材料的腐蝕與防護(hù)

內(nèi)容概要

本書系統(tǒng)地論述了金屬材料、非金屬材料的腐蝕原理、類型、腐蝕行為、影響因素和腐蝕控制方法，全面地介紹了航空、般天、船舶、兵器、核工業(yè)等國防領(lǐng)域機(jī)電裝備的腐蝕與控制技術(shù)。全書共分13章，內(nèi)容包括緒論、電化學(xué)腐蝕熱力學(xué)與動力學(xué)、析氫腐蝕與耗氧的腐蝕、金屬的鈍化、局部腐蝕應(yīng)力作用下腐蝕、金屬在自然環(huán)境下中的腐蝕、高溫腐蝕、金屬材料的耐蝕性、非金屬材料的腐蝕行為、腐蝕控制方法及其選擇、機(jī)電裝備的腐蝕與控制等。    本書為國防類高等院校材料專業(yè)（包括腐蝕與防護(hù)專業(yè)）的本科生教材，同時也可供非國防類院校相近專業(yè)的師生使用，并可作為從事腐蝕與防護(hù)、材料、化工、治金、機(jī)械、維修等專業(yè)工作的研究人員、工程技術(shù)人員、設(shè)計工作者和管理人員的參考書。

書籍目錄

第1章 緒論  1.1 材料腐蝕的基本概念  1.2 腐蝕的危害與腐蝕控制的重要性  1.3 腐蝕科學(xué)與防護(hù)技術(shù)的研究進(jìn)展  1.4 材料腐蝕的分類  1.5 材料腐蝕程度的評定方法  1.6 本書的章安排  思考題與習(xí)題第2章 電化學(xué)腐蝕熱力學(xué)  2.1 腐蝕傾向?qū)У臒崃W(xué)判據(jù)  2.2 腐蝕電池及其工作歷程  2.3 電極電位與電化學(xué)腐蝕傾向的判斷  2.4 電位-pH圖及其應(yīng)用  2.5 實際中的腐蝕電池類型  思考題與習(xí)題第3章 電力學(xué)腐蝕動力學(xué)  3.1 腐蝕電池的電極過程  3.2 腐蝕速率與極化作用  3.3 腐蝕極化圖及共應(yīng)用  3.4 極化控制下的腐蝕動力學(xué)議程式  3.5 混合電位理論及其應(yīng)用  3.6 腐蝕速率的電化學(xué)測定方法  思考題與習(xí)題第4章 析氫腐蝕與耗氧腐蝕  4.1 析氫腐蝕  4.2 耗氧腐蝕第5章 金屬的鈍化  5.1 鈍化現(xiàn)象  5.2 有鈍化特性金屬的極化曲線  5.3 金屬的自鈍化  5.4 鈍化理論  5.5 影響金屬鈍化的因素  思考題與習(xí)題第6章 局部腐蝕  6.1 局部腐蝕與全面腐蝕的比較  6.2 電偶腐蝕  6.3 點腐蝕  6.4 縫隙腐蝕  6.5 晶間腐蝕  6.6 選擇性腐蝕  思考題與習(xí)題第7章 應(yīng)力作用下的腐蝕  7.1 應(yīng)力作用下腐蝕破壞的范疇  7.2 應(yīng)力腐蝕開裂  7.3 氫致?lián)p傷  7.4 腐蝕疲勞  7.5 摩耗腐蝕  7.6 低熔點金屬致脆  思考題與習(xí)題第8章 金屬在自然環(huán)境中的腐蝕  8.1 大氣腐蝕  8.2 海水腐蝕  8.3 土壤腐蝕  8.4 微生物腐蝕  思考題與習(xí)題第9章 高溫腐蝕  9.1 高溫腐蝕的類型和研究高溫腐蝕的重要性  9.2 金屬高溫氧化的熱力學(xué)基礎(chǔ)  9.3 金屬氧化膜的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)  9.4 金屬高溫氧化的動力學(xué)和機(jī)理  9.5 影響金屬氧化行為的因素  9.6 合金的氧化  9.7 金屬材料的熱腐蝕  思考與習(xí)題第10章 金屬材料的耐蝕性第11章 非金屬材料的腐蝕行為第12章 腐蝕控制方法及其選擇第13章 機(jī)電裝備的腐蝕與控制附錄參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

