《材料表面与界面》课程教学资源（PPT课件）第八章 金属材料的表面 8.4 金属的表面腐蚀 8.5 金属的表面改性

第八章金属材料的表面 参考书：赵文轸著，金属材料表面新 技术，西安交通大学出版社，1992.11

第八章 金属材料的表面 参考书：赵文轸著，金属材料表面新 技术，西安交通大学出版社，1992.11

一、金属材料概述 二、金属的表面及表面反应 三、金属表面上分子的吸附态 四、金属的表面腐蚀 五、金属的表面改性

四、金属的表面腐蚀 金属表面腐蚀不仅造成经济损失，也经常对人的 安全造成危害

四、金属的表面腐蚀 1.金属的腐蚀与钝化： 金属及合金在外围介质的化学或电化学作用下发生 破坏的过程称为金属腐蚀。 化学不均匀性 内部因素 能量不均匀性 腐蚀 因素 化学成分 外部因素 离子浓度 温度、压力

四、金属的表面腐蚀 1.金属的腐蚀： 与金属材料本身性质有关的因素称之为内部因素。包括金属 的组成元素、多晶体的晶粒晶界、金属的纯度、金相组织、 热处理、冷加工等。 化学不均匀性 内部因素 能量不均匀性 化学不均匀性起因于异质金属，金属氧化物或其他金属化合物 的夹杂。对于合金而言，则由结构中存在的不同相而造成。化 学不均匀性是导致在金属表面各点腐蚀速度各异的主要原因。 能量不均匀性源于材料中因各种原因产生的内应力差异。能量 不均匀性的存在是使金属表面的均匀腐蚀变为局部腐蚀或晶间 腐蚀的主要原因

四、金属的表面腐蚀 1.金属的腐蚀与钝化： 与腐蚀介质性质有关的因素称之为外部因素。 化学成分 外部因素 离子浓度 温度、压力 这些因素在腐蚀过程的初始阶段决定热力学和动力学反应参数， 对腐蚀过程起决定性作用。与内部因素不同的是，外部因素在 腐蚀过程中通常要发生变化。如在腐蚀的初始阶段，温度及压 力是决定因素，但随着表面氧的消耗，反应所需要的氧只能靠 扩散的方式向表面趋近，此时氧的扩散就变成了决定性因素

四、金属的表面腐蚀 1金属的腐蚀与钝化： 金属的钝化： 金属表面由活性溶解状态转变为钝态的过程。金属 钝化后，由于金属和介质的作用，在金属表面生成 一层极薄的、致密的、覆盖性能良好的钝化膜。 金属钝化膜可以是固相膜，也可以使吸附膜。大多 数钝化膜是由金属氧化物组成的，此外还可以是难 溶的金属盐

四、金属的表面腐蚀 1,金属的腐蚀与钝化： 金属的钝化： 金属钝化后会有两个显著特征：腐蚀速度大幅度下 降，可降4-8个数量级：大多伴随电极电位正向移 动(0.5-2.0V),接近贵金属的电位。 钝态现象对金属的表面防腐蚀具有十分重要的意义， 许多防止金属表面腐蚀的加工方法就是建立在这一 现象的基础之上的

金属腐蚀与防护基本原理 电极电位(electrode potential) (一)电极与电极电位 电极：电子导体（金属）与离子导体（液、固电解质） 接触，并且有电荷在两相之间迁移而发生氧化还原反 应的体系，称为电极。 电极反应：在电极与溶液界面上的进行的电化学反应 称为电极反应。 Cu HCI Zn

双电层：当金属浸入电解质溶液中时，其表面离子与 溶液中的离子相互作用，使界面处金属和溶液分别带 异电荷，即双电层(electrostatic double layer,.double electrode layer). 电极电位：双电层两侧的电位差，即金属与溶液之间 的电位差称为电极电位