金屬大氣腐蝕初期行為與機(jī)理

前言

材料是人類(lèi)社會(huì)可接受的、能經(jīng)濟(jì)地制造有用器件（或物品）的物質(zhì)。腐蝕是材料受環(huán)境介質(zhì)的化學(xué)作用（包括電化學(xué)作用）而破壞的現(xiàn)象。腐蝕不僅在金屬材料中發(fā)生，也存在于陶瓷、高分子材料、復(fù)合材料、功能材料等各種材料中。腐蝕是“靜悄悄”地發(fā)生在所有的服役材料中的一種不可避免的過(guò)程，因此，認(rèn)識(shí)材料腐蝕過(guò)程的基本規(guī)律和機(jī)理非常重要。材料腐蝕學(xué)是一門(mén)認(rèn)識(shí)材料腐蝕過(guò)程的基本規(guī)律和機(jī)理的學(xué)科，其理論研究與材料科學(xué)、化學(xué)、電化學(xué)、物理學(xué)、表面科學(xué)、力學(xué)、生物學(xué)、環(huán)境科學(xué)和醫(yī)學(xué)等學(xué)科密切相關(guān)；其研究手段包括各種現(xiàn)代電化學(xué)測(cè)試分析設(shè)備、先進(jìn)的材料微觀分析設(shè)備、現(xiàn)代物理學(xué)的物相表征技術(shù)和先進(jìn)的環(huán)境因素測(cè)量裝備等；其防護(hù)技術(shù)應(yīng)用范圍涉及各種工業(yè)領(lǐng)域，以及大氣、土壤、水環(huán)境甚至太空環(huán)境等自然環(huán)境。對(duì)材料腐蝕過(guò)程的機(jī)理和規(guī)律的探索是材料腐蝕學(xué)科的靈魂。多學(xué)科理論的交叉，即材料科學(xué)、化學(xué)、電化學(xué)、物理學(xué)、表面科學(xué)和環(huán)境科學(xué)等學(xué)科的進(jìn)一步發(fā)展與滲透促進(jìn)了材料腐蝕學(xué)科基礎(chǔ)理論的發(fā)展。其另外一個(gè)特點(diǎn)是理論研究與工程實(shí)際應(yīng)用的結(jié)合，工程實(shí)際應(yīng)用的需求是其理論研究發(fā)展的最大推動(dòng)力。由統(tǒng)計(jì)與調(diào)查結(jié)果發(fā)現(xiàn)，各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的材料腐蝕年損失是國(guó)民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值的2 9／5～4％，我國(guó)2000年的材料腐蝕總損失是5000億元人民幣。利用材料的環(huán)境腐蝕數(shù)據(jù)和腐蝕規(guī)律與機(jī)理的研究成果，在設(shè)計(jì)中指導(dǎo)材料的科學(xué)使用，并采取相應(yīng)的防護(hù)措施，有利于節(jié)約材料、節(jié)省能源消耗。若減少腐蝕經(jīng)濟(jì)損失的25％～30％，可對(duì)我國(guó)產(chǎn)生每年約1000億人民幣的效益。同時(shí)，避免和減少腐蝕事故的發(fā)生，可延長(zhǎng)設(shè)備與構(gòu)件的使用壽命，有很好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。特別是近20年來(lái)我國(guó)冶金、化工、能源、交通、造紙等工業(yè)的發(fā)展，帶來(lái)了對(duì)自然環(huán)境的污染，不僅導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境的破壞，而且使材料的腐蝕速率迅速增加，設(shè)備、構(gòu)件、建筑物等的使用壽命大大縮短。我國(guó)局部地區(qū)雨水pH已降低到3.2，導(dǎo)致普碳鋼的腐蝕速率增大5～10倍，混凝土建筑物的腐蝕破壞也大大加速。只有充分認(rèn)識(shí)材料在不同污染自然環(huán)境中的腐蝕規(guī)律，才能為國(guó)家制訂材料保護(hù)政策和環(huán)境污染控制標(biāo)準(zhǔn)提供依據(jù)和對(duì)策。

