑，加速陰極反應(yīng)：,2024/3/30,西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)研究所,35,圖4-4 N

29、aNO2對(duì)鋼在0.014mol/L H3BO4+0.014mol/L H3PO4+0.04mol/L醋酸+NaOH調(diào)Ph=2的混合液中陽(yáng)極鈍化曲線的影響(掃描速度400mV/min)NaNO2濃度(mol/L):1-0.2-0.01；2-0.01；3-0.1；4-0.15。,圖4-5 陰極去極化型鈍 化作用原理,2024/3/30,西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)研究所,36,增大用極電流，使EPP下的陰極電流I′C＞IPP，月的自腐

30、蝕電位進(jìn)入鈍態(tài)電位區(qū)（圖4－5中曲線A和C′的交點(diǎn)），從而腐蝕電流由Icorr到I′corr，起到緩蝕作用。這類經(jīng)蝕劑如果添加量不足，如用4－5中曲線A與C″的交點(diǎn)所示，腐蝕電流反而增加到I″corr。因此也存在臨界加人量的問題，使用時(shí)應(yīng)當(dāng)注意。,2024/3/30,西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)研究所,37,2.沉淀型經(jīng)蝕劑 這類紡蝕劑是非氧化物質(zhì)，如NaOH、Na2CO3、Na2SiO3、Na3PO4和苯甲附等。它們的作用在于能和金屬表面陽(yáng)極部

31、分溶解下來(lái)的金屬離子生成難溶性化合物，沉淀在陽(yáng)極區(qū)表面，或者修補(bǔ)氧化腹的破損處，從而抑制陽(yáng)極反應(yīng)。例如，磷酸鹽高解后的則一離子能與洲產(chǎn)生的碎”反應(yīng)生成沉淀：,2024/3/30,西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)研究所,38,這類緩蝕劑要有O2等去極刑磁時(shí)相作用。阻4－6為Na3PO4和Na2SiO3對(duì)鋼在0.025mol/L Na3SO4的用酸緩沖溶液（pH=7.1）中陽(yáng)極極化曲線的影響。從圖中可見，加入緩蝕劑Na3PO4后，由于它有較強(qiáng)的堿性，鋼完

32、全處于鈍化區(qū)，故無(wú)iPP存在，ip比未加Na3PO4的下降了兩個(gè)數(shù)量級(jí)，說明上述條件下Na3PO4比Na2SiO3有更強(qiáng)的聚蝕作用。實(shí)驗(yàn)表明，在O2存在下用磷酸鹽作緩蝕劑時(shí)，生成的y-Fe2O3鈍化膜中含有少量的 離子。說明磷酸鹽沉淀參與鈍化腹的形成和修補(bǔ)。,2024/3/30,西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)研究所,39,圖4-6 Na3PO4和Na2SiO3對(duì)鋼在0.025mol/L Na2SO4的硼酸緩沖溶液(Ph=7.1)中陽(yáng)極極化曲線的

33、影響緩蝕劑濃度(mol/L)：1-0；2-Na2SiO30.03；3-Na3PO40.03。,2024/3/30,西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)研究所,40,2.陰極型緩蝕劑作用機(jī)理 陰極型緩蝕劑能在金屬表面形成沉淀膜，覆蓋陰極表面，阻礙氧的擴(kuò)散或者提高氧或H+還原反應(yīng)的過電位，使腐蝕速度降低。陰極型緩蝕劑又有三種類型： （1）緩蝕劑的陽(yáng)離子向腐蝕微電池的陰極遷移，與用極產(chǎn)生的OH-離子反應(yīng)，形成氫氧化物或碳酸鹽沉淀膜，阻礙其向陰極

34、擴(kuò)散，提高陰極過電位，從而降低度蝕速度。這類緩蝕劑如ZnSO4和Ca(HCO3)2等。,2024/3/30,西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)研究所,41,Ca(HCO3)2與OH-離子反應(yīng)可生成CaCO3深沉：,ZnSO4在含氧的中住水溶波中可生成難溶的Zn(OH)2沉淀，沉淀膜可達(dá)幾十到上百nm。沉淀膜不如陽(yáng)極鈍化膜致密，附著力也差，因此緩蝕效果不如田極型經(jīng)蝕劑。為了達(dá)到同樣效果，這類經(jīng)蝕劑的用量要高；但陰極緩蝕劑比陽(yáng)極緩蝕劑安全。,2024/3/3

