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镀锌在海洋(锌在海水中的腐蚀)

来源:www.ascsdubai.com   时间:2023-01-31 05:55   点击:201  编辑:jing 手机版

1. 锌在海水中的腐蚀

黄铜脱锌是一种选择性腐蚀,也称之为合金中活性较强组元的选择性溶解,组元可以是单相固溶体合金中的一种元素,也可以是多相合金中的某一相。选择性腐蚀发生在二元或多元合金中,其中,优先溶解电极电位较负的组元或相,如黄铜脱锌。黄铜脱锌腐蚀的发生和Cu-Zn合金中的锌含量有关,当锌含量低于15%时,一般不产生脱锌腐蚀,但其抗冲蚀性能差;而增加锌含量,有利于提高合金的强度和抗冲蚀性能的同时,发生脱锌腐蚀的倾向则相应的增加了。当黄铜的含锌量大于20%时,在水溶液中锌元素易优先溶解,从而留下多孔的铜,这种腐蚀是黄铜冷凝管主要的破坏形式,其结果使黄铜的强度降低,大大剪短了冷凝管的使用寿命。

黄铜脱锌腐蚀主要呈现两种形态:一种是均匀的层状脱锌,常见于含锌量较高的黄铜,且总在酸性介质中;另一种是塞状脱锌,多发生于含锌量较低的黄铜,且在一些微酸性、中性或碱性介质中用作海水热交换器的黄铜经常出现这类脱锌。

影响黄铜脱锌腐蚀的因素:合金组织结构和外部环境。从相组成看,含锌量大于20%的单相A黄铜,脱锌后留下多孔的铜;而A+B双相黄铜的脱锌,先从B相开始的,当B相完全转变为疏松的铜后,再扩展到A相;含锌量更高的E相或C相黄铜,由于脱锌会发生EvCvBvA相转变,转变的程度根据脱锌时间、介质和外加电位等外部条件的变化而改变;黄铜中含锌量越高,越容易产生脱锌的现象。

黄铜的脱锌不仅发生于中性的海水、河水、工业水中,同时也能在酸性较强的介质及碱性介质中发生,因此溶液的pH值对黄铜的脱锌影响不大。黄铜在各种盐类如CuC12,CuSO4,(NH4)2SO4,NaC1的溶液中也能发生脱锌。根据形貌特征来看,含锌量较高的黄铜在酸性介质中易产生层状脱锌;含锌量较低的黄铜在中性、碱性介质中易发生塞状脱锌,而且随着介质温度的逐渐升高,黄铜的脱锌速度加快。此外,脱锌速率也会受到冷加工变形的影响,而不同种类的黄铜,它的脱锌速率受冷加工变形影响的程度也不尽相同

