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金属的腐蚀和防护评课篇一

第二节 金属的腐蚀和防护（第１课时）

榆中七中

孙志彪

【教学目标】：

1、了解金属腐蚀的危害，认识金属腐蚀造成的经济影响．

【教学难点】：金属电化腐蚀；钢铁腐蚀

【教学方法】：启发式、讨论式、实验法

【教具】：实验投影仪

教学过程：

【引言】在日常生活中,金属腐蚀的现象随处可见。现在，请各小组代表把课前搜索的信息给全班同学展示一下。

三个小组代表分别发言

【学生演讲】(二分钟)介绍金属腐蚀造成的影响。

【学生回答】铁和氯气直接反应而腐蚀;钢管被原油中的含硫化合物腐蚀均为化学腐蚀。钢铁在潮湿的空气中生锈是电化学腐蚀。

【过渡】钢铁在潮湿的空气里所发生的腐蚀，就是电化学腐蚀的最普通的例子。在一般情况下，金属腐蚀大多是电化学腐蚀。

【提问】电化学腐蚀是怎样形成的？它具有哪些特征？让我们通过实验来研究学习有关电化学腐蚀的知识。

【过渡】上学期我们已学习了有关原电池的知识，现在我们从金属腐蚀的角度来分析铜--锌原电池实验的原理。

【课件演示】铜-锌原电池实验

做如下实验：锌片投入稀硫酸中——腐蚀的种类及特点；用铜丝接触锌片——腐蚀的种类及特点。

【投影、复习】原电池反应：zn(-)： zn→ zn2+ +2e-(氧化反应)

cu(+)： 2h++ 2e-→ h2↑(还原反应)

总的反应方程式： zn + 2h+ → zn2+ + h2↑

【启发】铜-锌原电池实验可看作锌被腐蚀的过程，属于哪类金属腐蚀？

1、电化学腐蚀的形成条件和特征。

2、化学腐蚀和电化学腐蚀的区别和联系。

【结论】

1．电化学腐蚀形成条件：不纯金属或合金、电解质溶液环境。

特征：原电池反应，并伴有电流的产生。

2．化学腐蚀：金属直接跟物质接触发生化学反应。

电化学腐蚀：原电池反应。

在一般情况下，这两种腐蚀往往同时发生，只是电化学腐蚀比化学腐蚀要普遍得多。

【学生回答】原电池反应，较活泼的金属失去电子被腐蚀发生氧化反应，并伴有电流的产生。

【师生共同讨论】运用原电池原理分析钢铁腐蚀的成因。教师随着学生的认知需要不断改变决策。

【课件演示】钢铁的电化学腐蚀，创设情景，引出析氢腐蚀和吸氧腐蚀。

【归纳分析】铁锈的生成不可缺少的是空气和水。钢铁是铁碳合金，在干燥的空气里不易腐蚀，但在潮湿的空气里，在钢铁的表面形成了一层电解质溶液的薄膜，它跟钢铁里的铁和少量的碳在钢铁制品表面形成了无数微小的原电池，加快了钢铁的腐蚀。

【板书】钢铁腐蚀： fe(-)2fe → 2fe2++4e-

c(+)2h2o + o2 + 4e-→ 4oh-

【过渡】我们学习了有关金属腐蚀的知识，并了解了金属腐蚀主要是由原电池反应而引起的电化学腐蚀。金属腐蚀虽然有害，有时却可以利用。例如，工业上通过控制一定条件，利用fe3+腐蚀铜板来制备电子线路板就是利用金属腐蚀的一个很好例子。但是，金属腐蚀大多数是有害的，是须防止的。

【小结】电化学腐蚀分类： 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 条件 水膜酸性较强（ph＜5.6）水膜酸性很弱或中性 电 极 负 正 总反应方程式 联系 吸氧腐蚀更加普遍，危害更大。