35、0,西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)研究所,42,（2）經(jīng)蝕劑能與水溶液中某些陽(yáng)離子作用，生成大的肢體陽(yáng)離子，然后向用極表面遷移、在用極區(qū)放電并形成輕厚的保護(hù)膜。例如，在循環(huán)冷卻水和鍋爐水中經(jīng)常采用聚磷酸鹽作緩蝕劑。其結(jié)構(gòu)式為,2024/3/30,西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)研究所,43,其中六億礙政銷(n=4)和三聚磷酸鈉(n=1)應(yīng)用廣泛。前者比后者緩仙效果好，但后者更便宜。它們的緩蝕機(jī)理較復(fù)雜。一般認(rèn)為，在水中有溶解氧的信況下，它們的促進(jìn)鋼鐵表面生y-Fe2

36、O3同時(shí)，可與水中Ca2+、Mg2+、Zn2+等離子開成螯合物：如,2024/3/30,西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)研究所,44,或,2024/3/30,西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)研究所,45,然后在陰極區(qū)放電，生成沉淀膜，阻滯陰極過程的進(jìn)行。聚磷酸鹽中銷鈣的比例以5:1較合適。聚磷酸鹽常與鋅鹽復(fù)合使用，提高緩蝕效果。如六偏磷酸鈉與氯化鋅以4:1配合的復(fù)合緩蝕劑，用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，緩蝕效率可達(dá)95％以上。,2024/3/30,西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)研究所,46,

37、（3）緩蝕劑中陽(yáng)離子在腐蝕微電池陰極區(qū)放電，析出的金后能提高氫過電位，從而阻滯陰極還原過程。例如，銻鹽和砷鹽在酸性溶液中可在陰極區(qū)還原為金屬幼和他的覆蓋層，增加析氫過電位，因而是陰極性緩蝕劑，如圖4－7。,2024/3/30,西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)研究所,47,圖4-7加As對(duì)鋼在硫酸中腐蝕速度的影響,2024/3/30,西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)研究所,48,陰極型緩蝕劑不像陽(yáng)極型緩蝕劑那樣，在用量不足時(shí)會(huì)由于氧化型綴蝕劑是強(qiáng)的陰極去極劑或鈍化不完全

38、，而造成腐蝕加速或局部腐蝕。因此陽(yáng)極型緩蝕劑是“危險(xiǎn)的緩蝕劑”，而陰極型緩蝕劑為“安全的緩蝕劑”。,2024/3/30,西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)研究所,49,3.吸附型緩蝕劑作用機(jī)理 吸附型緩蝕劑大部是含有N、O、S、P極性基團(tuán)或不飽和鍵的有機(jī)化合物，極性基團(tuán)或不飽和鍵中的π鍵與金屬的親合力強(qiáng)，而非極性基則疏水、親油，這些有機(jī)物在金屬表面定向吸附，特別是發(fā)生“二次化學(xué)作用”后，形成保護(hù)性的吸附膜，可以阻止水分和侵蝕性物質(zhì)接近金屬表面或阻

39、滯腐蝕的陰、陽(yáng)極過程，從而起到緩蝕作用。,2024/3/30,西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)研究所,50,圖4-8 鐵在1NH2SO4中的微分電容曲線l-純?nèi)芤海?-含1×10-3M的三苯胺；3-含1×10-2NKI；4-含1×10-3M 三苯胺+1×10-2 N KI,2024/3/30,西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)研究所,51,圖4-9 鐵在1NH2SO4中的極化曲線l-純?nèi)芤海?-1×10-3M四丁基胺

40、硫酸鹽；3-含1×10-4N KI；4-含1×10-4N KI+1×10-3M四西基胺硫酸鹽,2024/3/30,西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)研究所,52,吸附過程是緩蝕劑作用的必要條件。少量的緩蝕物質(zhì)所以能有效地抑制金屬腐蝕，首選它必須在金屬表面或表面膜的薄弱處吸附，研究表明，即便是 等曲型的氧化型緩蝕劑，也是首先吸附于金屬表面氧化膜上或其破損處，然后再把低價(jià)的鐵氧化為更加穩(wěn)定的高價(jià)鐵氧化物（y-F

