材料腐蚀与防护PDF电子书下载

0 绪论 1

0.1 材料腐蚀的基本概念 1

0.2 研究材料腐蚀的重要性 1

0.3 材料的腐蚀控制 2

1 金属与合金的高温氧化 3

1.1 金属高温氧化的热力学基础 3

1.1.1 金属高温氧化的可能性 3

1.1.2 金属氧化物的高温稳定性 4

1.2 金属氧化膜 7

1.2.1 金属氧化膜的生成 7

1.2.2 金属氧化膜的生长 7

1.2.3 氧化膜的P-B比 8

1.2.4 金属氧化物的晶体结构 9

1.3 氧化膜离子晶体缺陷 10

1.3.1 理想配比离子晶体 11

1.3.2 非理想配比离子晶体 11

1.4 高温氧化动力学 13

1.4.1 高温氧化速度的测量方法 13

1.4.2 恒温氧化动力学规律 14

1.4.3 高温氧化理论--Wagner理论 16

1.5 影响金属氧化的因素 18

1.5.1 合金元素对氧化速度的影响 19

1.5.2 温度对氧化速度的影响 21

1.5.3 气体介质对氧化速度的影响 21

1.6 合金氧化及抗氧化原理 22

1.6.1 二元合金的几种氧化形式 23

1.6.2 提高合金抗氧化性的途径 25

1.6.3 常见金属和耐热合金的抗氧化物 27

1.6.4 耐氧化涂层材料 29

1.7 高温热腐蚀 30

1.7.1 热腐蚀过程 30

1.7.2 碱性热腐蚀 30

1.7.3 酸性熔融 32

习题与思考题 33

2 金属的电化学腐蚀 34

2.1 腐蚀原电池 34

2.1.1 电化学腐蚀现象 34

2.1.2 腐蚀原电池 34

2.1.3 腐蚀电池的工作过程 34

2.1.4 宏观与微观腐蚀电池 35

2.2 电极与电极电位 36

2.2.1 电极 36

2.2.2 电极电位 36

2.2.3 参比电极 39

2.3 极化 41

2.3.1 极化现象 41

2.3.2 极化原因 42

2.3.3 过电位 42

2.3.4 极化曲线 46

2.4 去极化 48

2.4.1 去极化 48

2.4.2 析氢腐蚀 49

2.4.3 氧去极化腐蚀 51

2.5 腐蚀极化图 55

2.5.1 伊文思极化图 55

2.5.2 腐蚀电流 55

2.5.3 腐蚀控制因素 56

2.6 金属的钝化 57

2.6.1 金属的钝化现象 57

2.6.2 钝化原因及其特性曲线 57

2.6.3 钝化膜的性质 58

2.6.4 钝化理论 59

习题与思考题 60

3 全面腐蚀与局部腐蚀 62

3.1 全面腐蚀 62

3.1.1 全面腐蚀的特征 62

3.1.2 全面腐蚀速度及耐蚀标准 62

3.2 点腐蚀 64

3.2.1 点蚀的形貌与特征 64

3.2.2 点蚀机理 64

3.2.3 影响点蚀的因素及预防措施 65

3.3 缝隙腐蚀 67

3.3.1 缝隙腐蚀条件 67

3.3.2 缝隙腐蚀机理 67

3.3.3 缝隙腐蚀的控制 67

3.4 晶间腐蚀 68

3.4.1 晶间腐蚀产生的条件 68

3.4.2 晶间腐蚀的机理 68

3.4.3 影响晶间腐蚀的因素 70

3.4.4 防止晶间腐蚀的措施 71

3.5 选择腐蚀 71

3.5.1 黄铜脱锌 71

3.5.2 石墨化腐蚀 72

3.6 应力腐蚀 73

3.6.1 应力腐蚀的概述 73

3.6.2 应力腐蚀发生的条件和特征 73

3.6.3 应力腐蚀机理 76

3.6.4 应力腐蚀控制方法 78

3.7 腐蚀疲劳 79

3.7.1 腐蚀疲劳的特点 80

3.7.2 腐蚀疲劳机理 80

3.7.3 影响腐蚀疲劳的因素 81

3.7.4 控制腐蚀疲劳的措施 81