【启发】从中你收到了什么启发？

【课堂总结】

【随堂练习】1、2、3

金属的腐蚀和防护评课篇二

按计划将学生进行了分组后，各小组开始了以下活动。

3.1 资料的查询和小课题的确立

当学生到网上查找有关资料时，才发现有关金属腐蚀和保护的资料非常之多，其中绝大部分都是企业的网页，可供利用的资料却并不多。学生马上面临着如何在纷繁的资料中寻找到自己所需要的东西，而这正是网络时代必须学习的能力。所以需要教师给予必要的指导，更应提醒他们其实书籍包括教科书也是资料的一种。同时，也发现由于语言的限制，使教师和学生在利用英特网资源上都受到了制约。

学生提出的课题基本上在预计的范围之内。但课题的确立一开始是模糊的。这一方面是由于学生对课题所涉及的知识很陌生，缺乏认识，随着他们通过资料的查询和学习，逐渐明朗起来。另一方面是由于对研究过程缺乏了解，使得他们提出的课题设计过于抽象或简单。教师的及时指导非常重要。

3.2 学习、研究过程

学习、研究过程的实施充分体现了研究性学习所强调的实践性、操作性、探索性。学生在其中获得了多种的经历和体验，他们在实践中不断改进自己的设计，不仅仅是学科能力的提高，更重要的还有身心的锻炼。

有一个小组的课题是制作番茄电池，他们原先的设计是利用番茄电池使收音机响起来，但实际情况并不是他们想的那么简单，因为他们发现一只番茄制作的电池并不能使哪怕一只最小的二极管发亮。他们因此对问题有了感性的认识，重新进行了设计，经过了反复多次，在损失了不少番茄后，他们的课题研究已经相当的科学了：首先用灵敏电压计测量出同一组电极、不同的水果时的电压，挑选出最好的水果，结果还是番茄，但意义已经不同。接着又测量了不同的。电极组合，比较哪一种效果最好，结果他们选择了镁和铜。他们对实验有了进一步的认识，甚至注意到每次测量时电极之间的距离及插入的深度对结果的影响。最后他们用了15只番茄串联起来终于使最小的二极管发出了亮光，小组成员兴奋地欢呼起来。这种最真实的体验和快乐对学生的发展是至关重要的。课堂展示时，全班同学倾听了他们的制作过程，然后关上灯，所有的人都看到了那微弱的光亮，教室里响起了热烈的掌声。

另一个小组的课题是观察比较铁片在不同环境中生锈的情况，他们选择了盐酸和盐水。据他们对腐蚀的认识，预计铁片应该在盐酸这样的酸性环境中更容易腐蚀。他们每天去观察铁片生锈的情况，两天后，发现食盐水中的铁片已经锈蚀的相当严重时，盐酸中的铁片似乎还没有太大的变化。这一现象让他们感到非常诧异，一时无法解释。但这更加激发了学生求知的欲望，再一次去研究查阅的材料，试图对实验的现象做出合理的解释。教师提醒他们继续观察铁片，就在他们还没有找到答案之前，第三天，铁片又发生了变化，盐酸中的铁片开始了严重的锈蚀，程度一点也不亚于盐水中。同学们用相机如实地记录了这些变化，并编辑到小组的电子演讲稿中，同时还有他们的疑惑。自主的实践活动充分调动了学生学习的主动性。

学生在研究过程中最容易暴露的问题，就是他们的研究常常停留在表面，难以深入。如“金属的保护方法”课题组的研究是这样设计的：取三块同样的纯铁片，一块缠上铜丝，一块缠上铝丝，还有一块做对照。将以上材料都浸在盐水中观察现象。他们很快发现第一块铁最先生锈，第二块一直没有明显改变。他们认为实验已经完成，准备拆除装置了。这时教师提醒他们再耐心等待下一步还可能有什么变化，果然过了几天，第二块铁片上缠绕的铝丝完全变成了一堆白色的粉末，而铁片在以后慢慢也出现了锈迹。这一现象的出现使他们对问题又有了更加感性和深入的认识。

教师还鼓励一些学生运用手持技术对原电池的能量转化作更加深入的研究。

课题设计之后，小组的成员将面临一系列的实际问题：实验材料的准备，有些设备，比如灵敏电流、电压计必须自己去借，番茄、二极管必须自己去买，请老师或别班的同学帮助拍照作为多媒体制作的材料。在这些问题的处理过程中他们培养了相互之间的合作精神，提高了解决实际问题的能力。

