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0 绪论1

0.1 材料腐蚀的基本概念1

0.2 研究材料腐蚀的重要性1

0.3 材料的腐蚀控制2

1 金属与合金的高温氧化3

1.1 金属高温氧化的热力学基础3

1.1.1 金属高温氧化的可能性3

1.1.2 金属氧化物的高温稳定性4

1.2 金属氧化膜7

1.2.1 金属氧化膜的生成7

1.2.2 金属氧化膜的生长7

1.2.3 氧化膜的P-B比8

1.2.4 金属氧化物的晶体结构9

1.3 氧化膜离子晶体缺陷10

1.3.1 理想配比离子晶体11

1.3.2 非理想配比离子晶体11

1.4 高温氧化动力学13

1.4.1 高温氧化速度的测量方法13

1.4.2 恒温氧化动力学规律14

1.4.3 高温氧化理论--Wagner理论16

1.5 影响金属氧化的因素18

1.5.1 合金元素对氧化速度的影响19

1.5.2 温度对氧化速度的影响21

1.5.3 气体介质对氧化速度的影响21

1.6 合金氧化及抗氧化原理22

1.6.1 二元合金的几种氧化形式23

1.6.2 提高合金抗氧化性的途径25

1.6.3 常见金属和耐热合金的抗氧化物27

1.6.4 耐氧化涂层材料29

1.7 高温热腐蚀30

1.7.1 热腐蚀过程30

1.7.2 碱性热腐蚀30

1.7.3 酸性熔融32

习题与思考题33

2 金属的电化学腐蚀34

2.1 腐蚀原电池34

2.1.1 电化学腐蚀现象34

2.1.2 腐蚀原电池34

2.1.3 腐蚀电池的工作过程34

2.1.4 宏观与微观腐蚀电池35

2.2 电极与电极电位36

2.2.1 电极36

2.2.2 电极电位36

2.2.3 参比电极39

2.3 极化41

2.3.1 极化现象41

2.3.2 极化原因42

2.3.3 过电位42

2.3.4 极化曲线46

2.4 去极化48

2.4.1 去极化48

2.4.2 析氢腐蚀49

2.4.3 氧去极化腐蚀51

2.5 腐蚀极化图55

2.5.1 伊文思极化图55

2.5.2 腐蚀电流55

2.5.3 腐蚀控制因素56

2.6 金属的钝化57

2.6.1 金属的钝化现象57

2.6.2 钝化原因及其特性曲线57

2.6.3 钝化膜的性质58

2.6.4 钝化理论59

习题与思考题60

3 全面腐蚀与局部腐蚀62

3.1 全面腐蚀62

3.1.1 全面腐蚀的特征62

3.1.2 全面腐蚀速度及耐蚀标准62

3.2 点腐蚀64

3.2.1 点蚀的形貌与特征64

3.2.2 点蚀机理64

3.2.3 影响点蚀的因素及预防措施65

3.3 缝隙腐蚀67

3.3.1 缝隙腐蚀条件67

3.3.2 缝隙腐蚀机理67

3.3.3 缝隙腐蚀的控制67

3.4 晶间腐蚀68

3.4.1 晶间腐蚀产生的条件68

3.4.2 晶间腐蚀的机理68

3.4.3 影响晶间腐蚀的因素70

3.4.4 防止晶间腐蚀的措施71

3.5 选择腐蚀71

3.5.1 黄铜脱锌71

3.5.2 石墨化腐蚀72

3.6 应力腐蚀73

3.6.1 应力腐蚀的概述73

3.6.2 应力腐蚀发生的条件和特征73

3.6.3 应力腐蚀机理76

3.6.4 应力腐蚀控制方法78

3.7 腐蚀疲劳79

3.7.1 腐蚀疲劳的特点80

3.7.2 腐蚀疲劳机理80

3.7.3 影响腐蚀疲劳的因素81

3.7.4 控制腐蚀疲劳的措施81

3.8 磨损腐蚀81

3.8.1 湍流腐蚀82

3.8.2 空泡腐蚀82

3.8.3 防止磨损腐蚀的措施83

习题与思考题83

4 金属在各种环境中的腐蚀84

4.1 金属在大气中的腐蚀84

4.1.1 大气腐蚀的分类84

4.1.2 大气腐蚀机理85

4.1.3 工业大气中金属腐蚀特点86

4.1.4 影响大气腐蚀的因素及防蚀方法87

4.2 金属在海水中的腐蚀88

4.2.1 海水腐蚀特点89

4.2.2 影响海水腐蚀的因素90

4.2.3 海水中常用金属材料的耐蚀性91

4.2.4 防止海水腐蚀的措施91

4.3 金属在土壤中的腐蚀92

4.3.1 土壤腐蚀的特点92

4.3.2 土壤腐蚀的几种形式93

4.3.3 防止土壤腐蚀的措施93

4.4 金属在工业环境中的腐蚀93

4.4.1 金属在酸溶液中的腐蚀94

4.4.2 金属在碱溶液中的腐蚀99

4.4.3 金属在盐类水溶液中的腐蚀100

4.5 人体环境中金属植入材料的腐蚀101

4.5.1 人体环境特点101

4.5.2 人体环境中可能发生的腐蚀形式102

4.5.3 常用金属植入材料103

习题与思考题105

5 材料的耐蚀性107

5.1 纯金属的耐蚀性107

5.1.1 热力学稳定性107

5.1.2 自钝性107

5.1.3 生成保护性腐蚀产物膜107

5.2 合金耐蚀途径108

5.2.1 提高合金热力学稳定性108

5.2.2 阻滞阴极过程108

5.2.3 降低合金的阳极活性108

5.2.4 使合金表面生成高耐蚀的腐蚀产物膜111

5.3 铁的耐蚀性111

5.3.1 铁的电化学性质及其耐蚀性111