3.8 磨损腐蚀 81

3.8.1 湍流腐蚀 82

3.8.2 空泡腐蚀 82

3.8.3 防止磨损腐蚀的措施 83

习题与思考题 83

4 金属在各种环境中的腐蚀 84

4.1 金属在大气中的腐蚀 84

4.1.1 大气腐蚀的分类 84

4.1.2 大气腐蚀机理 85

4.1.3 工业大气中金属腐蚀特点 86

4.1.4 影响大气腐蚀的因素及防蚀方法 87

4.2 金属在海水中的腐蚀 88

4.2.1 海水腐蚀特点 89

4.2.2 影响海水腐蚀的因素 90

4.2.3 海水中常用金属材料的耐蚀性 91

4.2.4 防止海水腐蚀的措施 91

4.3 金属在土壤中的腐蚀 92

4.3.1 土壤腐蚀的特点 92

4.3.2 土壤腐蚀的几种形式 93

4.3.3 防止土壤腐蚀的措施 93

4.4 金属在工业环境中的腐蚀 93

4.4.1 金属在酸溶液中的腐蚀 94

4.4.2 金属在碱溶液中的腐蚀 99

4.4.3 金属在盐类水溶液中的腐蚀 100

4.5 人体环境中金属植入材料的腐蚀 101

4.5.1 人体环境特点 101

4.5.2 人体环境中可能发生的腐蚀形式 102

4.5.3 常用金属植入材料 103

习题与思考题 105

5 材料的耐蚀性 107

5.1 纯金属的耐蚀性 107

5.1.1 热力学稳定性 107

5.1.2 自钝性 107

5.1.3 生成保护性腐蚀产物膜 107

5.2 合金耐蚀途径 108

5.2.1 提高合金热力学稳定性 108

5.2.2 阻滞阴极过程 108

5.2.3 降低合金的阳极活性 108

5.2.4 使合金表面生成高耐蚀的腐蚀产物膜 111

5.3 铁的耐蚀性 111

5.3.1 铁的电化学性质及其耐蚀性 111

5.3.2 合金元素对铁的耐蚀性的影响 111

5.4 耐蚀铸铁及其应用 114

5.4.1 高硅铸铁 114

5.4.2 镍铸铁 114

5.4.3 铬铸铁 115

5.5 耐蚀低合金钢 117

5.5.1 耐大气腐蚀低合金钢 118

5.5.2 耐海水腐蚀低合金钢 120

5.5.3 耐硫酸露点腐蚀低合金钢 124

5.6 不锈钢 126

5.6.1 不锈钢的概念 126

5.6.2 奥氏体不锈钢 126

5.6.3 铁素体不锈钢 130

5.6.4 奥氏体-铁素体双相不锈钢 130

5.7 镍及镍基耐蚀合金 132

5.7.1 镍的耐蚀性 132

5.7.2 镍基耐蚀合金 132

5.8 铝及铝基耐蚀合金 133

5.8.1 纯铝的耐蚀性 133

5.8.2 铝基耐蚀合金 133

5.9 钛及钛基耐蚀合金 135

5.9.1 钛的耐蚀性 135

5.9.2 钛基耐蚀合金 138

5.10 镁及镁基耐蚀合金 140

5.10.1 镁的电化学特性及耐蚀性 140

5.10.2 影响镁和镁合金耐蚀性的因素 141

5.10.3 镁基合金耐蚀合金化原则 141

5.10.4 镁合金的应力腐蚀及防止方法 142

5.11 非晶态合金的耐蚀性 142

5.11.1 非晶态合金耐蚀性 142

5.11.2 合金元素对金属-类金属非晶态合金腐蚀性能的影响 143

5.11.3 非晶态耐蚀合金的耐蚀机理 147

5.11.4 非晶态耐蚀合金的应力腐蚀 147

5.12 非金属耐蚀材料 148

5.12.1 塑料 148

5.12.2 橡胶 151

5.12.3 天然耐蚀硅酸盐材料 152

5.12.4 陶瓷 152

5.12.5 玻璃 153

5.12.6 混凝土 153

5.12.7 复合材料 154

习题与思考题 154

6 材料的防护 156

