課題2　金屬材料 (2)

單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,金屬材料,選修,2,化學與技術,第,2,課時,二、金屬的腐蝕及防止,我國作為世界上鋼鐵產(chǎn)量最多的國家（,2005,年全國生產(chǎn),鋼材,37117.02,萬噸），每年被腐蝕的鐵占到我國鋼鐵年產(chǎn)量的十分之一，因為金屬腐蝕而造成的損失占到國內(nèi)生產(chǎn)總值的,2%4%,；約合人民幣：,3000,億元（,2005,年我國國內(nèi)生產(chǎn)總值將達,15,萬億元）。,根據(jù)各國調查結果，一般說來，金屬腐蝕所造成的經(jīng)濟損失大致為該國國民生產(chǎn)總值的,4%,左右。,另據(jù)國外統(tǒng)計，金屬腐蝕的年損失,遠遠超過,水災、火災、風災和地震（平均值）損失的,總和,，在這里,還不包括,由于腐蝕導致的停工、減產(chǎn)和爆炸等造成的間接損失。,看后：你有何感想？,金屬陽離子,失e,-,氧化反應,3,、金屬腐蝕的類型,化學腐蝕,（溫度的影響很大）,電化學腐蝕,析氫腐蝕,吸氧腐蝕,（常見、普遍）,（一）、金屬的腐蝕,金屬原子,2,、金屬腐蝕的本質：,1,、金屬腐蝕：,是指金屬或合金跟接觸的氣體或液體發(fā)生氧化還原反應而腐蝕損耗的過程。,M ne,-,M,n,+,事實上，電化學腐蝕是形成了許多微型原電池，下面我們以鐵生銹為例分析一下：,對比,對比,中性,溶液或,堿性,溶液或酸性極弱,吸氧腐蝕,（鋼鐵腐蝕的主要情況）,2H,2,O+O,2,+4e,=4OH,Fe,2e,-,=Fe,2+,正極：得電子,負極：失電子,2H,+,+2e,-,=H,2,酸性,較強,析氫腐蝕,Fe,2e,-,=Fe,2+,正極：,負極：,鋼鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕比較,Fe,2,O,3,n,H,2,O,（,鐵銹,）,通常兩種腐蝕同時存在，但以后者更普遍。,析氫腐蝕,吸氧腐蝕,條件,水膜呈,酸性,。,水膜呈,中性,或,酸性很弱,或,堿性,電極反應,負極,Fe(-),Fe-2e,-,=Fe,2+,2Fe-4e,-,=2Fe,2+,正極,C(+),2H,+,+2e,-,=H,2,O,2,+2H,2,O+4e,-,=4OH,-,總反應,:,Fe+2H,+,=,Fe,2+,+H,2,2Fe+2H,2,O+O,2,=2 Fe(OH),2,4Fe(OH),2,+2H,2,O+O,2,=4Fe(OH),3,聯(lián)系,化學腐蝕與電化學腐蝕的比較,:,化學腐蝕,電化學腐蝕,條件,現(xiàn)象,本質,聯(lián)系,金屬跟非金屬單質直接接觸,不純金屬或合金,跟電解質溶液接觸,無電流產(chǎn)生,有,微弱電流,產(chǎn)生,金屬被氧化,較活潑金屬被氧化,兩者往往同時發(fā)生，電化學腐蝕更普遍,（二）、金屬腐蝕的防止和利用,金屬腐蝕的防護方法,1.,金屬表面覆蓋保護層,如油漆、油脂等，在金屬表面氧化形成致密的氧化物薄膜作保護層。,原理：隔絕金屬與外界空氣、電解質溶液的接觸。,2.,電鍍,如電鍍一些在空氣或溶液里不易發(fā)生化學變化的金屬（如,Cr,、,Zn,、,Ni,等）或合金作保護層。,原理：應用電解原理，鍍件作陰極鍍層金屬作陽極。,練一練：,實驗,3-2,發(fā)生了什么反應？,3.,改變金屬的內(nèi)部結構,4.,電化學保護法,（,1,）形成,原電池,反應時，讓被保護金屬做正極，不反應，起到保護作用，犧牲負極保護正極的方法，習慣上叫犧牲陽極保護陰極法。,(,如：輪船下裝塊鋅片）,（,2,）外加電流的陰極保護法：活潑金屬發(fā)生氧化反應被腐蝕,或,讓被保護金屬做,電解池,的負極而受到保護,。,如將,Cr,、,Ni,等金屬加進鋼里制成不銹鋼。,金屬腐蝕的快慢及判斷方法,1,、電解原理引起的腐蝕,原電池原理引起的腐蝕,化學腐蝕,有防護措施的腐蝕,2,、強電解質溶液,弱電解質溶液,非電解質溶液,3,、兩金屬活潑性差異越大，較活潑的金屬被腐蝕的越快,4,、電解質溶液濃度越大，金屬腐蝕的越快,5,、析氫腐蝕速率,吸氧腐蝕速率,金屬腐蝕的利用,金屬腐蝕的會帶來嚴重危害和損失，但也可被利用來進行材料加工。,例如：化學蝕刻就是利用腐蝕原理進行金屬定域“切削”的加工方法（如書圖,3-28,所示）,化學蝕刻不僅適用于難切削的不銹鋼、鈦合金、銅合金等，更廣泛地用于印刷電路的銅布線腐蝕、半導體器件與集成電路制造中的精細加工等。,科學視野,化學鍍,1,.,埋在地下的自來水鐵管，在下列情況被腐蝕的速率最慢的是：,.,在含有鐵元素較多的酸性土壤中,.,在潮濕、疏松的土壤中,.,在自來水的鐵管上用導線連接一塊鋅塊后，再埋入不透氣的土壤中,.,在自來水鐵管上用導線連接銅塊后，再埋入潮濕、松的土壤中,課堂練習,C,2.,下列現(xiàn)象與電化學腐蝕無關的是：,.,黃銅（銅鋅合金）制作的銅鑼不容易生銹,.,生鐵比軟鐵芯（幾乎是純鐵）容易生銹,.,鐵質器件附有銅質配件，在接觸處容易生銹,.,銀質獎牌久置表面變暗,D,3.,下列幾種鐵板，在鍍層被破壞后，最耐腐蝕的是：,.,鍍鋅鐵板,.,鍍銅鐵板,.,鍍錫鐵板,.,鍍鉛鐵板,A,4.,下列方法可用于金屬防護的是：,原電池原理,涂油漆電鍍 置于干燥環(huán)境,.,.,.,.,全部,D,幻燈片,22,幻燈片,22,