腐蚀的定义.docx

1、腐蚀的定义腐蚀的定义：腐蚀是材料受环境介质的化学、电化学和物理作用产生的损坏或变质现象。腐蚀的特点：自发性、普遍性、隐蔽性。腐蚀的分类：（金属腐蚀和非金属腐蚀）金属腐蚀分为：（机理）化学腐蚀、电化学腐蚀。（破坏特征）全面腐蚀、局部腐蚀。（腐蚀环境）大气、土壤、电解质溶液、熔融盐、高温气体等腐蚀。局部腐蚀：应力腐蚀、疲劳腐蚀、磨损腐蚀、小孔腐蚀、晶间腐蚀、缝隙腐蚀、电偶腐蚀等电化学腐蚀的定义：金属与电解质溶液发生电化学作用而引起的破坏。化学腐蚀：金属与非电解质直接发生化学作用而引起的破坏。金属腐蚀：金属腐蚀是金属与周围环境之间相互作用，使金属由单质转变成化合物的过程。腐蚀速度：在均匀的腐蚀情况下

2、，常用重量指标和深度指标来表示腐蚀速度。极化的概念：电池工作过程中由于电流流动而引起电极电位偏离初始值的现象，称为极化现象，通阳极电流，阳极电位向正方向偏离称阳极极化；通阴极电流，阴极电位向负方向偏离称阴极极化。产生极化的根本原因：阳极或阴极的电极反应与电子迁移（从阳极流出或流入阴极）速度存在差异引起的。标准氢电极：把电镀有海绵状铂黑(极细而分散的铂金粉)的铂金片插入氢离子活度1的溶液(酸性溶液)中，不断地通入分压101325Pa(1atm)的纯氢气冲击，使铂黑吸附氢气至饱和，这是铂金片即为标准氢电极。金属电化学腐蚀的热力学条件：(1)阳极溶解反应自发进行的条件：EAEeM(2)阴极去极化反应

3、自发进行的条件:EKE0k(3)电化学腐蚀持续进行的条件:Ee.MEE0k宏观腐蚀电池：阴阳两级可以用肉眼或不大于10倍的放大镜分辨出来（异种金属偶接；浓度差、温差）微电池：阴阳两级无法凭肉眼分辨（金属或合金表面因电化学不均一而存在大量微小的阴极和阳极）金属表面电化学不均一性的主要原因： 化学成分不均一；组织结构不均一；物理状态不均一；表面膜不完整电化学极化(活化极化)：阴极反应速度慢于电子来速，电子堆积，阴极电位负移；阳极反应速度慢于电子出速，双电层内电子减少，阳极电位正移。这样造成电位变化称为电化学极化。浓差极化：去极剂或反应产物扩散速度慢于其与电子反应速度，在阴极造成电子堆积/电位负移，

4、或在阳极造成金属离子（阳极离子）浓度增高/电位正移。这种有浓度差异引起的极化称为浓差极化。膜阻（电阻）极化：一定条件下，金属表面形成保护膜，阻滞阳极过程，电位正移，同时电阻大大增加，这种保护膜引起的极化称为膜阻（电阻）极化。钝化：金属表面从活性溶解状态变成了非常耐腐蚀的状态的突变现象。金属钝化后的状态称钝态，处于钝态下的金属耐腐性质称为钝性，（根据钝化产生条件不同分）化学钝化（也称自钝化）由金属与钝化剂的自然作用产生、电化学钝化（也称阳极钝化）由阳极极化产生。成相膜理论（薄膜理论）当金属阳极溶解时，可以在金属表面生成一层致密的、覆盖得很好的固体产物薄膜。这层产物膜构成独立的固相膜层，把金属表面

5、与介质隔离开来，阻碍阳极过程的进行，导致金属溶解速度大大降低，使金属转入钝态。吸附理论引起金属钝化并不一定要形成相膜，只要在金属表面生成氧或含氧粒子的吸附层就足够了。吸附层改变了金属/溶液界面的结构，并使阳极反应的活化能显著提高的缘故。即由于这些粒子的吸附，使金属表面的反应能力降低了，因而发生了钝化。应力腐蚀破裂：金属结构在拉应力和特定腐蚀环境共同作用下引起的破裂。应力腐蚀产生的条件：应力与腐蚀介质综合作用的结果，有敏感材料、特定环境、和拉应力三个基本条件（缺一不可）。应力必须是拉应力。应力腐蚀破裂（SCC）过程的三个阶段：（SCC断裂速度约为0.013mm/h） I：腐蚀引起裂纹或蚀坑的阶段