41、e2O3），從而發(fā)揮其保護(hù)作用。,2024/3/30,西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)研究所,53,有機(jī)理蝕劑，除了一開始吸附于金屬表面外，往往還需通過進(jìn)一步的“二次化學(xué)作用”，才能形成有效的保護(hù)膜。吸附過程是緩蝕劑起作用的必要條件，但有吸附能力的物質(zhì)并不一定有經(jīng)蝕性能。吸附作用包括物理吸附和化學(xué)吸附。物理吸附是由緩蝕劑離子與金屬的表面電荷產(chǎn)生的靜電引力和范德華力引起的。這種吸附快而可逆。,2024/3/30,西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)研究所,54,化學(xué)吸附是

42、緩蝕劑分子中的N、O、S、P等原子與金屬形成了配位鍵，它比物理吸附強(qiáng)而不可逆，吸附速度也較慢。對(duì)于金屬/腐蝕介質(zhì)的界面有大量極性水分子的定向吸附，緩蝕劑分子要在金屬表面富集，必須依靠分子具有極性的“頭”（親金屬、親水）和非極性“尾”（親油、疏水）。因此可在金屬浴液界面上發(fā)生走向吸賜，如圖4-10，形成的吸附層把金屬與腐蝕介質(zhì)隔開，起到保護(hù)金屬的作用。,2024/3/30,西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)研究所,55,圖4一10 有機(jī)緩蝕劑分子定向吸附示

43、意圖,4.氣用緩蝕劑作用機(jī)理 氣相緩蝕劑通過揮發(fā)成為氣體，再經(jīng)擴(kuò)被而達(dá)到金屬表面。當(dāng)達(dá)到足夠濃度時(shí)就可保護(hù)金矚免遭腐蝕。,2024/3/30,西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)研究所,56,氣用級(jí)蝕劑氣化并到達(dá)金屬表面的歷程涸氣相緩蝕劑分于結(jié)構(gòu)的不同而有兩種可能：一是氣相緩蝕劑分子月到用氣，離解或求解出有保護(hù)作用而又遞擇發(fā)的基團(tuán)，如碳酸環(huán)已胺分解為環(huán)已胺和二氧化碳，磷酸氫二銨分解成氨和磷酸，這些基團(tuán)經(jīng)過揮發(fā)、擴(kuò)散到達(dá)會(huì)后表面。達(dá)到一定濃度可抑制金反腐

44、蝕。它們分解的過程并不是在金屬表面上進(jìn)行的。,2024/3/30,西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)研究所,57,另一種可能是緩蝕劑整個(gè)分子揮發(fā)、擴(kuò)散到金屬表面在金屬表面上發(fā)生離解和水解分出保護(hù)性基團(tuán)而起保護(hù)作用。如亞硝酸二環(huán)已胺，是以整個(gè)分子揮發(fā)、擴(kuò)散到金屬表面，當(dāng)濕氣凝聚時(shí)，在金屬表面上發(fā)生水解：,2024/3/30,西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)研究所,58,2024/3/30,西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)研究所,59,生成的二環(huán)已膠田寓于吸附在用任表面的用極區(qū)，按吸附型緩

45、蝕劑作用機(jī)理起緩蝕作用；而離解出的地萬(wàn)離子可供使田極區(qū)鈍化，從而達(dá)到保護(hù)目的。 多數(shù)氣用經(jīng)蝕劑是有機(jī)或無(wú)機(jī)田的城整，它們擇發(fā)并擴(kuò)散到金屬表面的液膜中后水解成季慶日離子和酸極用離子。季膠用離子或有機(jī)坡分子對(duì)金屬的緩蝕作用，屬于吸附型機(jī)理。,2024/3/30,西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)研究所,60,苯并三氮唑(BTA)是鋼的特效緩蝕劑。由于其分子中N原子上有孤對(duì)原子，可與Cu以配價(jià)鍵結(jié)合，形成用絡(luò)合物，吸附在用表面上，形成約5mm厚的致密穩(wěn)定的

46、保護(hù)膜，有很好的級(jí)蝕作用。在pH為6.5～10的范圍內(nèi)，BTA的效果很好。pH過低，緩蝕效果差。用紫外光譜等方法研究BTA在銅表面的保護(hù)膜結(jié)構(gòu)。,2024/3/30,西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)研究所,61,結(jié)果表明，膜中含有BTA(而不是BTA離子)和一價(jià)銅離子(并非二價(jià)銅離子)生成的BTACu(I)絡(luò)合物。后來(lái)人們用X線光電子能譜(XPS)進(jìn)一步論證了BTACu(I)在銅表面是與銅的氧化物，而非直接與裸露的用表面，原子結(jié)合，其結(jié)構(gòu)式表明：只有較