內(nèi)容概要

　　《金屬大氣腐蝕初期行為與機(jī)理》在材料科學(xué)、腐蝕科學(xué)、電化學(xué)和信息技術(shù)等學(xué)科的基礎(chǔ)上，對(duì)金屬大氣腐蝕初期行為和機(jī)理進(jìn)行了全面、系統(tǒng)的研究、總結(jié)和闡述。主要介紹了金屬大氣腐蝕研究進(jìn)展和方法，純鐵、碳鋼、耐候鋼、鋁合金和鎂合金等在模擬大氣環(huán)境下的初期腐蝕行為，單一污染物及其協(xié)同作用對(duì)以上金屬腐蝕初期過(guò)程的影響；通過(guò)熱力學(xué)分析和動(dòng)力學(xué)討論以及計(jì)算機(jī)模擬，探討了多種金屬材料在大氣腐蝕初期反應(yīng)機(jī)理；研究了金屬材料大氣腐蝕初期行為對(duì)其腐蝕過(guò)程發(fā)展的顯著影響；在以上基礎(chǔ)上，探討了該領(lǐng)域的發(fā)展前景?！　　督饘俅髿飧g初期行為與機(jī)理》對(duì)從事腐蝕與防護(hù)的研究人員和工程技術(shù)人員具有參考價(jià)值，還可作為從事材料科學(xué)研究的科研人員及高等學(xué)校相關(guān)專(zhuān)業(yè)高年級(jí)本科生及研究生的參考書(shū)。

