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陽(yáng)極鍍層和陰極鍍層對(duì)基體金屬的保護(hù)是怎樣的?

  • 作者:立博
  • 來(lái)源:wwww.voypictures.com
  • 發(fā)布時(shí)間:2021-08-08
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   除金、鉑等少數(shù)貴金屬之外,絕大多數(shù)金屬在空氣和水中都會(huì)受到腐蝕。 
防止金屬腐蝕的一個(gè)簡(jiǎn)單原理,就是把金屬和腐蝕性的環(huán)境相隔離。防腐方法簡(jiǎn)單歸納如下: 
(1)非金屬保護(hù)層。將耐腐蝕的非金屬物質(zhì),如油漆、噴漆、搪瓷、陶瓷、玻璃、瀝青、高分子材料(如塑料、橡膠、聚酯)等,涂在要保護(hù)的金屬表面上,使金屬與腐蝕介質(zhì)隔離。 
(2)金屬保護(hù)層。用耐腐蝕性較強(qiáng)的金屬或合金,覆蓋被保護(hù)的金屬表面,覆蓋的方法有電鍍、熱噴鍍、真空鍍等。按防腐蝕的電化學(xué)性質(zhì)來(lái)說(shuō),保護(hù)層可分為陽(yáng)極保護(hù)層和陰極保護(hù)層。陽(yáng)極保護(hù)層金屬的標(biāo)準(zhǔn)電極電位比基體金屬低,例如鍍鋅鐵板,鋅為陽(yáng)極,鐵為陰極。陰極保護(hù)層金屬的標(biāo)準(zhǔn)電極電位比基體金屬為高,例如鍍錫鐵板,錫為陰極,鐵為陽(yáng)極。就保護(hù)層將金屬和環(huán)境隔離的作用而言,兩種保護(hù)層無(wú)原則區(qū)別。但當(dāng)保護(hù)層受到損壞變得不完整時(shí),情況就不同了。如前所述,陰極保護(hù)層將使基體金屬成為陽(yáng)極,造成孔蝕。陽(yáng)極保護(hù)層,如鍍鋅鐵板,此時(shí)鋅為陽(yáng)極,基體金屬鐵是陰極,受到腐蝕的是鍍層鋅,而非鐵。直到鍍層受到相當(dāng)大的破壞,不能對(duì)基體金屬起到保護(hù)作用時(shí),基體金屬才開(kāi)始腐蝕。 
(3)電化學(xué)保護(hù)。 
 ①犧牲陽(yáng)極保護(hù):將標(biāo)準(zhǔn)電極電位較低的金屬和需要保護(hù)的金屬連接起來(lái),構(gòu)成電池。這時(shí),需要保護(hù)的金屬因電極電位較高成為陰極,不受腐蝕,得到保護(hù)。另一個(gè)電極電位較低的金屬是陽(yáng)極,被腐蝕。例如,海上航行的船舶,在船底四周鑲嵌鋅塊。這時(shí),船體是陰極,受到保護(hù),鋅塊是陽(yáng)極,代替船體被腐蝕。這種保護(hù)法是保護(hù)了陰極,犧牲了陽(yáng)極,故稱(chēng)犧牲陽(yáng)極保護(hù)法。 
 ②陰極保護(hù):這是利用外加電源來(lái)保護(hù)金屬。把需要保護(hù)的金屬接在負(fù)極上,成為陰極而免除腐蝕。另外取一些鐵塊接到正極上,使之成為陽(yáng)極,讓其腐蝕,實(shí)際上也是犧牲陽(yáng)極。和上面的方法所不同的是,這里由外電源提供電流,而不是由電池本身提供電流。化工廠(chǎng)的一些酸性溶液貯槽或管道,以及地下水管、輸油管等,常用這種方法防腐。  