6、（潜伏期或诱导期） II：裂纹扩展阶段 III：破裂期应力腐蚀裂纹形貌（形态）：晶间型、穿晶型、混合型。SCC机理的学说很多：电化学阳极溶解理论、氢脆理论、膜破裂理论、化学脆化-机械破裂两阶段理论、腐蚀产物楔入理论、应力吸附破裂理论。电化学阳极溶解理论：腐蚀沿“活性途径”，在阳极侵蚀处形成狭小的裂纹或蚀坑裂纹内部与金属表面构成腐蚀电池活性阴离子进入裂纹或蚀坑内部浓缩的电解质溶液水解酸化裂纹尖端的阳极快速溶解裂纹不断扩展直至破裂。应力腐蚀的防护：（消除环境、应力和冶金三个方面的一切有害因素）（1）降低设计应力（使最大有效应力或应力强度降低到临界值以下）（2）合理设计与加工，减少局部应力集中（选用

7、大的曲率半径、采用流线型设计、关键部位适当增厚（或改变结构型式）、焊接接构采用对接等等）。（3）降低材料对SCC的敏感性（采用合理的热处理方法消除残余应力，或改善合金的组织结构以降低对SCC的敏感性：采用退火处理消除内应力、通过时效处理，改善合金的微观结构，避免晶间偏析物的形成，提高SCC的敏感性）（4）其他方法（合理选材、去除介质中的有害成分、添加缓蚀剂、采用阴极保护）腐蚀疲劳的概念：腐蚀介质和变动负荷联合作用而引起金属的断裂破坏。腐蚀疲劳机理：腐蚀疲劳是一个力学-电化学过程磨损腐蚀：腐蚀性流体与金属构件以较高速度做相对运动而引起的金属腐蚀损坏磨损腐蚀有湍流腐蚀、空泡腐蚀、微振腐蚀等。（常见

8、的为前两种）磨损腐蚀防护：合理的结构设计、正确的选择材料、适当的涂层。湍流腐蚀：流体速度达到湍流状态而导致加速金属腐蚀的一种腐蚀形式。湍流腐蚀的机理（过程）：高速流体击穿了紧贴金属表面的边界液膜，一方面加速了去极剂的供应和阴、阳极腐蚀产物的迁移，使阴、阳极的极化作用减小；另一方面高速湍流对金属表面产生了附加的剪切力。（磨损腐蚀过程金属仍以金属离子形式溶入溶液，而不是以粉末形式脱落）空泡腐蚀（空蚀或气蚀）：由于腐蚀介质与金属构件作高速相对运动时，气泡在金属表面反复形成和崩溃而引起金属破坏的一种特殊腐蚀形态。空泡腐蚀机理：流速足够高时，液体的静压力将低于液体的蒸汽压，使液体蒸发在低压区形成气泡，高

9、压区压过来的流体使气泡崩溃，产生的冲击波强烈的锤击金属表面，破坏表面膜，使膜下金属的晶粒产生龟裂和剥落。氢（致）损伤：由氢引起的金属材料力学性能的破坏现象，在外界应力存在的情况下更容易发生，会使材料变脆、鼓泡、开裂、结构变化形成氢化物。氢损伤：包括氢腐蚀、氢鼓泡与氢致开裂和氢脆。氢腐蚀：氢与金属由于化学作用引起的腐蚀，尤其是指高温（200摄氏度以上）高压下氢与钢材中的渗碳体发生作用而导致破裂现象，（钢材受高温高压的氢气作用，变脆甚至破裂的现象）是一个不可逆的化学过程。氢腐蚀分为两个阶段：I：氢脆阶段（也称为氢腐蚀的孕育期）；II：氢侵蚀阶段。注意：1氢在常温常压下不会使钢材遭受明显的腐蚀，只有