書(shū)籍目錄

《材料腐蝕叢書(shū)》序序前言緒論第一篇 金屬大氣腐蝕研究進(jìn)展第1章 金屬大氣腐蝕過(guò)程與機(jī)理1.1 金屬大氣腐蝕的基本條件1.2 金屬大氣腐蝕的過(guò)程與機(jī)理1.2.1 大氣腐蝕初期的腐蝕機(jī)理1.2.2 金屬表面形成銹層后的大氣腐蝕機(jī)理1.2.3 金屬大氣腐蝕規(guī)律的研究1.2.4 大氣腐蝕產(chǎn)物的研究1.3 影響金屬大氣環(huán)境腐蝕性的主要因素1.3.1 大氣相對(duì)濕度的影響1.3.2 溫度和溫差的影響1.3.3 空氣中腐蝕性氣體和固體顆粒的影響第2章 金屬大氣腐蝕試驗(yàn)研究方法2.1 現(xiàn)場(chǎng)暴露試驗(yàn)方法2.2 室內(nèi)加速試驗(yàn)方法2.2.1 濕熱試驗(yàn)2.2.2 鹽霧試驗(yàn)2.2.3 周期噴霧復(fù)合腐蝕試驗(yàn)2.2.4 周期浸潤(rùn)復(fù)合循環(huán)試驗(yàn)2.2.5 多因子循環(huán)復(fù)合腐蝕試驗(yàn)2.3 大氣腐蝕電化學(xué)研究與表面觀察方法2.3.1 大氣腐蝕監(jiān)測(cè)電池ACM儀2.3.2 Kelvin探頭參比電極技術(shù)2.4 大氣腐蝕原位動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)2.5 表面分析方法2.5.1 環(huán)境掃描電鏡、環(huán)境掃描隧道顯微鏡和原子力顯微鏡2.5.2 紅外吸收光譜和拉曼光譜第3章 金屬大氣腐蝕中液滴腐蝕現(xiàn)象的研究方法進(jìn)展3.1 經(jīng)典鹽水滴試驗(yàn)3.2 體視顯微鏡和掃描顯微鏡研究液滴現(xiàn)象3.3 Kelvin探頭結(jié)合顯微鏡技術(shù)研究液滴現(xiàn)象3.4 AFM研究液滴現(xiàn)象3.5 SPFM和EIS方法研究液滴現(xiàn)象的進(jìn)展第4章 金屬在污染大氣環(huán)境中初期腐蝕行為和機(jī)理研究進(jìn)展4.1 鋼鐵4.2 鋅4.3 銅及銅合金4.4 鎂及鎂合金4.5 鋁及鋁合金第5章 金屬大氣腐蝕理論分析研究進(jìn)展5.1 氣相區(qū)域5.2 氣一液界面區(qū)域5.3 液相區(qū)域5.4 沉淀區(qū)域5.5 電極區(qū)域5.6 固相區(qū)域第二篇 金屬在模擬大氣環(huán)境中的初期腐蝕行為與機(jī)理第6章 純鐵和碳鋼在模擬大氣環(huán)境中的初期腐蝕行為與機(jī)理6.1 模擬潮濕和濕熱大氣環(huán)境中初期腐蝕行為6.1.1 腐蝕動(dòng)力學(xué)6.1.2 初期腐蝕行為觀察6.1.3 腐蝕產(chǎn)物形貌分析6.1.4 腐蝕產(chǎn)物分析6.1.5 腐蝕產(chǎn)物初期生長(zhǎng)規(guī)律6.2 Q235碳鋼大氣腐蝕初期機(jī)理小結(jié)第7章 耐候鋼在模擬大氣環(huán)境中的腐蝕初期行為與機(jī)理7.1 09CuPCrNi耐候鋼在模擬大氣環(huán)境中的腐蝕初期行為7.1.1 腐蝕動(dòng)力學(xué)7.1.2 初期腐蝕行為觀察7.1.3 腐蝕產(chǎn)物分析7.2 09CuPCrNi耐候鋼周期浸潤(rùn)腐蝕加速試驗(yàn)腐蝕行為7.2.1 09CuPCrNi耐候鋼周期浸潤(rùn)腐蝕加速試驗(yàn)腐蝕形貌7.2.2 09CuPcrNi耐候鋼銹層結(jié)構(gòu)和腐蝕產(chǎn)物拉曼光譜分析7.2.3 09CuPCrNi耐候鋼的銹層X(jué)RD分析7.3 09CuPCrNi耐候鋼大氣腐蝕初期機(jī)理7.3.1 初期腐蝕機(jī)理7.3.2 銹層形成和合金元素的作用小結(jié)第8章 鋁及鋁合金在模擬大氣環(huán)境中的腐蝕初期行為與機(jī)理8.1 鋁及鋁合金在0.6 mol／LNaCI溶液中干濕周浸腐蝕行為8.1.1 腐蝕動(dòng)力學(xué)8.1.2 腐蝕形貌8.1.3 腐蝕產(chǎn)物分析8.1.4 力學(xué)性能變化8.1.5 電化學(xué)阻抗譜8.2 鋁及鋁合金在0.02mol／LNaHSO3溶液中干濕周浸腐蝕行為8.2.1 