Nghiên cứu về ăn mòn và bảo vệ kim loại

Nghiên cứu về ăn mòn và bảo vệ kim loại Nội dung : Đại cương về ăn mòn Kim loại Ăn mòn Điện hóa Ăn mòn kim loại trong các môi trường khác nhau Các phương pháp chống ăn mòn kim loại

Nghiên cứu về ăn mòn và bảo vệ kim loại Nhóm 2

2

Danh sách thành viên Nhóm số 2

Nghiên cứu về ăn mòn và bảo vệ kim

loại

Nội dung :

I Đại cương về ăn mòn Kim loại

II Ăn mòn Điện hóa

III Ăn mòn kim loại trong các môi trường khác nhau

IV Các phương pháp chống ăn mòn kim loại

2 Phân loại về sự ăn mòn kim loại

2.1 Phân loại theo cơ chế ăn mòn kim loại

Theo cơ chế của quá trình ăn mòn kim loại chia

làm 2 loại:

 Ăn mòn hóa học

 Ăn mòn điện hóa

I Đại cương về ăn mòn Kim loại

1.Khái niệm

Ăn mòn kim loại là sự phá hủy kim loại do tương tác hóa học hoặc điện hóa của kim

loại với môi trường xung quanh

Hiện tượng ăn mòn kim loại được phân loại

theo nhiều cách tùy thuộc vào điều kiện, dạng

bề mặt bên ngoài

I Đại cương về ăn mòn Kim loại

6

Hiện tượng ăn mòn hóa học vỏ lò nung

clinker

2.2 Phân loại theo đặc trưng của sự ăn mòn

Sự ăn mòn kim loại diễn ra rất phức tạp và

đa dạng, dựa theo dạng bề mặt bị phá hủy

thì ăn mòn kim loại được thường gặp một số

dạng như sau:

 Ăn mòn liên tục

 Ăn mòn cục bộ

Một số dạng ăn mòn khác:

o Ăn mòn dạng vết

o Ăn mòn rãnh

o Ăn mòn Ganvani

o Ăn mòn giữa các tinh thể

o Ăn mòn chọn lọc

o Ăn mòn mài mòn

o Ăn mòn ứng lực

o Ăn mòn do ma sát

II Ăn mòn Điện hóa

1 Giới thiệu về ăn mòn điện hóa

Là sự phá hủy kim loại do sự tương tác điện

hóa giữa kim loại với môi trường chất điện li

Ví dụ: Phần vỏ tàu biển chìm trong nước, ống

dẫn đặt trong lòng đất, kim loại tiếp xúc với

không khí ẩm

2 Đặc điểm ăn mòn điện hóa

- Ăn mòn điện hóa không chuyển electron trực

tiếp đến chất tham gia mà thông qua dây dẫn

hoặc dung dịch chất điện li

- Xuất hiện dòng điện cục bộ

- Ăn mòn điện hóa xảy ra 2 quá trình đồng thời

đó là quá trình oxi hóa và quá trình khử, 2 quá

trình này xảy ra không cùng một chỗ

Ăn mòn điện hóa

II Ăn mòn Điện hóa

8

3 Điều kiện xảy ra ăn mòn điện hóa

Hiện tượng ăn mòn điện hóa xảy ra khi:

- Các điện cực khác nhau về bản chất: có thể là cặp kim loại khác nhau, cặp kim loại -

phi kim hay cặp kim loại - hợp chất hóa học Trong đó kim loại có tính khử mạnh hơn

sẽ là cực âm Như vậy kim loại nguyên chất khó bị ăn mòn

- Các điện cực tiếp xúc với nhau (trực tiếp hoặc gián tiếp qua dây dẫn)

- Các điện cực cùng tiếp xúc với một dung dịch điện li

4 Cơ chế ăn mòn điện hóa

+ Vùng anot

Vùng anot xảy ra quá trình oxi hóa, kim loại hòa

tan để lại electron trên bề mặt thanh kim loại

tạo thành ion dương kim loại đồng thời chuyển

vào dung dịch

M → + ne

II Ăn mòn Điện hóa

4 Cơ chế ăn mòn điện hóa

+ Vùng catot

Quá trình xảy ra ở vùng catot là quá trình khử, trong đó các chất oxi hóa (Ox) như ion, các nguyên tử hoặc phân tử chất điện li đến nhận electron trên bề mặt kim loại tạo thành chất khử (Kh) Thực chất các electron ở anot chuyển đến vùng catot trên bề mặt kim loại

aOx + ne → bKh

Ở vùng catot có thể xảy ra các phản ứng như sau:

+) Trong môi trường axit xảy ra phản ứng khử H+ giải phóng hiđro:

n + ne → +) Trong môi trường vừa có ion H+ và oxi xảy ra phản ứng tiêu thụ oxi có mặt trong

dung dịch và phản ứng khử H+ :

+ n+ ne → O +) Trong môi trường bazơ hoặc trung tính xảy ra phản ứng khử oxi hoặc nước để tạo thành OH– :

n+ 2nO + 4ne → 4nOH−

2nO + 2ne → n + 2nOH−

+) Trong dung dịch có ion kim loại (có điện thế dương hơn kim loại bị ăn mòn) thì quá trình khử ở catot có thể là:

+ ne → M

III Ăn mòn kim loại trong các môi trường khác nhau

10

1 Ăn mòn kim loại trong môi trường khí quyển

Ăn mòn trong khí quyển liên quan đến nồng

độ oxi, hơi nước mà trong đó chất ô nhiễm

tạo ra dung dịch có pH thấp là nguyên nhân

trực tiếp gây ra sự ăn mòn

2 Ăn mòn trong môi trường đất

Đất là môi trường không đồng nhất, tùy theo

địa phương mà đặc tính của đất khác nhau Có

rất nhiều dụng cụ và thiết bị chôn ngầm trong

đất nên có thể bị ăn mòn, làm giảm tuổi thọ

hoặc bị phá hủy

III Ăn mòn kim loại trong các môi trường khác nhau

3 Ăn mòn trong nước biển

Với đặc điểm của nước biển chiếm

hơn 70 % diện tích trái đất, sự khác

nhau của các vùng khí hậu, đặc điểm

địa lý … do vậy thành phần và những

tính chất hóa, lý của nước biển cũng

thay đổi rất nhiều

Độ muối của nước biển đóng vai trò

quan trọng cho tính dẫn điện của nước

biển và ảnh hưởng đến tốc độ ăn mòn

kim loại

IV Các phương pháp chống ăn mòn kim loại

12

1 Phương pháp bảo vệ bề mặt

- Dùng chất bền với môi trường để phủ lên bề mặt KL : bôi dầu mỡ, sơn, mạ, tráng

men,

- Dùng chất kìm hãm, tăng khả năng chịu đựng với môi trường: hợp kim chống gỉ

VD: sắt tây là sắt được tráng thiếc, tôn là sắt được tráng kẽm

Chống

ăn mòn bằng sơn phủ

IV Các phương pháp chống ăn mòn kim loại

2 Phương pháp điện hóa

- Dùng kim loại bền có tính khử mạnh hơn gắn vào kim loại cần bảo vệ

để làm vật thay thế

VD: Để bảo vệ vỏ tàu biển bằng thép (thành phần chính là Fe), người

ta gắn các lá Zn vào phía ngoài vỏ tàu ở phần chìm trong nước biển

=> Phần vỏ tàu bằng thép là cực dương, các lá

Zn là cực âm

=> Zn là vật hi sinh nên bị ăn mòn Sau một thời gian nhất định, người ta thay những lá Zn

bị ăn mòn bằng những lá Zn khác

14