5.3.2 合金元素对铁的耐蚀性的影响111

5.4 耐蚀铸铁及其应用114

5.4.1 高硅铸铁114

5.4.2 镍铸铁114

5.4.3 铬铸铁115

5.5 耐蚀低合金钢117

5.5.1 耐大气腐蚀低合金钢118

5.5.2 耐海水腐蚀低合金钢120

5.5.3 耐硫酸露点腐蚀低合金钢124

5.6 不锈钢126

5.6.1 不锈钢的概念126

5.6.2 奥氏体不锈钢126

5.6.3 铁素体不锈钢130

5.6.4 奥氏体-铁素体双相不锈钢130

5.7 镍及镍基耐蚀合金132

5.7.1 镍的耐蚀性132

5.7.2 镍基耐蚀合金132

5.8 铝及铝基耐蚀合金133

5.8.1 纯铝的耐蚀性133

5.8.2 铝基耐蚀合金133

5.9 钛及钛基耐蚀合金135

5.9.1 钛的耐蚀性135

5.9.2 钛基耐蚀合金138

5.10 镁及镁基耐蚀合金140

5.10.1 镁的电化学特性及耐蚀性140

5.10.2 影响镁和镁合金耐蚀性的因素141

5.10.3 镁基合金耐蚀合金化原则141

5.10.4 镁合金的应力腐蚀及防止方法142

5.11 非晶态合金的耐蚀性142

5.11.1 非晶态合金耐蚀性142

5.11.2 合金元素对金属-类金属非晶态合金腐蚀性能的影响143

5.11.3 非晶态耐蚀合金的耐蚀机理147

5.11.4 非晶态耐蚀合金的应力腐蚀147

5.12 非金属耐蚀材料148

5.12.1 塑料148

5.12.2 橡胶151

5.12.3 天然耐蚀硅酸盐材料152

5.12.4 陶瓷152

5.12.5 玻璃153

5.12.6 混凝土153

5.12.7 复合材料154

习题与思考题154

6 材料的防护156

6.1 金属的缓蚀156

6.1.1 缓蚀剂156

6.1.2 缓蚀剂缓蚀机理157

6.1.3 缓蚀剂的应用158

6.2 电化学保护161

6.2.1 阴极保护161

6.2.2 阳极保护166

6.3 表面保护涂层169

6.3.1 金属涂层169

6.3.2 非金属涂层171

习题与思考题175

7 高分子材料的腐蚀177

7.1 概述177

7.1.1 研究高分子材料腐蚀的意义177

7.1.2 高分子材料腐蚀类型177

7.1.3 高分子材料腐蚀特点178

7.2 介质的渗透与扩散作用179

7.2.1 渗透规律的表征179

7.2.2 影响渗透性能的因素180

7.3 溶胀与溶解181

7.3.1 高聚物的溶解过程181

7.3.2 高分子材料的耐溶剂性182

7.4 环境应力开裂184

7.4.1 环境应力开裂现象184

7.4.2 环境应力开裂机理185

7.4.3 影响环境应力开裂的因素186

7.5 氧化降解与交联186

7.5.1 高聚物的氧化机理186

7.5.2 热氧老化与稳定187

7.5.3 臭氧老化与稳定188

7.6 光氧老化189

7.6.1 光氧化机理189

7.6.2 光氧老化的防护190

7.7 高能辐射降解与交联191

7.7.1 高能辐射降解与交联机理191

7.7.2 高能辐射降解与交联的防护191

7.8 化学侵蚀192

7.8.1 溶剂分解反应192

7.8.2 取代基的反应193

7.8.3 与大气污染物的反应194

7.9 微生物腐蚀195

7.9.1 微生物的种类及生存环境195

7.9.2 微生物腐蚀特点195

7.9.3 微生物腐蚀的防护197

7.10 高聚物的存放效应与物理老化197

7.10.1 概述197

7.10.2 物理老化的特点198

7.10.3 物理老化对性能的影响199

7.11 高分子基复合材料的腐蚀201

7.11.1 高分子基复合材料的腐蚀环境201

7.11.2 高分子基复合材料的腐蚀机制202

7.11.3 高分子基复合材料在水环境中的腐蚀202

习题与思考题203

8 无机非金属材料的腐蚀205

8.1 概述205

8.2 无机非金属材料的腐蚀205

8.2.1 一般性机理205

8.2.2 典型材料的耐蚀性206

8.3 陶瓷基复合材料的腐蚀214

习题与思考题215

9 防腐蚀设计216

9.1 选材216

9.1.1 正确选材基本原则216

9.1.2 选材时应考虑的因素216

9.2 防腐蚀结构设计218

9.2.1 合理的结构形式和表面状态218

9.2.2 防止积水或积尘218

9.2.3 防止缝隙腐蚀218

9.2.4 防止电偶腐蚀218

9.2.5 防止磨损腐蚀220

9.2.6 防止环境诱发破裂220

9.2.7 避免温度不均引起的腐蚀222

9.2.8 设备和建筑物的位置合理性222

9.3 防腐蚀措施的选择224

9.4 防腐蚀强度设计224

9.5 防腐蚀工艺设计225

习题与思考题226

10 腐蚀经济与管理227

10.1 腐蚀经济损失227

10.1.1 尤里格的估算227

10.1.2 霍尔报告228

10.1.3 NBS/BCL模型229

10.2 腐蚀管理230

10.2.1 腐蚀失效分析230

10.2.2 防腐蚀对策的经济评价方法233

习题与思考题241

主要参考文献242