47、強(qiáng)的化學(xué)作用力才能從金屬表面擠走水分子，實(shí)現(xiàn)化學(xué)吸附。因?yàn)樗c吸附物種的化學(xué)特性有關(guān)，故也稱為特性吸附。,2024/3/30,西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)研究所,62,金屬的化學(xué)吸附與金屬離子的絡(luò)合（或螫合）作用有許多相似之外。因?yàn)樵S多有機(jī)緩蝕劑分子中含有具有絡(luò)合能力的極性基因，即含有帶孤對(duì)電子的N、O、S、P原子。如NH2、-NH(亞胺基)、-NC=0(羰基)、－O－(醚、酯類)、－OH(羥基)、－S－(硫醚基)、－COOH(羧基)、－SO3H(

48、磺酸基)、－OP(OH)2(膦酸基)、=NOH(肟基)、－SH(巰基)、烯醇基、酚基以及參鍵等。,2024/3/30,西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)研究所,63,而過渡族金后由于d電子軌道未填滿，可作為電子受體，按受上述基團(tuán)中N、O、S、P原子中的孤對(duì)電子而成“配位鍵”。因此這樣的緩蝕劑分子容易在過渡族金屬表面發(fā)生化學(xué)吸附，正如這類金屬離子容易發(fā)生絡(luò)合或螫合作用那樣（如果配位數(shù)允許的話）。,2024/3/30,西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)研究所,64,緩蝕劑分子

49、在金屬表面吸附后期劇是通過“二次化學(xué)作用”，生成了保護(hù)性吸附膜，可阻擋水分和侵蝕性物質(zhì)腐蝕金屬，或者阻滯陰極析氫過程，用作酸性溶液的緩蝕劑。金屬表面實(shí)際帶電狀態(tài)（不是電位正負(fù)），對(duì)緩蝕劑離子的靜電力引起的物理吸附有很大影響，從而影響緩蝕性能。例如，鋼在硫酸中的某些有機(jī)田高于緩蝕劑，單獨(dú)使用時(shí)效果不大，但加人鹵素離子后就可顯著提高緩蝕能力。,2024/3/30,西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)研究所,65,這是因?yàn)榧尤擞秒x子后大大增強(qiáng)了有機(jī)陽(yáng)離子緩蝕劑

50、的吸附能力；表現(xiàn)為吸附電位范圍加寬，微分電容顯著下降。這是因?yàn)殛庪x子（I-）的吸附引起了電極零電荷電位的改變。在1NH2SO4中自腐蝕電位為-0.25～0.27V的鐵電極表面是帶正電荷的。有機(jī)陽(yáng)離子不能有效地吸附在鐵電極上。鹵親離子在鐵上吸附后，使零電荷電位正移。于是自腐蝕電位下鐵電極表面變成帶負(fù)電荷，這樣在靜電引力下有利于有機(jī)陽(yáng)離子緩蝕劑的吸附。,2024/3/30,西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)研究所,66,從圖4－9可看出鐵在1NH2SO4中，

51、單加入四丁基胺硫酸鹽幾乎無(wú)緩蝕作用，再加入KI后大大增強(qiáng)了這種陽(yáng)離子緩蝕劑的能力。胺一醛縮合物類緩蝕劑（如若?。┲斜仨毤尤艘欢康腘aCl才有顯著經(jīng)燭效果。高濃、高溫、濃酸油氣井酸化緩蝕中，添加一定量的碘化物，可增強(qiáng)緩蝕作用，都是這個(gè)道理。這里鹵化物稱增強(qiáng)劑。,2024/3/30,西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)研究所,67,有些表面活性劑可作為緩蝕劑使用。特別是防銹油中使用的油溶性經(jīng)蝕劑，如石油磺酸鋇、二壬基萘碘酸鋇。十二烯基十二酸等屬于這一類。這些