6.1 金属的缓蚀 156

6.1.1 缓蚀剂 156

6.1.2 缓蚀剂缓蚀机理 157

6.1.3 缓蚀剂的应用 158

6.2 电化学保护 161

6.2.1 阴极保护 161

6.2.2 阳极保护 166

6.3 表面保护涂层 169

6.3.1 金属涂层 169

6.3.2 非金属涂层 171

习题与思考题 175

7 高分子材料的腐蚀 177

7.1 概述 177

7.1.1 研究高分子材料腐蚀的意义 177

7.1.2 高分子材料腐蚀类型 177

7.1.3 高分子材料腐蚀特点 178

7.2 介质的渗透与扩散作用 179

7.2.1 渗透规律的表征 179

7.2.2 影响渗透性能的因素 180

7.3 溶胀与溶解 181

7.3.1 高聚物的溶解过程 181

7.3.2 高分子材料的耐溶剂性 182

7.4 环境应力开裂 184

7.4.1 环境应力开裂现象 184

7.4.2 环境应力开裂机理 185

7.4.3 影响环境应力开裂的因素 186

7.5 氧化降解与交联 186

7.5.1 高聚物的氧化机理 186

7.5.2 热氧老化与稳定 187

7.5.3 臭氧老化与稳定 188

7.6 光氧老化 189

7.6.1 光氧化机理 189

7.6.2 光氧老化的防护 190

7.7 高能辐射降解与交联 191

7.7.1 高能辐射降解与交联机理 191

7.7.2 高能辐射降解与交联的防护 191

7.8 化学侵蚀 192

7.8.1 溶剂分解反应 192

7.8.2 取代基的反应 193

7.8.3 与大气污染物的反应 194

7.9 微生物腐蚀 195

7.9.1 微生物的种类及生存环境 195

7.9.2 微生物腐蚀特点 195

7.9.3 微生物腐蚀的防护 197

7.10 高聚物的存放效应与物理老化 197

7.10.1 概述 197

7.10.2 物理老化的特点 198

7.10.3 物理老化对性能的影响 199

7.11 高分子基复合材料的腐蚀 201

7.11.1 高分子基复合材料的腐蚀环境 201

7.11.2 高分子基复合材料的腐蚀机制 202

7.11.3 高分子基复合材料在水环境中的腐蚀 202

习题与思考题 203

8 无机非金属材料的腐蚀 205

8.1 概述 205

8.2 无机非金属材料的腐蚀 205

8.2.1 一般性机理 205

8.2.2 典型材料的耐蚀性 206

8.3 陶瓷基复合材料的腐蚀 214

习题与思考题 215

9 防腐蚀设计 216

9.1 选材 216

9.1.1 正确选材基本原则 216

9.1.2 选材时应考虑的因素 216

9.2 防腐蚀结构设计 218

9.2.1 合理的结构形式和表面状态 218

9.2.2 防止积水或积尘 218

9.2.3 防止缝隙腐蚀 218

9.2.4 防止电偶腐蚀 218

9.2.5 防止磨损腐蚀 220

9.2.6 防止环境诱发破裂 220

9.2.7 避免温度不均引起的腐蚀 222

9.2.8 设备和建筑物的位置合理性 222

9.3 防腐蚀措施的选择 224

9.4 防腐蚀强度设计 224

9.5 防腐蚀工艺设计 225

习题与思考题 226

10 腐蚀经济与管理 227

10.1 腐蚀经济损失 227

10.1.1 尤里格的估算 227

10.1.2 霍尔报告 228

10.1.3 NBS/BCL模型 229

10.2 腐蚀管理 230

10.2.1 腐蚀失效分析 230

10.2.2 防腐蚀对策的经济评价方法 233

习题与思考题 241

主要参考文献 242