钢铁锈蚀与防护.ppt

金属的锈蚀与防护金属的锈蚀与防护胡家中学胡家中学 段毅段毅生活中许多设施生活中许多设施都是用都是用铁制铁制成，成，如如：但但但但这些设施普遍这些设施普遍这些设施普遍这些设施普遍受到腐受到腐受到腐受到腐蚀蚀蚀蚀的影的影的影的影响响响响。20012001年年1111月月1010日日 四川宜宾市城区南门大桥断裂四川宜宾市城区南门大桥断裂金属腐蚀的危害金属腐蚀的危害 据有关专家介绍，全球每一分钟就有据有关专家介绍，全球每一分钟就有1吨钢腐蚀成铁锈，目前吨钢腐蚀成铁锈，目前我国由于金属材料的腐蚀损失每年大约我国由于金属材料的腐蚀损失每年大约5000亿元人民币，约亿元人民币，约占我国国民生产总值的占我国国民生产总值的6%左右。左右。资料一：资料一：人类每年要向自然界索取大量的金属矿物资源，以提取人类每年要向自然界索取大量的金属矿物资源，以提取数以亿吨计的金属。金属矿物的储量有限，而且不能再生。根据数以亿吨计的金属。金属矿物的储量有限，而且不能再生。根据已探明的一些矿物的储藏量，并根据目前这些金属的消耗速度，已探明的一些矿物的储藏量，并根据目前这些金属的消耗速度，有人估计一些矿物可供开采的年限如下图所示（不包括今后新探有人估计一些矿物可供开采的年限如下图所示（不包括今后新探明的矿物储量、一些国家的金属储备量和金属的回收利用等）明的矿物储量、一些国家的金属储备量和金属的回收利用等）。一、金属资源的消耗一、金属资源的消耗资料二：资料二：据有关资料报道，现在世界上每年因腐蚀而报废据有关资料报道，现在世界上每年因腐蚀而报废的金属设备和材料相当于年产量的的金属设备和材料相当于年产量的20%40%。各种铁制品的锈蚀各种铁制品的锈蚀 为了减少损失，需要探为了减少损失，需要探究究钢铁锈蚀的原因钢铁锈蚀的原因、防防护的方法护的方法钢铁是应用最普遍且最钢铁是应用最普遍且最容易被锈蚀的金属材料容易被锈蚀的金属材料铁轨的锈蚀铁轨的锈蚀锈蚀的的轮船船 一周后一周后铁钉放在干燥的空气中（加干燥剂等）：铁钉放在干燥的空气中（加干燥剂等）：铁未生锈铁未生锈铁钉完全浸没在水中（上面还加植物油）：铁钉完全浸没在水中（上面还加植物油）：铁未生锈铁未生锈铁钉浸没一半在水中：铁钉浸没一半在水中：铁在空气、水的界铁在空气、水的界面处生锈面处生锈铁钉浸没一半的在食盐水中：铁钉浸没一半的在食盐水中：浸没在食盐水中的铁钉几乎全部生锈浸没在食盐水中的铁钉几乎全部生锈铁钉沾了酸液铁钉沾了酸液:铁钉严重锈蚀铁钉严重锈蚀全浸在水中全浸在水中一半在水中一半在水中食醋浸过食醋浸过食盐水中食盐水中干燥空气中干燥空气中1 1铁铁生生锈锈是是铁铁与与氧氧气气、水水等等物物质质相相互互作作用用。（缓缓慢慢氧化氧化,放热）放热）2.2.在酸性和有盐条件下会加快生锈速率在酸性和有盐条件下会加快生锈速率3 3升温也会加速钢铁锈蚀升温也会加速钢铁锈蚀4 4铁锈（混合物）的主要成分是氧化铁铁锈（混合物）的主要成分是氧化铁FeFe2 2O O3 3,红色红色.结论结论:思考：思考：1、铁锈是否对钢铁起到保护作用？、铁锈是否对钢铁起到保护作用？2、钢铁生锈后，我们应如何处理、钢铁生锈后，我们应如何处理?请说出具体的方法和注意问题。若是化请说出具体的方法和注意问题。若是化学方法，请写出化学方程式学方法，请写出化学方程式 3、金属铝比铁活泼，但是铝具有很好的抗腐蚀性而铁却易生锈，这是为、金属铝比铁活泼，但是铝具有很好的抗腐蚀性而铁却易生锈，这是为什么呢？什么呢？