52、緩蝕劑者是表面活性劑， 其分子式為：,2024/3/30,西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)研究所,68,這說明了為什么在pH較低的水介質(zhì)中BTA的緩蝕效果不好，因?yàn)閜H低時(shí)用表面的氧化物是不穩(wěn)定的。 四、緩蝕劑的選擇和應(yīng)用 采用緩蝕劑防腐蝕，由于設(shè)備簡(jiǎn)單，使用方便，投資少，收效大，因而得到廣泛應(yīng)用。,2024/3/30,西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)研究所,69,緩蝕劑有明顯的選擇性。因此應(yīng)根據(jù)金屬和介質(zhì)選用合適的緩蝕劑。金屬不同，適用的緩蝕劑不同，如F

53、e是過渡族金屬，有空位的d軌道，易接受電子，對(duì)許多帶孤對(duì)電子的基團(tuán)產(chǎn)生吸附，而用的d軌道已填滿電子，因此對(duì)鋼鐵高效的緩蝕劑，對(duì)銅效果不好，甚至有害（如膨類）；而對(duì)鋼有特效的覆蝕劑BTA，對(duì)鋼鐵的效果也很差。因此對(duì)于多種金屬組成的系統(tǒng)。如汽車、火車發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水系統(tǒng)，包含多種金屬，因此要選用多效緩蝕劑或用多種覆蝕劑配合使用。,2024/3/30,西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)研究所,70,介質(zhì)不同也盼不同的縣蝕劑。一般中性水介質(zhì)中多用無(wú)機(jī)緩蝕劑，以氧化

54、型的沉淀型為主。酸性介質(zhì)中有機(jī)緩蝕劑較多，以吸附型為主。油類介質(zhì)中要選用油溶性吸附型緩蝕劑。氣相經(jīng)蝕劑必須有一定的蒸氣壓和密封的環(huán)境。,2024/3/30,西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)研究所,71,緩蝕劑不但要選擇其品種，還必須確定其合適的用量，緩蝕劑用量過多，可能改變介質(zhì)的住質(zhì)（如pH值），成本增高，緩蝕效果也未必好；過少則達(dá)不到緩蝕作用，對(duì)于陽(yáng)極型緩蝕劑，還會(huì)加速腐蝕或喪失局郊腐蝕。因此，通常存在著臨界緩蝕劑濃度。臨界深度隨腐蝕體系而異，在選用

55、級(jí)蝕劑時(shí)必須進(jìn)行試驗(yàn)，以確定合適的用量。對(duì)于被膜型緩蝕劑，初始使用時(shí)往往要加大用量，有時(shí)比正常用量高出十幾倍，以使快速生成完好的保護(hù)膜，這就是所謂“預(yù)膜”處理。,2024/3/30,西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)研究所,72,單獨(dú)使用一種經(jīng)蝕劑往往達(dá)不到良好的效果。多種緩蝕物質(zhì)復(fù)配使用時(shí)常常比單獨(dú)使用時(shí)的總效果好得多，這種現(xiàn)象則協(xié)同效應(yīng)。產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)的機(jī)理隨體系而異，許多還：不太清楚。一般考慮陰極型的陽(yáng)極型復(fù)說，不同吸附基團(tuán)的復(fù)配，緩蝕劑與增溶分散劑

56、復(fù)配，照顧不同金屬的復(fù)配以及高效多功能緩蝕劑的研制，這些都是目前緩蝕劑研究的重點(diǎn)。,2024/3/30,西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)研究所,73,緩蝕劑的選用，除了防蝕目的外，還應(yīng)考慮到工業(yè)系統(tǒng)運(yùn)行的總效果（如冷卻水系統(tǒng)要考慮防蝕、防垢、殺菌、冷卻效率及運(yùn)行返楊等）和環(huán)境保護(hù)等問題。緩蝕劑廣泛用寧留洗、工序間防銹、油封包裝、冷卻水處理、石油化工等許多方面。表4－l列出了部分國(guó)產(chǎn)敬說緩蝕劑。,2024/3/30,西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)研究所,74,表 4

57、一1部分國(guó)產(chǎn)酸洗緩蝕劑,2024/3/30,西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)研究所,75,第三節(jié) 表面保護(hù)覆蓋層 在金屬表面形成保護(hù)性覆蓋層，可避免金屬與腐蝕介質(zhì)直接接觸，或者利用覆蓋層對(duì)基體金屬的電化學(xué)保護(hù)或緩蝕作用，達(dá)到防止金屬腐蝕的目的。 由于在《金屬防護(hù)工藝原理》課中要詳細(xì)討論各種防護(hù)覆蓋層的原理和工藝，這里這簡(jiǎn)單介紹一下這類防護(hù)方法的基本要求和種類。,2024/3/30,西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)研究所,76,保護(hù)性覆蓋層的基本要求是： （