10、当温度和压力达到一定数值后，才会发生氢腐蚀。2在一定氢气压力下，渗碳体与氢发生反应有一最低温度，称为氢腐蚀起始温度。它是衡量钢材抗氢腐蚀的性能指标。3渗碳体与氢反应生成甲烷是一个体积缩小的反应，存在一个产生氢腐蚀的最低氢分压，低于时，不管温度多高，氢腐蚀都不会发生。氢腐蚀机理：氢与碳作用生成甲烷，导致材料脱碳直至失效。氢脆：氢与金属由于物理作用引起的腐蚀，属于是可逆氢脆。对材料的韧性和塑性影响较大。孔蚀又称点蚀，是一种局限在金属表面某些点处并向深入到金属内部的小孔状腐蚀形态。孔蚀主要发生在具有钝化膜的金属表面。局部点腐蚀其大小主要受材料和环境的影响。材料因素：材料的点蚀电位越高，说明耐点蚀能力

11、越强。当金属表面存在均匀致密的钝化膜时，耐点蚀能力随钝化膜的厚度增加而增大，孔隙率高的钝化膜不利于抗点蚀。环境因素：介质类型与成分、介质浓度、介质PH值、介质流速、环境温度等。孔蚀防护：降低材料的有害杂质的含量、加入适量的能提高抗孔蚀能力的合金元素、改善热处理温度、降低介质中活性阴离子浓度、结构设计时消除死区、防止溶液中有害物质浓缩、阴极保护。缝隙腐蚀：当金属与金属或金属与非金属之间存在很小的缝隙时,缝内介质不易流动而形成滞留状态,促使缝隙内的金属加速腐蚀。缝隙腐蚀的机理：由于缝隙内与缝隙外存在金属离子或氧的浓度差所引起的。缝隙腐蚀的防止方法：（结构设计）在结构设计上避免形成缝隙和能造成表面沉

12、积的几何构形、尽量避免积 液和死区、结构能够妥善排流，有利于沉积物及时清除（或采用固体填充，将缝隙填实）（选材：）采用耐缝隙腐蚀的材料（其他：）采用阴极保护电偶腐蚀定义: 具有不同电极电位的两种或两种以上金属或合金（或同一金属的各个部位）在电解质溶液中相接触后，电位较低的金属腐蚀加速，而电位较高的金属腐蚀反而减慢(得到了保护)。这就是电偶腐蚀，亦称接触腐蚀或双金属腐蚀。面积比：SK/SA（大阴极小阳极） ，阳极金属的腐蚀速度有效距离：阳极腐蚀主要集中在接合处附近，离接合处越远，则腐蚀电流越小，超过一定范围，电偶效应几乎为零。防止电偶腐蚀的途径：选择相容性材料、合理的结构设计（尽量避免小阳极大阴

13、极的结构、不同金属的部件彼此绝缘、插入第三种金属（或采用镀层过渡）、阳极部件易更换，或适当增厚）焊接缺陷： 焊瘤；咬边；飞溅；电弧熔坑异种金属焊接：在腐蚀环境中，由于存在电位差，构成电偶腐蚀。选用比母材电位更高的金属做焊条焊接残余应力：在焊接过程中，焊件体积变化受阻产生，高温区金属内部产生残余拉应力，低温区金属内部产生残余压应力，焊接应力仅是局部效应（降低焊接残余应力，防止应力腐蚀破裂）。晶间腐蚀是金属材料在特定的腐蚀介质中沿着材料的晶粒边界（晶界）产生的一种局部选择性腐蚀。晶间腐蚀并不一定都发生在焊接结构上，但焊缝晶间腐蚀却是最常见的腐蚀破坏形式之一。1晶粒边界比晶粒本体腐蚀快得多，危害性大

14、。晶间腐蚀在宏观上不易察觉，金属甚至保持光泽，但强度可完全消失。2晶间腐蚀常常会转变为沿晶应力腐蚀开裂，成为应力腐蚀开裂的起源，因此，它是一种危害性很大的局部腐蚀。3一般金属材料都有晶间腐蚀倾向，不锈钢，Al，Ni，Cu合金等易发生晶间腐蚀晶间腐蚀机理在腐蚀性介质中，晶间贫铬区相对于碳化物和固溶体其他部分，形成小阳极大阴极的微电池，发生晶间腐蚀。晶间腐蚀的特点：表面观察不到、晶粒间结合强度丧失、区域较窄（热影响区熔合线附近）贫Cr理论在敏化温度，过饱和C化合物 Cr23C6 在晶界析出，其周围形成贫Cr 区，因Cr在晶界扩散比在晶粒扩散速快，使晶界Cr很快耗尽(阳极)，与晶粒形成活化/ 钝化电

