金属防锈研究的论文

金属生锈的基本过程和主要因素金属的生锈有两种。一种是化学腐蚀，一种是电化学腐蚀。化学腐蚀过程是金属与腐蚀介质（空气中的氧）直接作用但不发生电流，例如钢铁，即使在干燥空气中，也会与氧发生作用，生成一层容易看见的极薄氧化膜，因其完整而紧密，氧就不易再透过去和钢铁起化学作用，故生锈的速度便缓慢下来。而电化学过程却是另外一种情况，如金属浸在电解质溶液中或放在潮湿空气中，在金属表面即有电子流动（电流）产生，加快了腐蚀，这种现象被称为电化学腐蚀过程。这种自发进行的电化学反应，就如通常电镀中的电化学反应一样，是由于金属表面电化学的不均匀性引起的微电池作用而产生金属被腐蚀的结果。这种电化学不均匀性所以会产生，是由于金属化学成分、组织、物理状态以及表面膜不完整等的不均匀性而引起。放金属生锈现象，即是电化学腐蚀过程。在现代工业迅速发展，三废处理还不彻底的今天，在潮湿空气中，往往含有二氧化碳（CO2、二氧化硫（SO2）等腐蚀性气体。当它形成并达到20～30个分子厚度的水膜时，就成为电解质的电解液膜。这时，电化学腐蚀就会加快发生。而在净化的大气中，金属表面仅仅存在纯水膜，就不足以引起强烈的电化学腐蚀。由此可见，产品表面和大气干净与否，对金属制品的腐蚀程度有多大的影响。 影响金属锈蚀的主要因素大致有以下几种：（1）空气的相对湿度是一项影响大气腐蚀性的重要因素。所谓相对湿度系指绝对湿度（空气中含有实际水蒸气的量，克／米3）与饱和湿度（空气中达饱和的水蒸气量。超过此限，一水蒸气即形成水珠落下）的百分比。金属因其性质和表面形态的不同，都有一个产生锈蚀的临界相对湿度值。钢铁生锈临界相对湿度值一般是75％，所以降低大气的相对湿度，是一种主要的防锈办法。 （2）空气温湿度的变化也是影响大气腐蚀的一个主要因素。低气温、高湿度就会引起水汽凝聚。凝聚水膜中溶有有害气体和盐类，便会产生电化学腐蚀。而且温度愈高金属生锈速度愈快。 （3）溶液的酸碱性（PH值）对金属腐蚀有影响，其中如氯化物对腐蚀的速度影响更大。盐雾、手汗、热处理残留盐渣、焊接后残留焊药等都含有氯离子，如果清洗不净，极易造成生锈。 （4）空气中腐蚀气体污染对金属伪影响。危害最大的是大气中的二氧化硫（SO2），因SO2溶解于水中即变成亚硫酸H2SO3，如果SO2被氧化后生成三氧化硫（SO3），其吸湿性更强，水溶液的腐蚀性更为强烈，特别在有化工厂发放如硫化氢（H2S）、氨气（NH3）和盐酸（HC1）等的污染下，都将加速金属的电化学腐蚀。 （5）其他因素对金属也有影响。空气中含有大量灰尘，其中包括煤烟、煤灰等碳和碳化物、金属氧化物、砂土、氯化钠、硫酸按及其他盐类颗粒等。这些物质落在金属表面，特别与水蒸气共同作用下，其腐蚀作用将大大加剧。

人们常常把贵重的东西锁到保险柜里.金子在保险柜里躺上几千年,可以分毫不差.铁却不然,即使在保险柜里,它也会被"偷"走——生锈啦.博物馆里陈列的古代铁器,几乎没有一个不是铁锈斑斑的;切菜刀几个月不用,就会满身是锈,正如俗话所说:"快刀不用黄锈生".铁,的确容易生锈.每年,世界上有几千万吨的钢铁,变成了铁锈.铁容易生锈,除了由于它的化学性质活泼以外,同时与外界条件也极有关系.水分是使铁容易生锈的条件之一.化学家们证明:在绝对无水的空气中,铁放了几年也不生锈.