58、1）結(jié)構(gòu)致密，完整無(wú)孔，不透過介質(zhì)； （2）與基本金屬有良好的結(jié)合力，不易脫落； （3）具有高的硬度和耐磨性； （4）在整個(gè)被保護(hù)表面上均勻分布。 保護(hù)性覆蓋層分為金屬覆蓋層和非金屬覆蓋層兩大類。它們可用化學(xué)法、電化學(xué)法或物理方法實(shí)現(xiàn)。,2024/3/30,西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)研究所,77,一、全屬覆蓋層(Metallic Coatings) 金屬覆蓋層有時(shí)也叫金屬涂（鍍）層泡括下列各種工藝： 1.電鍍 是用電沉積的方法使金

59、屬表面鍍上一層金屬或合金。鍍層金屬有Ni、Cr、Cu、Sn、Zn、Cd、Fe、Pb、Co、Au、Ag、Pt等單金屬電鍍；還有Zn-Ni、Cd-Ti、Cu-Zn、Cu-Sn等合金電鍍。除了防護(hù)、裝飾、耐磨、耐熱等作用外，還有各種功能電鍍層。,2024/3/30,西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)研究所,78,2.熱鍍 也叫熱浸鍍，是將被保護(hù)金屬制品漬在熔融金屬浴中，使其表面形成一層保護(hù)性金屬覆蓋層。選用的液態(tài)金屬一般是低熔點(diǎn)、耐蝕、耐熱的金屬，如A1、Zn

60、、Sn、Pb等。鍍鋅鋼板（俗稱白鐵）和鍍錫鋼板（谷稱馬口鐵）就是這種方法制得的。熱鍍鋅溫度在450℃左右，為改善鍍層質(zhì)量，可在鋅浴中加0.2％的以和少量嗎。熱鍍錫溫度為310～330℃。與電鍍法相比，金屬熱鍍層較厚；在相同環(huán)境中，其壽命較長(zhǎng)。,2024/3/30,西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)研究所,79,3.噴鎮(zhèn) 將絲狀或粉狀金屬放人噴槍中，借助高壓空氣或保護(hù)氣氛，使被火焰或電弧熔化了的金屬成霧狀噴到被保護(hù)金屬上，形成均勻的覆蓋層。由于金屬霧狀粒子

61、在空氣中冷凝，它們與基體金屬間是機(jī)械結(jié)合。常用的噴料金屬有A1、Zn、Sn、Pb、不銹鋼、Ni、A1和Ni3A1等。厚的噴金屬層可用于修復(fù)已磨損的軸或其它損壞的部件。雖然噴金屬層的孔隙度較大，但由于涂層金屬的機(jī)械隔離或?qū)w的陰極保護(hù)作用，也能起到良好的防蝕效果。,2024/3/30,西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)研究所,80,4.滲達(dá) 在高溫下利用金屬原子的擴(kuò)散，在被保護(hù)金屬表面形成合金擴(kuò)散層。最常見的是Si、Cr、A1、Ti、B、W、Mo等滲鍍層

62、。這類鍍層厚度均勻、無(wú)孔隙、熱穩(wěn)定性好、與基體結(jié)合牢，不但有良好的耐蝕性，還可改善材料的其他物理化學(xué)性能。,2024/3/30,西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)研究所,81,5.化學(xué)鍍 利用氧化-還原反應(yīng)，使鹽溶液中的金屬離子在被保護(hù)金屬上析出，形成保護(hù)性覆蓋層。化學(xué)鍍層具有厚度均勻、致密、針孔少的優(yōu)點(diǎn)儷且不用電源，操作簡(jiǎn)單，適于結(jié)構(gòu)形狀較復(fù)雜的零件和管子的內(nèi)表面。但是化學(xué)鍍層較薄（5～12μm），槽液維護(hù)較困難。目前化學(xué)鍍Ni和Ni-P非晶態(tài)合金應(yīng)用