3.3 课堂讨论的组织

课堂的活动不仅仅局限于各小组展示电子演讲稿，更重要的是组织学生对同一个问题从不同的角度进行讨论和探究。所以学生的演讲稿不必追求是完美的、正确的，可以存在缺陷甚至是错误，或是发现的问题尚未解决。

如在对金属腐蚀现状的认识中，大多学生谈到的都是腐蚀的危害，但却有学生提出了腐蚀其实也可以被人们利用。

对盐酸和食盐水中铁片腐蚀情况的比较，这一小组的实验结果和解释引起了学生们的争论，从而引发了什么是析氢腐蚀和吸氧腐蚀？铁片腐蚀是否一定表现为生锈呢？生锈的可能反应有哪些？而这些问题正是有关金属腐蚀的较为深入的问题，也是我们教学目标中必须解决的。

在铁片生锈情况的观察、水果电池的制作、电动势的测定、金属保护的方法等课题的研究和讨论中，学生发现他们的研究结果相互得到了验证，如“电动势的测定”小组通过不同的曲线反映了不同电极材料、不同电解质溶液对电池电动势的影响，得出了与“水果电池的制作”小组极为相近的结论。这就使学生对问题有了更深刻的理解。

课堂讨论要让学生的思维碰撞出火花，使学生对自己的学习经历产生更深的理解和感悟，同时从别人身上获取生动的间接经验，这也应是合作学习的一种方式。

金属的腐蚀和防护评课篇三

摘 要：本文中结合金属腐蚀机理，对海洋腐蚀防护措施和井下腐蚀的主要预防进行了分析，以供参考。

中图分类号：c35文献标识码：
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一、 金属腐蚀的机理

按照金属腐蚀的机理。可将金属腐蚀大概分为化学腐蚀和电化学腐蚀两种。化学腐蚀就是金属与接触到的物质直接发生氧化还原反应，而被氧化损耗的过程；
电化学腐蚀就是铁和氧形成两个电极，组成腐蚀原电池，因为铁的电极电位总比氧的电极电位低，所以铁是阳极。遭到的腐蚀不论是化学腐蚀，还是电化学腐蚀，金属腐蚀实质都是金属原子已被氧化，从而转化成金属阳离子的过程。

二、金属腐蚀的发生

海洋腐蚀是金属与周围海洋环境发生化学或者电化学反应而产生的一种破坏性腐蚀。很多金属元素如铜、铁、镁等在自然界都是以化合物的形式存在，也就是它们的最稳定态---氧化态存在。人们通过冶炼时使这些元素吸收并储存一定能量后变为中性金属态，相对于氧化态而言，这是种能量较高的不稳定态，在合适的条件下便自发的便会为稳定的氧化态。中性金属态到氧化态的转变的吉布斯自由能小于零，可自发进行；
从热力学上来讲，海洋腐蚀上由于金属与其周围介质构成一个热力学不稳定的体系，此体系具有自发的从这种不稳定状态趋向稳定状态的倾向。

在金属表面覆盖各种保护，把被保护金属与腐蚀性介质隔开，是防止金属腐蚀的有效方法。

（一）预防涂料重防腐

金属油漆涂层随时间的延长，环境的变化，有机物终究要老化，影响防腐性能。一般情况复合涂层可以对钢设备进行中等年限的防护保护。涂料初次的涂装之后，需要定期的刷面漆，对其进行相应的维护。如进行彻底维护时，需要对钢铁构件重新进行喷砂除锈，然后涂装油漆。

（二） 预防热浸镀锌防腐

热浸镀锌防腐，是将经过酸洗除锈的钢构件浸入480～520℃，高温锌熔池3～5min，使钢铁表面沾挂一层锌液，经冷却后形成镀层。热浸镀锌镀层可对钢铁提供机械屏蔽于电化学保护的作用，涂层和钢铁表面的结合力比较好，但是镀锌涂层的厚度比较薄。锌涂层一旦腐蚀后，其局部会漏出钢铁的基本构体。致使致涂层失效，所以，热浸镀锌防腐耐腐蚀年限稍短，可提供钢铁中等年限的防腐保护。同时热镀锌生产的工艺，其局限性比较大，对钢井架和井筒装备等一些大构件的应用比较困难，而对形状复杂的钢构件，因为其受到高温的影响，会致使钢构件变形，从而影响其最终的作用。