铁锈与铝壶表面的氧化铝膜性质比较铁锈与铝壶表面的氧化铝膜性质比较 铁锈铁锈 (e23)氧化铝氧化铝 (Al2O3)结构特点结构特点若不除去结果若不除去结果疏松多孔疏松多孔加速锈蚀加速锈蚀致密坚固致密坚固使铝使铝“自我保护自我保护”氧气氧气水水生锈生锈三、三、怎怎样样防止防止铁铁生生锈锈加上保加上保护层护层1.1.加上油漆、加上油漆、搪瓷搪瓷、塑塑胶层胶层或油脂或油脂加上油漆、加上油漆、加上油漆、加上油漆、搪瓷搪瓷搪瓷搪瓷、塑塑塑塑胶层胶层胶层胶层或油脂或油脂或油脂或油脂来防锈来防锈来防锈来防锈铁油漆氧气和水不能与铁接触，所以铁不会生锈油漆剥落后油漆氧气和水与铁接触，导致铁生锈2.2.镀镀上其他金上其他金属属,如如镀锡镀锡、锌锌、铜铜、镍镍、铬铬等等罐头罐头是由是由镀锡铁制成镀锡铁制成。镀铬镀铬的浴室的浴室水笼头水笼头。3.3.使用合金使用合金用不用不锈钢制锈钢制造的器具造的器具 4.4.牺牺牲性保牲性保护护由由镀锌铁制镀锌铁制造的造的水桶水桶 把把铁与铁与一一较较活活泼泼的的金属相连接金属相连接，牺牺牲活波金属牲活波金属，从从而防而防锈锈。牺牲牺牲牺牲牺牲性保性保性保性保护防锈法护防锈法护防锈法护防锈法 破损部位锌表层氧与锌反应，铁不会腐蚀铁锌块锌块金属防腐蚀的方法：金属防腐蚀的方法：形成保护层形成保护层刷油漆、涂油、烧制搪瓷（物理方法）刷油漆、涂油、烧制搪瓷（物理方法）电镀上一层耐腐蚀的金属（镀铬、锌、锡）、通过化学反应使表电镀上一层耐腐蚀的金属（镀铬、锌、锡）、通过化学反应使表面形成致密的氧化物薄膜等面形成致密的氧化物薄膜等改变金属的内部结构改变金属的内部结构制成合金，如不锈钢制成合金，如不锈钢改善腐蚀环境等等改善腐蚀环境等等保持铁制品表面干燥和洁净保持铁制品表面干燥和洁净（1)1)隔绝空气或氧气隔绝空气或氧气 (2)(2)隔绝水隔绝水讨论讨论1、在实际生活和生产中我们应该采取哪些具体方法来、在实际生活和生产中我们应该采取哪些具体方法来防止铁制品生锈呢？防止铁制品生锈呢？防止铁制品生锈的具体方法为：防止铁制品生锈的具体方法为：防止铁制品生锈的具体方法为：防止铁制品生锈的具体方法为：v 保持铁制品表面干燥和洁净保持铁制品表面干燥和洁净保持铁制品表面干燥和洁净保持铁制品表面干燥和洁净v 在铁制品表面涂一层保护膜如：刷油漆、涂油、镀上一层耐在铁制品表面涂一层保护膜如：刷油漆、涂油、镀上一层耐在铁制品表面涂一层保护膜如：刷油漆、涂油、镀上一层耐在铁制品表面涂一层保护膜如：刷油漆、涂油、镀上一层耐磨、耐腐蚀的金属铬、高温灼烧金属，进行磨、耐腐蚀的金属铬、高温灼烧金属，进行磨、耐腐蚀的金属铬、高温灼烧金属，进行磨、耐腐蚀的金属铬、高温灼烧金属，进行“烤蓝烤蓝烤蓝烤蓝”处理等处理等处理等处理等v 制成合金钢，如不锈钢制成合金钢，如不锈钢制成合金钢，如不锈钢制成合金钢，如不锈钢应用应用1 自行车的构件如支架、链条、钢圈、辐条等，分别采自行车的构件如支架、链条、钢圈、辐条等，分别采取了什么防锈措施？取了什么防锈措施？支架支架烤漆烤漆链条链条涂油涂油钢圈、车把钢圈、车把镀铬镀铬辐条辐条镀锌镀锌应用应用21 1、非供暖期间，铁制供暖设施中仍充满水，目、非供暖期间，铁制供暖设施中仍充满水，目的是的是_，其原理是，其原理是_防止铁生锈防止铁生锈隔绝氧气隔绝氧气2、锁是日常生活、生产中常用工具，一般是金属做的，经常会生锈。、锁是日常生活、生产中常用工具，一般是金属做的，经常会生锈。（1）在哪种情况下使用的铁锁最易生锈？）在哪种情况下使用的铁锁最易生锈？（2）锁的各个部分通常采取了怎样的防锈措施）锁的各个部分通常采取了怎样的防锈措施?(列举两个不同部位的不列举两个不同部位的不同措施。）同措施。）