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目录 1

1.1　什么是材料环境学 1

第1章 绪言 1

1.2　材料环境学在发展国民经济中的意义 2

1.3　材料环境学的发展历程 4

1.4　材料环境学的分类 5

第2章　材料环境学的电化学基础 6

2.1　何谓电化学腐蚀 6

2.1.1 原电池 6

2.1.2 腐蚀原电池 7

2.1.3 电化学腐蚀过程的分析 7

2.2　电池的电动势和电极电位 9

2.2.1 物质相内的电位和电化学位 9

2.2.2 电极和双电层的建立和电极电位 10

2.2.3 电极电位 12

2.2.4 电池的表示方法和电动势 13

2.2.5　平衡电极电位——Nerston方式 13

2.2.6　标准电极电位 14

2.2.7　参比电极 15

2.3　电极的种类 18

2.3.1 单电极 18

2.3.2 多重电极 21

2.4　宏观和微观腐蚀电池 21

2.4.1　宏观电池 21

2.4.2　微观电池 22

2.5　化学腐蚀与电化学腐蚀的比较 23

2.6　金属电化学腐蚀的热力学判断 24

2.7　极化 25

2.7.1 极化定义 25

2.7.3 极化曲线 27

2.7.2　产生极化的原因 27

2.7.4　活化极化ηa 30

2.7.5 浓差极化 31

2.7.6 混合极化ηT 33

2.7.7 电阻极化ηr 34

2.7.8　极化曲线的测量 34

2.8　腐蚀极化图及其应用 35

2.8.1　腐蚀极化图 35

2.8.2　腐蚀极化图的应用 37

2.8.3　极化图的测定 38

2.9　金属的去极化 39

2.9.1 去极化的分类及原因 39

2.9.2　氢去极化与析氢腐蚀 40

2.9.3 吸氧腐蚀 45

2.10　金属的钝化 51

2.10.1 金属钝化（Passivation）的定义 51

2.10.2　金属的钝化现象 51

2.10.3　金属的电化学钝化 52

2.10.4　金属或合金的化学钝化 54

2.10.5　钝化理论简介 56

2.10.7　过钝化 59

2.10.6　钝化膜的破坏 59

2.11.1 金属腐蚀图（E-pH）的建立 60

2.11　 E-pH图及其应用 60

2.11.2 水的E-pH图和Fe-H2O系的E-pH图 62

2.12　腐蚀速度 68

2.12.1　腐蚀速度的表示方法 68

2.12.2　塔菲尔直线外推法测定金属腐蚀的速度 69

2.12.3　线性极化测定腐蚀速度 69

2.13　影响金属腐蚀的因素 73

2.13.1 金属材料 73

2.13.2　环境 79

3.1.2　全面腐蚀速度及耐蚀标准 83

3.1　全面腐蚀 83

3.1.1　全面腐蚀的特征 83

第3章　特定环境中的材料腐蚀特征 83

3.2.2 点蚀机理 85

3.2.1　点蚀的形貌与特征 85

3.2　点腐蚀 85

3.2.3　影响点蚀的因素及预防措施 87

3.3.3　缝隙腐蚀的控制 89

3.4.1 晶间腐蚀产生的条件 89

3.4　晶间腐蚀 89

3.3.1 缝隙腐蚀条件 89

3.3.2　缝隙腐蚀机理 89

3.3　缝隙腐蚀 89

3.4.2 晶间腐蚀的机理 90

3.4.3 影响晶间腐蚀的因素 92

3.4.4 防止晶间腐蚀的措施 93

3.5　选择性腐蚀 93

3.5.1 黄铜脱锌 93

3.5.2　石墨化腐蚀 94

3.6.1　应力腐蚀概述 95

3.6.2　应力腐蚀发生的条件和特征 95

3.6　应力腐蚀 95

3.6.3　应力腐蚀机理 98

3.6.4　应力腐蚀控制方法 100

3.7　腐蚀疲劳 102

3.7.1 腐蚀疲劳的特点 102

3.7.2　腐蚀疲劳机理 103

3.7.4　控制疲劳腐蚀的措施 104

3.7.3 影响腐蚀疲劳的因素 104

3.8　磨损腐蚀 105

3.8.1 湍流腐蚀 105

3.8.2 空泡腐蚀 105

3.9　金属的氢脆和氢损伤 106

3.9.1 氢脆和氢损伤的类型 106

3.9.2 氢脆机理 109

3.9.3　减小氢脆敏感性的途径 112

4.1.1　大气腐蚀类型 113

第4章　自然环境中的材料腐蚀 113