第1章  緒論1.1　材料腐蝕的基本概念材料是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和社會文明的重要支柱。材料的使用離不開環(huán)境。材料的腐蝕與防護(hù)學(xué)科就是研究材料在其周圍環(huán)境作用下的破壞、變質(zhì)行為及其控制的一門學(xué)科。在絕大多數(shù)情況下，機(jī)械裝備的失效（喪失其規(guī)定功能）是由于構(gòu)成它的材料的損傷和變質(zhì)而引起的。根據(jù)失效過程中材料發(fā)生變化的物理、化學(xué)的本質(zhì)機(jī)理不同和過程特征的差異，可以將機(jī)械失效劃分為過載變形、腐蝕、斷裂、磨損、熱損傷、電損傷、污染和輻射損傷等多種形式，其中腐蝕（corrosion）、斷裂（fracture）和磨損（wear）是工程材料和結(jié)構(gòu)最重要、最常見的三種失效破壞形式，如表1.1和圖1.1所示（在表1.1中將腐蝕加速的斷裂和磨損歸人了腐蝕范疇）。因此，研究材料的腐蝕與防護(hù)具有十分重要的意義。金屬材料在人類社會文明發(fā)展史上占有極為重要的地位，人們最為熟悉的腐蝕現(xiàn)象是金屬材料的腐蝕，如鐵生銹是因其表面腐蝕生成了腐蝕產(chǎn)物FeO（OH）或Fe2O3·H2O，銅腐蝕后則在表面產(chǎn)生銅[CuSO4·3Cu（OH）2]。然而，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，非金屬材料、復(fù)合材料在各工業(yè)部門中的使用量愈來愈大，這些材料因環(huán)境造成的破壞和變質(zhì)及其控制問題也越來越受到重視。因此，腐蝕與防護(hù)科學(xué)已從過去以金屬材料為主要研究對象，轉(zhuǎn)變?yōu)橐越饘俨牧?、無機(jī)非金屬材料、高分子材料和復(fù)合材料等在內(nèi)的各類材料為研究對象。腐蝕的英文名稱起源于拉丁文“corrodere”，其含義是損壞或腐爛。隨著人們對腐蝕認(rèn)識的深入和研究范圍的擴(kuò)大，腐蝕的定義也在不斷變化。早期對腐蝕的定義是針對金屬材料的。例如，英國人艾文思（U．R．Evans）給出如下的定義：“金屬腐蝕是金屬從元素態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榛蠎B(tài)的化學(xué)變化及電化學(xué)變化”。美國人方坦納（M．G．Fantana）則認(rèn)為腐蝕可以從幾個方面下定義：①由于材料與環(huán)境及應(yīng)力作用而引起的材料的破壞和變質(zhì)；②除了機(jī)械破壞以外的材料的一切破壞；③冶金的逆過程等。前兩種定義既包含了金屬材料，也包含了非金屬材料；而后一種定義則是針對金屬材料的，同時說明腐蝕過程在熱力學(xué)上是自發(fā)的。近年來，由于腐蝕的研究范圍不斷擴(kuò)大，有人將腐蝕的定義拓展為“材料的腐蝕是材料受環(huán)境介質(zhì)的化學(xué)、電化學(xué)和／或物理作用的破壞的現(xiàn)象”。該定義不僅涵蓋了金屬材料的化學(xué)和電化學(xué)原因造成的腐蝕破壞，而且包含了液態(tài)金屬等導(dǎo)致的金屬材料的物理破壞（傳統(tǒng)上稱為金屬材料的液態(tài)金屬腐蝕）。同時，該定義還包括了非金屬材料的腐蝕，如耐火磚或陶瓷、玻璃材料受熔化金屬、熔融鹽等介質(zhì)的腐蝕，石英或硅酸鹽材料由水分子引起的破壞或變質(zhì)，高分子材料的輻照分解，等等。然而依據(jù)上述定義，材料的融化、蒸發(fā)、斷裂、磨損等物理因素導(dǎo)致的破壞和變質(zhì)也應(yīng)屬于腐蝕，這顯然是不合適的。雖然腐蝕可以導(dǎo)致斷裂，但是當(dāng)純機(jī)械應(yīng)力超過材料的塑性極限時也可發(fā)生斷裂；同樣，盡管腐蝕可以促進(jìn)磨損破壞，但惰性環(huán)境中接觸材料表面的相對運動也可以造成純機(jī)械磨損破壞。因此，目前普遍為人接受的材料腐蝕定義是“材料腐蝕是材料受環(huán)境介質(zhì)的化學(xué)作用或電化學(xué)作用而變質(zhì)和破壞的現(xiàn)象”。由于液態(tài)金屬導(dǎo)致的材料破壞，與化學(xué)或電化學(xué)造成的金屬材料的腐蝕有很多相近的特點，因此，金屬的這類破壞現(xiàn)象通常也納入腐蝕學(xué)科的研究范疇。……

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