15、偶电池，发生阳极选择性腐蚀，促使晶间腐蚀的发生。防止晶间腐蚀的方法：固溶处理(1050-1150)、稳定化退火(850-900)、超低碳法、合金化法、焊缝形成双相组织。高温合金的抗氧化性合金化原理利用合金化提高金属的抗氧化性途径：（1）减小氧化膜的晶格缺陷浓度金属离子过剩型氧化膜：原子价较高的金属离子金属离子不足型氧化膜：原子价较低的金属离子 （2）依靠选择氧化生成保护膜 合金元素的离子半径 基体金属离子半径（3）生成稳定的新相（复合氧化物）离子在AB2O4氧化膜中的扩散速度迟缓（移动所需活化能提高）合金的抗氧化性：高温下迅速氧化，氧化后形成一层连续而致密的、牢固地附着在金属表面的薄膜，使金属

16、具有不再被氧化或氧化速度很小的特性提高钢的抗氧化性：采用合金化途径，加入Cr、Al、Si及其他微量元素，选择氧化或生成复合氧化物新相。大气腐蚀与防锈：空气的相对湿度对金属的大气腐蚀有重要的影响。大气成分和湿度是决定大气腐蚀程度的两个主要因素。大气腐蚀的特点：1、金属在大气自然条件下发生的腐蚀2、在金属表面上的薄层电解液膜中进行的电化学腐蚀3、金属表面的水膜成分，是大气中的杂质溶解在水膜中形成的相应的电解质溶液4、大气腐蚀过程遵循电化学腐蚀的一般规律5、自身的特点 ：阴极以耗氧腐蚀为主；6、腐蚀程度受大气的成分和湿度影响相对湿度 ：空气中水蒸气含量与同温度下饱和水蒸气含量的比值的百分数金属表面上

17、的水膜对大气腐蚀起着关键性作用大气腐蚀属于电化学腐蚀范畴（大气中杂质溶解在水膜中形成相应的电解质溶液）大气腐蚀的类型：(1)干的大气腐蚀 ：当空气十分干燥，金属表面上不存在水膜金属的腐蚀属于常温氧化。 (2) 潮的大气腐蚀 ：当Rh100%，在金属表面上存在肉眼不可见的薄液膜，随水膜厚度增加,V-迅速增大。(3) 湿的大气腐蚀 ：当Rh100%，金属表面上形成肉眼可见的水膜，随水膜厚度增加， V-逐渐减小。大气腐蚀的影响因素：（1）气候条件：湿度、降水量、温度、日照量 （2）大气污染物质 SO2 ：能强烈促进钢铁的大气腐蚀 盐粒 ：溶解于金属表面水膜，增加吸湿性和导电性，氯离子还具有强腐蚀性。

18、 烟尘 ：烟尘落在金属表面，能吸附腐蚀性物质(如炭粒)，或者在金属表面上形成缝隙，增加水汽凝聚(如硅质颗粒)。大气腐蚀的防护：选用耐腐蚀金属材料、镀层或涂层保护、控制环境（降低金属所处环境的相对湿度至临界湿度下）。对于机器设备和管道的外表面，构件和建筑物，最常用的防锈方法是油漆涂料覆盖层。化工大气防腐蚀涂料包括各色环氧树脂漆，各种过氯乙烯漆，各色乙烯漆，有机硅耐热漆，铝粉漆，各色聚氨酯漆等。金属镀层用得较多的是钢管和部件镀锌、镀镉和镀铬金属制品在加工，贮存和运输中的防锈：降低空气湿度 、暂时性防锈层。土壤的腐蚀性 ：土壤是土粒、水和空气的混合物。由于水中溶有各种盐类，故土壤是一种腐蚀性电解质，

