《民用飞机结构腐蚀与防护》
教 案
机务系结构修理教研室 魏静
广州民航职业技术学院
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民用飞机结构腐蚀与防护
绪论
§０-１ 基本概念
一、腐蚀的定义
定义：材料（通常是金属）与环境介质相互作用而导致的变质或破坏的现象。 主体：①材料 ②环境 防腐：两者隔离
１.材料：８０余种金属在一定条件下受不同程度的腐蚀
贵重金属：金Ａu 铂 Ｐt （家长的手饰佩戴久了会发黑） ↓ 腐蚀性差，不易腐蚀 ↑
腐蚀是绝对的，不腐蚀是相对的
２.介质: 大气、水、土壤、灰尘、化学原料及不同种类的金属 窗户的锁扣上的螺钉生锈——尽量用同一种金属。
§０-２ 金属腐蚀过程的本质
腐蚀
单质 化合物 （不活跃的 如金 也是金矿的形式 冶炼 活跃的 如硫 硫矿FeS）
铁 → 水合氧化铁FeO·XH2O (吸水个数不定，量不大时有多少吸多少) 高能量状态到低能量状态自发的；低能量状态到高能量状态要大量的热能
金属腐蚀的本质：金属在一定的环境中经过反应回复到化合物状态 即: 金属材料＋腐蚀介质→腐蚀产物＋热量 因此腐蚀过程是一个放热的过程。（只是有些速度慢觉察不到）
反应速度快的例子：金属钠（Ｎa）放到水里→有声音、有热量 （极端例子，反应相当快）
§０-３ 腐蚀的类型
一、按腐蚀反应的机理分类
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（一）化学腐蚀 （发生机率不大）
纯化学反应，无电子的移动，无电流的产生（不多）
通常发生在干性（高温）环境下，如飞机上涡轮叶片高温氧化 （二）电化学腐蚀 （最普遍，最常见）
指金属与电解质溶液因发生电化学作用而产生的破坏
e
Zn 阴极 Cu 阳极 水（电解质，不是绝对纯）
在同一种金属上也会发生腐蚀。 二、按腐蚀的环境分类
分为：大气腐蚀，水的蒸汽腐蚀，土壤腐蚀，化学介质腐蚀（酸、碱、盐） 三、按腐蚀的外观特征分类
可分为：全面腐蚀和局部腐蚀
?增重：FeO 不是水溶性的ΔＷ ?
化物 水溶性?减重：氧 全面腐蚀：腐蚀分布在整个表面，相对较均匀。
局部腐蚀：腐蚀主要集中在某一区域，分布不均匀，危险性很大。 发生水桶效应
看最弱处
（又如材料的承载能力） 最弱处才是基准
局部腐蚀腐蚀危害性很大，大约５７种
常见的有：应力腐蚀、点蚀、晶间腐蚀、电偶腐蚀、缝隙腐蚀、垢下腐蚀、冲刷腐蚀
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第一章 电化学腐蚀的基本概念
第一节 金属腐蚀的电化学反应
一、腐蚀电化学反应的实质 e 指针
活跃金属为阳极，受腐蚀
A 阳极 Zn Cu 阴极 阳极：Zn – 2e →Zn2+ ↓
受腐蚀
阴极：2H+ + 2e → H2 ↑ ↓ 受保护 H2SO4
用牺牲材料的方法来保护金属，如镀锌等等
腐蚀电化学反应实质：一个发生在金属和溶液界面上的多相界面反应 电子的传递：阳极 → 阴极 → 电解质溶液 阳极反应： M → Mn+ + n.e
阴极反应： D + n.e → [ D.ne] ↓
去极剂接受电子后生成的物质
溶液中能接受电子的物质，称去极剂或氧化剂
常见的去极剂：
1. H+ （还原成H2 ）—— 析氢反应 （相应的腐蚀叫析氢腐蚀）
2H+ + 2e → H2↑
2. 溶解在溶液中的O2
?在中性或碱性条件下还原成OH????O 2? 2H2O?4e ?4OH? ??在酸性条件下生成H2O????O 2? 4H?4e ?2H2O
3．金属高价离子
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Mn+ + n.e → M 沉积反应（电解精炼铜）
Mn+ + e → M(n-1)+ 较低价态的金属离子
（三类五种）共同特点：耗电子
第二节 金属电化学腐蚀倾向的判断
性质+介质 如 Zn Al 性质不同在于电极电位
（一）电极电位
1、双电层结构和电极电位
双电层：金属进入溶液中，在金属和溶液界面可能发生带电粒子的转移，电荷从一相通过界面进入另一相，结果在两相中都会出现剩余电荷，并或多或少地集中在界面两侧，形成一边带正电一边带负电的“双电层”。
例如： Zn浸在自身的盐溶液中
— + 电 （倾向快）Zn – 2e →Zn2+ 进入溶液
金— + 解2+质 （倾向慢）Zn + 2e →Zn 沉积在Zn片的表面 属— + 溶 液— 2+
如果是Cu与Cu，则
+ —电（倾向慢）Cu – 2e →Cu2+ 解金+ 2+
—质（倾向快）Cu + 2e →Cu 属溶+ 电极电位正好反过来 —液 电极电位：我们称这样一个金属/电解质溶液体系为电极，而将体系中金属与溶液之间的电位差称为该电术的电极电位。
2、平衡电极电位与能斯特方程式 平衡电极电位（可逆电位）
双电层不随时间变化，即电荷平衡，物质平衡。
标准电极电位 标准状态下的平衡电极电位
标准状态：纯金属，纯气体，1.01 x 105 Pa ，25℃，单位活度
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