4.1　大气腐蚀 113

4.1.2　大气腐蚀过程和机理 114

4.1.3 影响大气腐蚀的主要因素 121

4.1.4 防止大气腐蚀的措施 126

4.2　海水腐蚀 128

4.2.1　海水腐蚀的特征 128

4.2.2　影响海水腐蚀的因素 129

4.2.3 防止海水腐蚀的措施 130

4.3　土壤腐蚀 130

4.3.1 土壤腐蚀的电极过程及控制因素 132

4.3.2　土壤腐蚀的类型 133

4.3.3 土壤腐蚀的影响因素及防止措施 134

4.4　高温腐蚀 135

4.4.1 高温腐蚀的分类 135

4.4.2　金属高温氧化的动力学判据 136

4.4.3　金属氧化膜的结构和性质 139

4.4.4　金属氧化的动力学和机理 142

4.4.5　影响金属氧化速度的因素 145

4.4.6　合金的氧化 147

第5章　材料的耐蚀性 152

5.1　纯金属的耐蚀性 152

5.1.1　金属耐腐蚀合金化原理 152

5.1.2　金属耐蚀合金化机理 154

5.2.1　铁的耐蚀性特点 157

5.2　铁和钢的耐蚀性 157

5.2.2　碳钢的耐蚀性 159

5.2.3　低合金钢的耐蚀性 160

5.3　不锈钢的耐蚀性 161

5.3.1　不锈钢的种类及一般耐蚀性 161

5.3.2 不锈钢的晶间腐蚀 163

5.3.3　不锈钢的应力腐蚀断裂 165

5.3.4　不锈钢的点蚀和缝隙腐蚀 165

5.4　铜及铜合金的耐蚀性 166

5.4.1　铜的耐蚀性特点 166

5.4.2　黄铜的耐蚀性 166

5.5.2　镍基合金中主要合金元素对耐蚀性的影响 169

5.5.1　镍的耐蚀性 169

5.5　镍及其合金的耐蚀性 169

5.5.3　Ni-Cu合金的耐蚀性 170

5.5.4　Ni-Cr合金的耐蚀性 170

5.5.5　Ni-Mo和Ni-Cr-Mo合金的耐蚀性 170

5.6　铝及铝合金的耐蚀性 171

5.6.1　纯铝的耐蚀性 171

5.6.2　铝基耐蚀合金 171

5.6.3　铝合金的局部腐蚀 171

5.7　镁及镁合金的耐蚀性 173

5.7.1　镁的耐蚀性 173

5.7.2　镁基耐蚀合金 174

5.7.3　镁合金的耐蚀性 174

5.7.4　镁合金的应力腐蚀及防止方法 175

5.8.1　钛的耐蚀性 176

5.8　钛及钛合金的耐蚀性 176

5.8.2　钛及钛合金的几种局部腐蚀形态 177

5.9　非晶态合金的耐蚀性 178

5.9.1 非晶态合金概述 178

5.9.2　非晶态耐蚀合金的耐蚀机理 178

5.9.3 非晶态耐蚀合金的应力腐蚀 180

5.10　塑料的耐蚀性 181

5.10.1　热塑性塑料 181

5.11　橡胶 183

5.11.1　天然橡胶 183

5.10.2　热固性塑料 183

5.11.2　丁苯橡胶 184

5.11.3　氯丁橡胶 184

5.11.4　丁腈橡胶 184

5.11.5　硅橡胶 184

5.11.6 氟橡胶 184

5.12　天然耐蚀硅酸盐材料 184

5.12.1 花岗岩 185

5.12.2 石棉 185

5.13　陶瓷 185

5.13.1　化工陶瓷 185

5.13.2 高铝陶瓷 185

5.14.3　低碱无硼玻璃 186

5.14.2　硼硅酸盐玻璃 186

5.15　混凝土 186

5.14　玻璃 186

5.13.3　氮化硅陶瓷 186

5.14.1 石英玻璃 186

5.16　复合材料 187

5.16.1 玻璃纤维增强塑料 187

5.16.2　炭纤维增强塑料 187

第6章　材料的防护 188

6.1　合理选材 188

6.2　合理设计金属结构 188

6.3　控制和改变环境因素 189

6.4.2　缓蚀剂的缓蚀效率 190

6.4.3　缓蚀剂的分类 190

6.4.1　概述 190

6.4　缓蚀剂 190

6.4.4　缓蚀剂的应用 192

6.5　电化学保护 195

6.5.1 阴极保护 195

6.5.2 阳极保护 198

6.5.3　TiO2涂层光阴极保护 199

6.6　表面保护覆盖层 204

6.6.1　金属覆盖层 204

6.6.2　非金属覆盖层 206

参考文献 209