（3）你认为怎么保养才能防止锁生锈？）你认为怎么保养才能防止锁生锈？在潮湿空气中（或雨淋，或接触酸碱盐的溶液等）在潮湿空气中（或雨淋，或接触酸碱盐的溶液等）锁芯通常是铜制的，锁身通常是喷漆，锁勾通常中不锈钢或镀铬锁芯通常是铜制的，锁身通常是喷漆，锁勾通常中不锈钢或镀铬镍镍保持干燥、防雨淋、经常给锁芯注油保持干燥、防雨淋、经常给锁芯注油回收和利用废旧金属回收和利用废旧金属四、金属资源保护四、金属资源保护讨论讨论废弃金属的回收有什么意义？废弃金属的回收有什么意义？v 可节可节可节可节约金属资源约金属资源约金属资源约金属资源v 由于金属冶炼需在高温下进行，回收废弃金属并再利用由于金属冶炼需在高温下进行，回收废弃金属并再利用由于金属冶炼需在高温下进行，回收废弃金属并再利用由于金属冶炼需在高温下进行，回收废弃金属并再利用可可可可节约能源节约能源节约能源节约能源v 降低降低降低降低金属制品的生产金属制品的生产金属制品的生产金属制品的生产成本成本成本成本，可方便人们得到物美价廉的，可方便人们得到物美价廉的，可方便人们得到物美价廉的，可方便人们得到物美价廉的金属制品金属制品金属制品金属制品v 可可可可减少减少减少减少金属对环境的金属对环境的金属对环境的金属对环境的污染污染污染污染三、废旧金属的回收和利用三、废旧金属的回收和利用1、金属资源保护的途径、金属资源保护的途径（2 2）回收和利用废旧金属）回收和利用废旧金属（3 3）合理开采矿物）合理开采矿物（1 1）防）防 止止 金金 属属 锈锈 蚀蚀（4 4）寻找金属的替代品）寻找金属的替代品 2 2、废弃金属的危害、废弃金属的危害（1 1）浪费金属资源）浪费金属资源（2 2）污染环境）污染环境如何保护如何保护金属资源：金属资源：（1）防止金属腐蚀）防止金属腐蚀（1）合理开采矿物合理开采矿物（2）寻找金属的代用品寻找金属的代用品从资源的采集和开采方面从资源的采集和开采方面从保护金属材料和制品方面从保护金属材料和制品方面（3）回收和利用废旧金属）回收和利用废旧金属1.1.在下列情况下，埋在地下的铸铁管道腐蚀最慢在下列情况下，埋在地下的铸铁管道腐蚀最慢 的是（的是（）A.A.在干燥、致密、不透气的土壤中在干燥、致密、不透气的土壤中 B.B.在潮湿、疏松、透气的土壤中在潮湿、疏松、透气的土壤中C.C.在潮湿、致密、不透气的土壤中在潮湿、致密、不透气的土壤中D.D.在潮湿、疏松、透气的酸性土壤中在潮湿、疏松、透气的酸性土壤中2 小明发现家里的铜器表面生了一层绿色物质，用小刀刮去后见到原来红色小明发现家里的铜器表面生了一层绿色物质，用小刀刮去后见到原来红色的铜。的铜。小明去问老师，老师告诉他这是铜生了，小明去问老师，老师告诉他这是铜生了，这层绿色物质叫这层绿色物质叫“铜绿铜绿”,学名叫学名叫“碱式碳酸铜碱式碳酸铜”,化学式为化学式为:Cu2（OH）2CO3。据此你能帮助小。据此你能帮助小明分析铜器生锈的原因吗？你的推理依据是什么？你如何帮助小明将铜器明分析铜器生锈的原因吗？你的推理依据是什么？你如何帮助小明将铜器上的锈除去？上的锈除去？答答:在潮湿的空气中铜与氧气、水、在潮湿的空气中铜与氧气、水、二氧化碳等作用生成了铜二氧化碳等作用生成了铜绿。绿。推理依据是按铜绿的化学式可知：铜绿含推理依据是按铜绿的化学式可知：铜绿含C、H、O、Cu四种四种元素，元素，若无空气中的若无空气中的O2、H2O、CO2 等对铜发生作用则铜绿中不等对铜发生作用则铜绿中不可能含可能含O、C、H等元素。用白醋浸泡可除去铜锈。等元素。用白醋浸泡可除去铜锈。(设计实验探究铜生锈的条件）设计实验探究铜生锈的条件）