19、金属在土壤中的腐蚀属于电化学腐蚀。 土壤中含有多种无机物质和有机物质，这些物质的种类和含量既影响土壤的酸碱性，又影响土壤的导电性。土壤是不均匀的，因此长距离的地下管道和大尺寸的地下设施，其各个部位接触的土壤的结构和性质可能有较大的变化。土壤中还有大量微生物，对金属腐蚀能起加速作用。影响土壤腐蚀性的因素：主要因素：含水量、含盐量、pH值、电阻率。土壤腐蚀常见形式：电化学腐蚀；由于土壤具有多相性、不均一性等特点，尤其是在不同的土壤中，氧的渗透率有显著差异，所以和不同区域土壤相接触的金属各部分的腐蚀电位就会相差很远，极易形成因充气不均匀一起的供氧差异腐蚀电池（氧浓差电池）。（氧浓差电池腐蚀充气不均引

20、起富氧区和贫氧区接触的金属部分组成氧浓差电池，富氧区接触的金属表面为阴极；贫氧区接触的金属表面为阳极。）杂散电流是指直流电源设备漏电进入土壤产生的电流，对地下管道、贮罐、电缆等金属设施，造成严重的腐蚀破坏。微生物腐蚀：（细菌在腐蚀过程中的作用包括） ：有的细菌的生命活动的代谢产物具有很强的腐蚀性 有的细菌的生命活动能促进金属腐蚀的阴极反应，影响电极反应动力学过程。 有的细菌活动改变了金属周围的环境条件，如氧浓度，盐浓度，pH值，增加土壤的不均匀性。 有的细菌活动能破坏金属表面保护性覆盖层的稳定性，或使缓蚀剂分解失效。土壤腐蚀防护：覆盖层保护、电化学保护、降低杂散电流造成的腐蚀、控制土壤环境。控

21、制杂散电流的方法：1直流电源要加强绝缘，不使电流流入土壤。 2改善管道绝缘质量。 3将受干扰的管道与被保护管道连接起来，共同保护。 4在多管道地区，最好采用多个阳极站，每个站的保护电流较小，阳极站离被保护管道较近，以缩小保护电流范围。 5采用深井阳极可减小对其他地下设施的杂散电流干扰。6采取排流措施 海水腐蚀的特点：1由于海水导电性好，腐蚀电池中的欧姆电阻很小，因此异金属接触能造成阳极性金属发生显著的电偶腐蚀破坏。 2海水中含有大量氯离子(约总离子数的55%)，容易造成金属钝态局部破坏，大多数金属在海水中建立钝态是不可能的。3海水外层是被氧所饱和。碳钢在海水中发生吸氧腐蚀海水腐蚀主要是局部腐蚀

22、，如：点腐蚀、缝隙腐蚀、电偶腐蚀、低频腐蚀疲劳、应力腐蚀、及微生物腐蚀等。金属设备在海水飞溅区，（金属接触海水情况分）海洋环境分：大气区、飞溅区、潮汐区、全浸区和海泥区。按海水深度不同，分浅水、大陆架、深海区。金属耐蚀合金化原理：单相合金的N/8定律：单相（固溶体）合金的腐蚀能力与固溶体的成分之间存在的一种特殊关系：在给定介质中一种耐蚀的组元和另一种不耐蚀的组元组成的固溶体合金，其中耐蚀组元的含量（耐蚀组元的原子数与合金总原子数之比），相当于1/8，2/8，3/8，合金的耐蚀性将出现突然的阶梯式升高，合金的电位亦相应的随之升高。并非任何固溶体合金在各种介质中，对应n=1,2，7时均会出现稳定性

23、的依次突升对同一种合金，在不同的介质中其稳定性台阶值是不同的。n/8定律适用于二元系统也能够使用于多元系统的固溶体合金（如铬镍不锈钢易钝化的金属可作为合金元素加入钢中，使合金钝化而获得耐蚀性腐蚀过程初期或一定阶段生成致密的腐蚀产物保护膜，使金属获得耐蚀性。金属耐蚀合金化的途径（1）提高金属的热力学稳定性 （2）减弱合金的阴极活性（3）减弱合金的阳极活性（是最有效、应用最广泛的方法）（4）使合金表面生成电阻大的腐蚀产物膜主要合金元素对耐蚀性的影响铬（Cr）：是不锈钢的基本合金元素；热力学不稳定与铁基合金组成固溶体时，合金呈现不同程度的类似铬的耐蚀特性在具备钝化的条件下，含量越高，耐蚀性越好镍（N