2. 锌在海水中的腐蚀电位-1.094

阳极材料按用途主要分为三类:1.铝合金牺牲阳极:多用于海洋或容器(储罐)内阴极保护2.锌合金牺牲阳极:多用于土壤环境,应用条件土壤电阻率≤15Ω·m3.镁合金牺牲阳极:多用于土壤环境,应用条件土壤电阻率≥15Ω·m工程中常用的牺牲阳极材料主要有镁和镁合金、锌和锌合金、铝合金三大类。在个别工程项目中,由于情况特殊而采用了铁阳极或锰阳极作为牺牲阳极进行阴极保护。镁基牺牲阳极因具有很负的开路电位和很大的驱动电压等性能而广泛的应用于土壤、海水、海泥及工业水中对金属结构物进行阴极保护。但它的电流效率低,是一大缺点。锌基牺牲阳极的开路电位不如镁基阳极那么负,驱动电压不大,但它仍能在低电阻率土壤、海水、海泥环境中广泛用于牺牲阳极保护。铝基牺牲阳极的开路电位比锌基阳极略负,它的理论电容量远高于锌基和镁基阳极,具有独特的性能。但是它是易于钝化的金属材料,在其表面容易产生致密、附着性好的连续氧化膜,甚至产生一层高电阻硬壳,阻碍金属的活化溶解。目前铝基阳极广泛应用于海水中保护船舶、平台、码头等海洋结构物,在海泥(海底管道)、盐水系统也获得了成功的应用,但尚不能应用于土壤环境中。镁是典型的轻金属,原子序数12,相对原子质量24.31,密度1.74g/cm,化合价2,熔点651℃.镁的标准电极电位-2.37(SHE)。镁的特点是:密度小具有较高的化学活泼性;电极电位很负;极化率低;驱动电位大,对铁的驱动电位可达0.6V以上;理论电容量大。在镁阳极表面不易形成屏蔽性保护膜。镁和镁合金系列牺牲阳极,电流效率很低一般只有50%左右。在镁表面易形成较为强烈的腐蚀原电池作用,导致自溶解速率较大。此外,这种材料如遇碰撞易产生火花等特点,也限制了它在高安全区性能区域的应用,例如:油轮、敏感的易燃易爆区等特定场所。锌是一种普通的重金属,原子序数30,相对原子质量65.37,密度7.14g/cm,化合价2,熔点420℃。锌的标准电极电位为-0.76V(SHE),高纯锌在海水中的稳定电位为-0.82V(SHE)。这是一种较活泼的金属,相对于钢铁及常用的金属结构材料而言是负电性的。锌阳极在高电阻的土壤中或淡水中不太适用,通常多用于海水,、某些化学介质和低电阻率的土壤或滩涂地。锌和锌合金阳极理论发电量较小,但它作为牺牲阳极的电流效率是很高的,在海水中可达95%,在土壤中也可达到65%以上。铝也是一种典型的轻金属,原子序数13,相对原子质量26.98,密度2.7g/cm,熔点660℃。铝的标准电极电位为-1.66V(SHE),海水中的稳定电位约为-0.53(SHE)。铝的理论电容量为2970A·h/kg,是锌的3.6倍,镁的1.35倍。铝的原料易得,制作工艺较简单价格低廉,是发展牺牲阳极的良好材料。

3. 锌在海水中的腐蚀程度

有。盐有腐蚀性原因是:

在盐溶液中,镁及其合金的腐蚀行为比较复杂,主要取决于盐的性质,各种盐溶液中镁合金的腐蚀速度。镁及镁合金在无机盐溶液中的腐蚀与盐的阴离子有关。含氯化物溶液具有腐蚀性,即使少量氯离子也会破坏表面膜而产生腐蚀。在氯化钠溶液中,镁的腐蚀随着盐浓度提高而加大。镁合金随着氯化钠浓度的增加,腐蚀速度成直线加大。

在MgDI2溶液中,镁的腐蚀速度比在氯化钠或者氯化钾溶液中小。而氟化物会形成保护性氟化镁而且有钝化作用。氧化性盐特别是那些含氯离子或者酸离子的盐,比非氧化性盐更具有腐蚀性,在中性溶液中,镁合金会产生严重腐蚀。

4. 锌在海水中的腐蚀性

锌牺牲阳极多用于土壤电阻率小于20欧姆·米的土壤环境中或海水环境。电极电位为-1.10VCSE,驱动电压0.25V。温度高于49℃时,发生晶间腐蚀,高于54℃时锌阳极的电极电位变正,它与钢铁的极性发生逆转,变成阴极受到保护,而钢铁变成阳极受到腐蚀。

5. 锌在海水中的腐蚀性强吗

钛是1791年被英国牧师格累高尔发现的。1795年马丁,克拉普罗特在分析一种金红石时,认识到这种矿石是一种金属氧化物,并将这种金属命名为钛,由于钛很容易和常见的金属形成合金,在发现后很多年内,许多人企图从它的化合物中将它分离出来,都未获成功,直到1910年才由美国化学家亨特将很纯的TiCl4和金属Na一齐放进耐高压的钢缸中,将缸加热到红热,冷却后,洗去NaCl得到纯度高达99.9%的钛。 

钛的年产量表 

1910年 

1947年 

1948年 

1955年 

1957年 

1962年 

1972年 

0.2吨 

2吨 

10吨 

1.7万吨 

2万吨 

10万吨 

20万吨 

进入70年代以来,钛的年产量仍以15%的速度稳步上升。例如英国,10年内对钛材料的需求量至少增长了800%。 

钛外观似钢,具有银灰光译。钛的强度大,钛合金抗拉强度达180kg/mm3。钛的特性是度小(4.51g/cm3),硬度大,熔点高(1675℃),高纯度钛具有良好的可塑性,但当有杂质存在时变得脆而硬。在室温时钛不与氯气、稀硫酸、稀盐酸和硝酸作用,但能被氢氟酸、磷酸、熔融碱侵蚀。钛很容易溶解于HF+HCl(H2SO4)中,钛最突出的性能是对海水的抗腐蚀性很强,有人将一块钛沉入海底,五年以后取上一看,上面粘附着许多小动物与海底植物,本身却一点也没有被锈蚀,依上亮光闪闪! 