腐蝕動(dòng)力學(xué)8.2.2 腐蝕形貌觀察8.2.3 腐蝕產(chǎn)物分析8.2.4 力學(xué)性能變化8.3 鋁及鋁合金在周浸條件下的腐蝕機(jī)理8.3.1 鋁及鋁合金在Nacl溶液中的周浸腐蝕機(jī)理8.3.2 鋁及鋁合金在NaHSO3溶液中的周浸腐蝕反應(yīng)機(jī)理小結(jié)第9章 鎂合金在模擬大氣環(huán)境中的腐蝕初期行為與機(jī)理9.1 AZ91D鎂合金在模擬大氣環(huán)境中的初期腐蝕行為9.1.1 腐蝕動(dòng)力學(xué)9.1.2 初期腐蝕行為觀察9.1.3 腐蝕產(chǎn)物分析9.2 Az91D鎂合金在模擬大氣環(huán)境中初期腐蝕機(jī)理9.2.1 腐蝕產(chǎn)物形成機(jī)制9.2.2 電化學(xué)反應(yīng)機(jī)制小結(jié)第三篇 金屬在單一污染因素大氣環(huán)境中的腐蝕初期行為與機(jī)理第10章 碳鋼和耐候鋼在單一污染因素大氣環(huán)境中的腐蝕初期行為與機(jī)理10.1 碳鋼和耐候鋼在含SO2的大氣模擬環(huán)境中的初期腐蝕行為10.1.1 腐蝕動(dòng)力學(xué)10.1.2 初期腐蝕行為觀察10.1.3 腐蝕產(chǎn)物分析10.2 含CO2大氣模擬環(huán)境中碳鋼和耐候鋼初期大氣腐蝕行為10.2.1 腐蝕動(dòng)力學(xué)10.2.2 表面形貌分析10.2.3 腐蝕產(chǎn)物分析10.3 NaCl沉積對(duì)碳鋼和耐候鋼初期大氣腐蝕過(guò)程的影響10.3.1 初期腐蝕行為的觀察10.3.2 表面形貌觀察10.3.3 腐蝕產(chǎn)物分析10.4 腐蝕機(jī)理分析10.4.1 含SO2大氣環(huán)境10.4.2 含CO2大氣環(huán)境10.4.3 NaCl對(duì)碳鋼和耐候鋼初期大氣腐蝕的影響小結(jié)第11章 鋁及鋁合金在單一污染因素大氣環(huán)境中的腐蝕初期行為與機(jī)理11.1 含SO2的大氣模擬環(huán)境中鋁及鋁合金的初期腐蝕行為11.1.1 腐蝕動(dòng)力學(xué)11.1.2 腐蝕行為觀察11.1.3 腐蝕產(chǎn)物分析11.2 含CO2大氣模擬環(huán)境中鋁及鋁合金初期大氣腐蝕行為11.2.1 腐蝕動(dòng)力學(xué)11.2.2 表面形貌觀察11.2.3 腐蝕產(chǎn)物分析11.3 Nacl沉積對(duì)鋁及鋁合金初期大氣腐蝕過(guò)程的影響11.3.1 腐蝕動(dòng)力學(xué)……第12章 鎂合金在單一污染因素大氣環(huán)境中的初期腐蝕行為與機(jī)理第四篇 金屬在污染物協(xié)同作用下初期大氣腐蝕行為與機(jī)理第13章 碳鋼在污染物協(xié)同作用下初期大氣腐蝕行為與機(jī)理第14章 鋁及鋁合金在含多種污染因素大氣中的腐蝕初期行為與機(jī)理第15章 鎂合金在污染物協(xié)同作用下大氣腐蝕初期行為與機(jī)理第五篇 金屬在自然大氣環(huán)境中的腐蝕行為與室內(nèi)試驗(yàn)相關(guān)性研究第16章 碳鋼和耐候鋼在濕熱海洋環(huán)境下的腐蝕行為與室內(nèi)試驗(yàn)的相關(guān)性第17章 鋁及鋁合金在自然大氣環(huán)境中的腐蝕行為與室內(nèi)試驗(yàn)相關(guān)性研究第18章 鎂合金在城市潮大氣環(huán)境中的腐蝕初期行為與機(jī)理第六篇 金屬大氣腐蝕初期行為的微區(qū)觀察與電化學(xué)研究第19章 鋼和鎂合金在S02模擬大氣環(huán)境中初期腐蝕行為的原子力顯微鏡觀察第20章 鋁合金在薄液膜中的腐蝕電化學(xué)行為研究第21章 鋁及鋁合金大氣腐蝕初期行為與機(jī)理的掃描電化學(xué)顯微鏡研究第七篇 金屬大氣腐蝕初期行為的理論模型與計(jì)算機(jī)模擬第22章 金屬大氣腐蝕初期行為的熱力學(xué)分析與動(dòng)力學(xué)理論模型第23章 金屬在濕大氣環(huán)境下初期腐蝕行為的元胞自動(dòng)機(jī)模擬參考文獻(xiàn)附錄國(guó)家大氣環(huán)境腐蝕試驗(yàn)站網(wǎng)與數(shù)據(jù)共享平臺(tái)簡(jiǎn)介