24、i)：热力学不够稳定与Fe-Ni合金在硫酸、盐酸和硝酸中的腐蚀速率都随着镍的含量的增加而减小；镍在铁的基体中的耐蚀性不是钝化作用，而是使合金的热力学稳定性提高在氧化性介质和还原性介质中均有效Ni优势： 与铬配合加入铁中获得不锈钢； 综合了铬镍的优势，耐氧化性介质腐蚀也耐还原性介质腐蚀； 形成奥氏体，具有良好的热加工性、冷变形能力、可焊性、良好的低温韧性。不利之处：增加不锈钢的晶间腐蚀倾向钼（Mo)：使合金耐还原性介质的腐蚀和抗氯离子等引起的孔蚀含量较小时，使钢对氯化物腐蚀破裂敏感，而当钼含量大于4%时，钢的耐应力腐蚀破裂性能提高钝化膜厚度随着钢中钼含量增高而增厚，而膜厚度的增加通常会延长蚀孔形

25、成的孕育期，提高耐孔蚀性能硅（Si)：在相应的合金中具有耐氯化物腐蚀破裂、耐孔蚀、耐浓热硝酸、抗氧化、耐海水腐蚀等作用不锈钢随硅含量的增加，耐应力腐蚀破裂性能显著改善（依靠加硅形成富硅保护膜）耐氯离子腐蚀（耐氯化物应力腐蚀破裂）改善耐孔蚀性能（提高了钢的钝态稳定性）耐强氧化物腐蚀：形成富集Si, Cr, O的表面膜Si与Cr, Mo与Cu配合，可以得到各种耐海水钢铜（Cu)：是低合金钢、不锈钢、镍基合金、铸铁中常用的耐蚀合金元素之一；耐大气腐蚀：铜在低合金钢大气腐蚀过程中起着活性阴极的作用，在一定条件下可以促使钢产生阳极钝化，从而降低腐蚀速率；钝化膜易被活性氯离子破坏，所以铜钢只在较纯净的空气

26、中具有较好的耐蚀性；可提高钢对H2SO4的耐蚀性：提高了合金的热力学稳定性；可减弱钢在海水中的缝隙腐蚀：加入Cu后，钢的阳极过程受到阻滞，使钝化临界电流密度减小。依靠钝化获得耐蚀能力的金属：主要有不锈钢、铝及铝合金、钛及钛合金、硅铸铁等不锈钢设备的腐蚀多是局部腐蚀破坏：晶间腐蚀、孔蚀、应力腐蚀常用结构材料的腐蚀性能：铝与铝合金铝的耐蚀能力主要取决于在给定环境中铝表面的保护膜的稳定性；在中性和近中性以及大气中具有很高的稳定性；在氧化性的酸或盐溶液中也十分稳定。常用于浓硝酸的生产中在含卤素离子的中性溶液中易发生小孔腐蚀，在大多数有机介质中有很好的耐蚀性，对硫和硫化物有很好的耐蚀性，加入Cu, Mg

27、,Mn等使铝强化，提高纯铝的强度。耐蚀铝合金主要有Al-Mn, Al-Mn-Mg, Al-Mg-Si, Al-Mg钛及钛合金氧化性介质；沸水和过热蒸汽；沸腾铬酸、浓硝酸、浓硝酸的混酸、高温高浓度的硝酸在中性和弱酸性氯化物溶液中有良好的耐蚀性。在含有少量氧化剂或添加高价重金属离子，或与铂、钯等相接触，抑制钛的腐蚀（可以促使阳极钝化）。在稀碱溶液中耐蚀，在一定条件下，发生激烈的发火反应；主要品种有：Ti-Pd, Ti-Ni, Ti-Mo, Ti-Ni-Mo合金，容易发生氢脆情况；应力腐蚀破裂。高硅铸铁含14.5-18%Si的铁碳合金称为高硅铸铁依靠Si合金化而获得钝化能力，耐蚀性同样遵循n/8定律