二、钛及其主要化合物的应用 

钛具有超众的性能和储藏量大(在地壳中约占总重量的0.42%,在金属世界里排行第七,含钛的矿物多达70多种、在海水中含量是1ug/L,在海底结核中也含有大量的钛)的特点。目前钛的用途发展很快,已被广泛应用于飞机、火箭、导弹、人造卫星、宇宙飞船、舰艇、军工、轻工、化工、纺织、医疗以及石油化工等领域。 

极细的钛粉,是火箭的好燃料;钛的抗腐蚀能力,比常用的不锈钢强15倍,使用寿命比不锈钢长10倍以上。在电影的底片和正片制作中,需要使用多种强酸强碱等药物,它们对洗印设备腐蚀十分严重,洗印设备中的齿轮最多只能使用几个月,1980年西安电影制片厂试用钛材,结果设备运转一年多时间,齿轮丝毫没有腐蚀。 

钛在外科医疗手术上的应用,也非常引人入胜。目前,外科接骨是用不锈钢,使用不锈钢有一个缺点,就是接骨愈合之后,要把不锈钢片再取出来,这是件十分痛苦的事。不然,不锈钢会因生锈而对人体产生危害。如果改用钛制的“人造骨胳”将使骨科技术完全改观。在头损坏的地方,用钛片与钛螺丝钉,过了几个月,骨头就会重新生长在钛片的小孔与螺丝里,新的肌肉纤维就包在钛的薄片上,钛骨骼宛如真正的骨骼一样和血肉相联,起到支撑和加固作用,所以,钛被人们赞誉为“亲生物金属”。现在它已开始应用于膝关节、肩关节、肋关节、头盖骨、主动心瓣、骨骼固定夹等方面。 

在炼钢工业中,少量钛是良好的脱氧、除氮及除硫剂。 

二氧比钛是一种宝贵的白色颜料,叫钛白。钛白兼有铅白的掩盖性能和锌白的持久性能,它是世界上最白的物质之一,1克钛白可以把450多平方厘米的面积涂得雪白。特别可贵的是钛白无毒。现在每年用做颜料的二氧化钛有几十万吨。 

由于二氧化钛具有高熔点的性质,常被用来制造耐火玻璃、釉料、珐琅、陶土、耐高温的实验器皿等。 

如何开发海水中的铀资源,是个大难题,海水中含有40万吨铀,从1956年起,人们才找到一种最有希望的铀吸附剂—水合二氧化钛,从此研制了一套以二氧化钛为基础的海洋提铀技术,每克吸附剂已达到吸附1毫克铀的水平。 

四氯化钛在湿空气中会冒出大量白烟。由于它具有这种特性,在军事上常用它作为人造烟雾剂。特别是在海洋上,水汽多,一放四氯化钛,浓烟就象一道白色的长城,挡住了敌人的视线。 

钛酸钡晶体被广泛应用于超声波仪器和水底探测器中。这是因为具有受压斩改变形状时,会产生电流;一旦通电又会改变形状。把钛酸钡放在超声波中,它受压便会产生电流,由它所产生的电流的大小可以测知超声波的强弱;相反,用高频电流通过它,则可以产生超声波。 

在用金色装饰工艺品和日用品中,由于它们的硬度低、容易刺破和磨损,不能耐久。当在这些物质的表面镀一层氮化钛时,外观几乎和黄金的镀层一模一样,而比黄金以及硬质合金更耐磨,这种镀层被誉为具有“永不磨损性”。 

有机钛聚合物,可用作表面活性剂、分散剂、抗水剂或防锈剂。 

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