（三）预防电弧喷涂防腐

但由于井下存在瓦斯的特殊性，电弧容易引起瓦斯爆炸，该技术难以在井下应用。

整个腐蚀反应过程, 包括四大步骤：一是去极化剂到达金属表面的传质过程。二是阳极反应过程。三是与阳极反应过程同时进行的去极化剂还原的阴极反应过程。四是腐蚀产物离开金属表面或转化为其他化合物的过程。

（一） 电化学保护

电化学保护分为阴极保护和阳极保护。阴极保护的原理如下：利用电化学原理，将被保护的金属设备进行外加阴极极化降低或防止腐蚀；
将被保护金属进行外加阴极极化以减少或防止金属腐蚀的方法叫做阴极保护法。阴极保护有包括外加电流阴极保护和牺牲阳极保护。外加电流法是将被保护的金属与另一附加电极作为电解池的两极，被保护金属为阴极，这样就使被保护金属免受腐蚀。牺牲阳极保护法是将活泼金属或其合金连在被保护的金属上，形成一个原电池，这时活泼金属作为电池的阳极而被腐蚀，基体金属作为电池的阴极而受到保护。外加电流阴极保护所需保护电流是由直流电源(如蓄电池、直流发电机、整流器等)提供的；
而牺牲阳极保护中所需保护电流是由牺牲阳极的溶解所提供的。为了有效地发挥保护作用，牺牲阳极的电位要足够负，阳极极化率要小，特别是表面不能生成保护性的腐蚀产物膜，阳极溶解要均匀。

（二）金属的磷化处理

钢铁制品去油、除锈后，放入特定组成的磷酸盐溶液中浸泡，即

可在金属表面形成一层不溶于水的磷酸盐薄膜，这种过程叫做磷化

处理。磷化膜呈暗灰色至黑灰色，，在大气中有较好的耐腐蚀性。膜是微孔结构，对油漆等的吸附能力强蚀。

（三） 覆盖层保护

基底材料和覆层材料组成复合材料，可以充分发挥基底材料和覆层材料的优点，满足耐蚀性，物理、机械和加工性能，以及经济指标多方面的需要。覆盖层的保护效果和使用寿命取决于三个方面的因素：覆层材料在使用环境中的耐蚀性、强度、塑性和耐磨性。覆层的均匀性、孔隙和缺陷。覆层与基体金属的结合力。覆盖层保护又分为金属保护层、化学转化膜、非金属保护层。金属保护层包括金属镀层、金属衬里、双金属复合板；
化学转化膜包括阳极氧化、化学氧化、磷酸盐处理、草酸盐处理、铬酸盐处理 ；
非金属保护层包括油漆涂料、塑料涂覆、搪瓷、钢衬玻璃、非金属材料衬里、暂时性防锈层。聚氨脂涂料、乙烯基涂料等。防护涂层应有尽可能低的透水性、透氧性、透离子性,以及良好的工艺性如附着力、固化收缩率等。

腐蚀破坏遍及国民经济和国防建设的各个部门。随着工业的发展,广泛地采用在高参数条件下的强化生产工艺。在这些生产工艺中,普遍涉及高温、高压、强腐蚀性介质、高负荷应力或高热流、高质流等高参数条件下的强化操作,从而对材料保护提出愈来愈高的要求。如果不能切实可靠地解决腐蚀问题,它往往会引起突发的恶性事故,造成巨大的经济损失,严重的社会后果和影响战备。因此,腐蚀科学与保护技术的研究与发展,将直接影响到国民经济与国防建设所有部门的安全保障、经济效益和发展水平。

结束语：

综上所述，金属腐蚀可造成设备的全面损坏而报废，也可使零件强度下降，还会产生腐蚀脆性等不良后果，是机械零件失效的重要形式之一。所以，对金属腐蚀机理的研究，同时采取有效的防腐措施，确保其设备的使用年限，降低由于金属材料腐蚀所造成的损失。

参考文献：