28、，n=2。表面钝化形成SiO2保护膜。在碱，氢氟酸，氟化物，卤素，亚硫酸等环境中不耐蚀。抗热冲击能力差。碳钢和铸铁都是多相合金(组分：铁素体Fe、渗碳体Fe3C、石墨C)，其中Fe是可钝化金属铅与铅合金铅不具备钝化能力，但在某些酸中能生成稳定腐蚀产物。常用来制作输送硫酸的泵、管和阀等。结构材料选择基本原则：使用性原则、加工工艺性能原则和经济性原则。使用性原则：1、根据工艺条件分析对设备材料的要求（1）介质的特性与温度、压力，（2）工艺条件对材料的限制，（3）设备的功能和结构，（4）运转及开停车的条件）2、掌握材料的基本特性（首先了解各种材料的共性，然后分析某些材料的特殊性质，全面掌握各种材料的

29、基本特性）溶胀、溶解与渗透渗透：高分子材料处于环境中，腐蚀性介质通过材料表面渗入内部，同时，材料的可溶成分及腐蚀产物逆向扩散进入介质。溶胀：相当数量的介质小分子渗入高聚物内部，引起高分子材料宏观上的体积和重量的增加溶解：如果大分子间无交联键，溶胀可以一直进行下去，大分子充分溶剂化后会缓慢的向溶剂中扩散，形成均一的溶液。（化学腐蚀）水解和氧化是高分子材料腐蚀破坏的最常见的两种反应。氧化：高分子材料在应用过程中 逐渐发黄变脆，强度下降，特别是在阳光下这一过 程发展得更快。氧化降解：暴露于空气中的高聚物产生的变化过程是复杂的，其中最主要的是氧化降解，它是聚合物老化的主要原因。氧的存在能加剧光、热辐射

30、和机械力对聚合物的作用，发生更为复杂的降解反应。原理：聚合物吸收氧进行的反应氧化。吸氧速度依聚合物的分子结构而不同。聚合物氧化反应是游离基反应，首先攻击主链上的薄弱环节，如双键、羟基、叔碳原子上的氢等基团或原子，生成氧化物或过氧化物，进一步促使主链断裂，再进一步发生降解反应。影响因素：在有光的辐射下，往往加速这种氧化反应；引发剂或某些过度元素（如Fe、Cu、Mn、Ni离子）可促使氧化进行。水解腐蚀利用：1、利用缩聚物容易进行化学降解的特点，可以将废旧聚合物转化成单体进行回收。 2、容易水解的聚乳酸（聚2-甲基羟基乙酸酯），用作外科缝合线缝合伤口，不需要在伤口愈合后拆线，既可以在体内自然水解生成

31、能够参与人体代谢的乳酸应力腐蚀开裂：在某些条件下，高分子材料在应力和腐蚀性质共同作用下，发生类似金属应力腐蚀破裂的现象，出现裂纹，并不断发展直至脆断。应力腐蚀开裂的规律：拉应力促进腐蚀（拉应力作用下：分子间距增大，介质分子容易渗入，导致材料的质量增加，机械强度压应力作用下：阻滞介质向材料内扩散，材料的质量增加趋势）蠕变和疲劳 在长期静负荷及交变应力作用下，腐蚀性介质中，蠕变强度、疲劳强度环境应力开裂 受多向应力作用或存在较大应变的高分子材料，在某些环境介质中会产生银纹，进而发展断裂。有同样应力与应变但没有环境介质的作用，裂纹不发生。老化：由于环境因素造成聚合物性能变坏的现象加入热稳定剂、抗氧化剂、紫外光吸收剂、屏蔽剂、防霉杀菌剂等防止老化。产生老化的内因：由于高分子组织结构具有易引起老化的官能团。作为材料使用时，它的性质要求最重要的还是力学性质作为纤维要经得起拉力；作为塑料要经得起敲击；作为橡胶要富有弹性和耐磨损等。耐腐蚀高分子材料软而弱型(a)：特征是E低、屈服强度低和伸长率适中。这类聚合物的=0.5。如聚异丁烯。硬而脆型(b)：E高、