然而,光有水也不会使铁生锈,人们曾经试验过,把一块铁放在煮沸过的,密闭的蒸馏水瓶里,铁并不生锈.你注意到河边的那些自来水管吗它们常常是上边不锈,下边不锈,只是靠近水面的那一段才生锈.原来,只有当空气中的氧气一旦溶解在水里,才会使铁生锈.在靠近水面的部分,与空气距离最近,水中所溶解的氧气也最多,所以容易生锈.空气中的二氧化碳溶在水里,也能使铁生锈.铁锈的成分很复杂,主要是氧化铁,氢氧化铁与碱式碳酸铁等.铁锈真糟糕,它又松又软,象块海绵,一块铁完全生锈后,体积可胀大八倍.这海绵状的铁锈特别容易吸收水分,自然,铁就烂得更快了.还有不少因素,使铁容易生锈,如水中有盐,铁制品表面不干净,粗糙,铁中杂有其他金属……等等"人们决不能坐视空气中的水蒸气,氧气和二氧化碳等这般猖獗,从人们手中"偷"走那么多钢铁,人们想出各种各样的办法,来保护钢铁.最普通的防锈办法,是给铁穿"衣服"——在铁的表面涂上油漆或者镀上别的不容易生锈的金属.例如,小轿车穿着一身闪闪发亮的喷漆;暖气管上涂着铝漆;做罐头用的马口铁镀了层锡;房顶上的白铁皮表面镇了一层锌;你的自来水笔笔插上,镀着一层铬或镍.更彻底的办法,是给铁注射"强心针"——加入其他金属,制成不锈合金.大名鼎鼎的不锈钢,就是在钢中加入一点镍和铝而制成的合金.2。来自于防锈应针对金属腐蚀的原因采取适当的方法。常用的方法有：[改变金属的内部组织结构] 例如制造各种耐腐蚀的合金，如在普通钢铁中加入铬、镍等制成不锈钢。[保护层法] 在金属表面覆盖保护层，使金属制品与周围腐蚀介质隔离，从而防止腐蚀。如：1．在钢铁制件表面涂上机油、凡士林、油漆或覆盖搪瓷、塑料等耐腐蚀的非金属材料。2．用电镀、热镀、喷镀等方法，在钢铁表面镀上一层不易被腐蚀的金属，如锌、锡、铬、镍等。这些金属常因氧化而形成一层致密的氧化物薄膜，从而阻止水和空气等对钢铁的腐蚀。3．用化学方法使钢铁表面生成一层细密稳定的氧化膜。如在机器零件、枪炮等钢铁制件表面形成一层细密的黑色四氧化三铁薄膜等。[电化学保护法] 利用原电池原理进行金属的保护，设法消除引起电化腐蚀的原电池反应。电化学保护法分为阳极保护和阴极保护两大类。应用较多的是阴极保护法。[对腐蚀介质进行处理] 消除腐蚀介质，如经常揩净金属器材、在精密仪器中放置干燥剂和在腐蚀介质中加入少量能减慢腐蚀速度的缓蚀剂等。[电化学保护] 将被保护的金属作为腐蚀电池的阴极，使其不受到腐蚀，所以也叫阴极保护法。这种方法主要有以下两种：[牺牲阳极保护法] 此法是将活泼金属（如锌或锌的合金）连接在被保护的金属上，当发生电化腐蚀时，这种活泼金属作为负极发生氧化反应，因而减小或防止被保护金属的腐蚀。这种方法常用于保护水中的钢桩和海轮外壳等，例如水中钢铁闸门的保护，通常在轮船的外壳水线以下处或在靠近螺旋桨的舵上焊上若干块锌块，来防止船壳等的腐蚀。[外加电流保护法] 将被保护的金属和电源的负极连接，另选一块能导电的惰性材料接电源正极。通电后，使金属表面产生负电荷（电子）的聚积，因而抑制了金属失电子而达到保护目的。此法主要用于防止在土壤、海水及河水中的金属设备受到腐蚀。电化学保护的另一种方法叫阳极保护法，即通过外加电压，使阳极在一定的电位范围内发生钝化的过程。可有效地阻滞或防止金属设备在酸、碱、盐类中腐蚀。