③陽(yáng)極保護(hù):這也是利用外加直流電源來(lái)保護(hù)金屬。但把需要保護(hù)的金屬接在正極上,成為陽(yáng)極。按理這應(yīng)該加速金屬腐蝕。但對(duì)一些能形成保護(hù)性氧化膜的金屬,并非一定加速金屬腐蝕。相反,在適當(dāng)正的電位范圍內(nèi),由于陽(yáng)極上氧化作用加劇,在金屬表面上形成一個(gè)完整的氧化膜層,使金屬得到保護(hù),腐蝕電流明顯下降。這種現(xiàn)象叫做金屬的電化學(xué)鈍化。陽(yáng)極保護(hù)就是將能夠鈍化的金屬,在外加陽(yáng)極電流的作用下,使其鈍化而得到保護(hù)。 
(4)加緩蝕劑保護(hù)。緩蝕劑是一種化學(xué)物質(zhì),將它少量地加入到腐蝕介質(zhì)中,就可顯著地減小金屬腐蝕的速率。由于緩蝕劑用量少,簡(jiǎn)便而且經(jīng)濟(jì),故是一種常用的防腐手段。緩蝕劑通常分為三類(lèi)。  
①鈍化劑:一般是無(wú)機(jī)類(lèi)的強(qiáng)氧化劑。例如,鉻酸鹽、硝酸鹽、鉬酸鹽等。它們的作用就是使腐蝕介質(zhì)具有更強(qiáng)的氧化性,使金屬表面保持完整的氧化膜。其作用和電化學(xué)的陽(yáng)極保護(hù)異曲同工。  
②有機(jī)緩蝕劑:其中包括酸洗緩蝕劑和抗蝕油脂。鋼鐵的酸洗是許多加工過(guò)程的必不可少的預(yù)處理工序,目的是除去鋼鐵表面的氧化物,但這個(gè)過(guò)程必然也會(huì)使金屬本身受到腐蝕。為了減少金屬的腐蝕,在酸洗時(shí)必須加入緩蝕劑。這種緩蝕劑通常有:鄰位和對(duì)位的甲苯硫脲、丙硫醚、二戊基胺、甲醛、對(duì)位硫甲酚等。其作用機(jī)理是:緩蝕劑被普遍地吸附于鋼鐵的表面,使得鋼鐵酸洗時(shí)引起腐蝕的電極反應(yīng)受到阻化。有的緩蝕劑可以提高氫的超電壓,使氫離子還原的陰極反應(yīng)受阻;有的緩蝕劑可使鐵氧化為二價(jià)鐵離子的反應(yīng)受阻,使陽(yáng)極極化。但一般認(rèn)為,緩蝕劑可以同時(shí)減慢陰極和陽(yáng)極的反應(yīng),使鋼鐵的腐蝕速率明顯降低。抗蝕油脂用于金屬材料和制件在運(yùn)輸和貯藏期間的暫時(shí)防腐,它主要由油、脂或蠟等加入少量有機(jī)添加劑組成。這種有機(jī)添加劑一般是極性化合物,可吸附于金屬表面。其作用機(jī)理相似于酸洗緩蝕劑,所不同的是,要求抗蝕油脂中的添加劑在近中性的條件下發(fā)生作用,而酸洗緩蝕劑要求在酸性條件下發(fā)生作用。作為抗蝕油脂中的添加劑的有機(jī)物質(zhì)通常為:有機(jī)胺類(lèi)、環(huán)烷酸鋅、各種石油產(chǎn)品氧化的產(chǎn)物、磺化油的堿金屬和堿土金屬的鹽等。  
③氣相緩蝕劑:氣相緩蝕劑是一種能揮發(fā),但蒸氣壓較低且其蒸氣具有防腐作用的物質(zhì)。它主要用于重要機(jī)器零件(如軸承等)在貯藏和運(yùn)輸過(guò)程中的防腐。其防腐機(jī)理并不十分清楚,主要還是和氣相緩蝕劑在金屬表面的吸附有關(guān)。最有效也是使用最廣的一種氣相緩蝕劑是亞硝酸二環(huán)己烷基胺,這是一種無(wú)毒無(wú)氣味的白色結(jié)晶,揮發(fā)較慢,在較好的封閉包裝空間中,室溫下對(duì)鋼鐵制件可以有一年的有效防腐期。它的缺點(diǎn)是,會(huì)加速一些有色金屬如鋅、錳、鎘等的腐蝕,所以在使用時(shí)應(yīng)特別注意制件中有無(wú)有色金屬。 

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