章節(jié)摘錄

插圖：金屬大氣腐蝕是指其在服役過(guò)程中，與大氣環(huán)境發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)而失效的過(guò)程。相比其他類(lèi)型的環(huán)境腐蝕，大氣腐蝕是一種更加普遍的現(xiàn)象，無(wú)論是在室內(nèi)或是室外，金屬都會(huì)發(fā)生大氣腐蝕。大部分金屬和制品都是在大氣環(huán)境下存放和使用的，金屬因大氣腐蝕造成的經(jīng)濟(jì)損失超過(guò)其他類(lèi)型腐蝕的總損失。18世紀(jì)中葉以前，人們對(duì)金屬腐蝕的認(rèn)識(shí)與防護(hù)技術(shù)的使用處于經(jīng)驗(yàn)性階段。人類(lèi)使用金屬的歷史，其實(shí)也是對(duì)金屬腐蝕現(xiàn)象進(jìn)行觀察研究和規(guī)律認(rèn)識(shí)的歷史，也是金屬腐蝕防護(hù)技術(shù)取得輝煌成就的歷史。公元前5000年，在現(xiàn)代土耳其周邊，人們發(fā)現(xiàn)可以從孔雀石和藍(lán)銅礦中萃取液體銅以及熔融的金屬鑄成不同的形狀，在使用銅的同時(shí)就認(rèn)識(shí)到銅在空氣中會(huì)腐蝕變色。公元前3500年，埃及人首次熔煉鐵，微量的鐵主要用于裝飾或禮儀，在揭開(kāi)了將成為世界主導(dǎo)冶金材料的第一個(gè)制備秘密的同時(shí)，也開(kāi)始了鐵的大氣腐蝕現(xiàn)象觀察和防護(hù)技術(shù)的研究。從18世紀(jì)中葉到20世紀(jì)初期，是人們對(duì)金屬腐蝕的認(rèn)識(shí)過(guò)程由經(jīng)驗(yàn)性階段到深入而系統(tǒng)學(xué)科研究階段的過(guò)渡時(shí)期。隨著西方工業(yè)革命蓬勃發(fā)展步伐，開(kāi)始出現(xiàn)比較深入的材料腐蝕理論研究成果和現(xiàn)代防護(hù)技術(shù)的雛形。

編輯推薦

《金屬大氣腐蝕初期行為與機(jī)理》全面、系統(tǒng)地介紹了有關(guān)金屬材料大氣腐蝕初期行為與機(jī)理，不僅綜合了國(guó)內(nèi)外有關(guān)金屬材料大氣腐蝕方面的大量文獻(xiàn)，還融入了作者在鋼鐵、鋁合金、鎂合金等金屬材料在大氣腐蝕初期行為與機(jī)理的多年研究成果。在金屬材料大氣腐蝕初期行為與機(jī)理方面，從大氣腐蝕初期動(dòng)力學(xué)行為到腐蝕產(chǎn)物變化機(jī)理，以及薄液膜電化學(xué)特征都進(jìn)行了全面、系統(tǒng)的論述；在大氣腐蝕計(jì)算機(jī)模擬方面，介紹了元胞自動(dòng)機(jī)在大氣腐蝕初期行為與機(jī)理研究方面的應(yīng)用。

圖書(shū)封面

圖書(shū)標(biāo)簽Tags

無(wú)

評(píng)論、評(píng)分、閱讀與下載

---

    金屬大氣腐蝕初期行為與機(jī)理 PDF格式下載

---