63、和研究得較多。在非金屬（如塑料）表面上進(jìn)行化學(xué)鍍，也得到越來(lái)越多的應(yīng)用。,2024/3/30,西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)研究所,82,6.包鍍 將耐蝕性良好的金屬，通過輾壓的方法包覆在被保護(hù)的金屬或合金上，形成包覆層或雙金屬層。如高強(qiáng)度鋁合金表面包覆純鋁層，形成有包鋁層的鋁合金板材。,2024/3/30,西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)研究所,83,7.機(jī)械鍍 機(jī)械鍍是把沖擊料（如玻璃球）、表面處理劑、鍍覆促進(jìn)劑、金屬粉和零件一起放人鍍覆用的滾筒中，并通過滾筒滾

64、動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)能，把金屬粉冷壓到零件表面上形成鍍層。若用一種金屬粉，得到單一鍍層；若用合金粉末，可得合金鍍層；若同時(shí)加人兩種金屬粉末，可得到混合鍍層；若先加人一種金屬粉，鍍覆一定時(shí)間后，再加另一種金屬粉，則可得多層鍍層。表面處理劑和鍍覆促進(jìn)劑可使零件表面保持無(wú)氧化物的清潔狀態(tài)，并控制鍍覆速度。,2024/3/30,西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)研究所,84,機(jī)械鍍的優(yōu)點(diǎn)是厚度均勻、無(wú)氫脆、室溫操作、耗能少、成本低等。適于機(jī)械鍍的金屬有Zn、Cd、Sn、

65、A1、Cu、等軟金屬。適于機(jī)械鍍的零件有螺釘、螺帽、墊片、鐵針、鐵鏈、簧片等小零件。長(zhǎng)度一般不超過150mm，重量不超過0.5kg。特別適于對(duì)氫脆敏感的高強(qiáng)鋼和彈簧。但零件上孔不能太小太深；零件外形不得使其在流通筒中互相卡死。,2024/3/30,西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)研究所,85,8.真空鍍 真空鍍包括真空蒸鍍、濺射鍍和離子鍍，它們都是在真空中鍍覆的工藝方法。它們具有無(wú)污染、無(wú)氫脆、適于金屬和非金屬多種基材，且工藝簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。但有鍍層薄、設(shè)

66、備貴、鍍件尺寸受限的缺點(diǎn)。,2024/3/30,西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)研究所,86,真空蒸鍍是在真空（10-2Pa以下）中將鍍料加熱，使其蒸發(fā)或升華，并沉積在鍍件上的工藝。加熱方法有電阻加熱、電子束加熱、高頻感應(yīng)加熱、電弧放電或激光加熱等，常用的是電阻加熱。真空蒸鍍可用來(lái)鍍覆A1、黃銅、Cd、Zn等防護(hù)或裝飾性鍍層；電阻、電容等電子元件用的金屬或金屬化合物鍍層；鏡頭等光學(xué)元件用的金屬化合物鍍層。,2024/3/30,西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)研究所,8

67、7,濺射鍍是用荷能粒子（通常為氣體正離子）轟擊靶材，使靶材表面某些原子逸出，濺射到靶村附近的零件上形成鍍層。濺射室內(nèi)的真空度（0.1～1Pa）比真空蒸鍍法低。濺射鍍分為陰極濺射、磁控濺射、等離子濺射、高頻濺射、反應(yīng)濺射、吸氣劑濺射、偏壓濺射和非對(duì)稱交流濺射等。,2024/3/30,西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)研究所,88,濺射鍍的最大特點(diǎn)是能鍍覆與靶材成分完全相同的鍍層，因此特別適用高熔點(diǎn)金屬、合金、半導(dǎo)體和各類化合物的鍍覆。缺點(diǎn)是鍛件溫升較高（1

68、50～500℃）．目前濺射鍍主要用于制備電子元器件上所需的各種薄膜；也可用來(lái)鍍覆TiN仿金鍍層以及在切削刀具上鍍覆TiN、TiG等硬質(zhì)鍍層，以提高其使用壽命。,2024/3/30,西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)研究所,89,離子鍍需要首先將真空室抽到10-3Pa的真空度，再?gòu)尼樞伍y通人惰性氣體（通常為豪氣），使真空度保持在0.1～1Pa；接著接通負(fù)高壓，使蒸發(fā)源（陽(yáng)極）和鍍件（陰極）之間產(chǎn)生輝光放電，建立起低氣壓所體放電的等離子區(qū)和陰極區(qū)；然后將蒸發(fā)