金属腐蚀理论及腐蚀控制

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出版者:化学工业出版社
作者:龚敏
出品人:
页数:253
译者:
出版时间:2009-3-1
价格:29.00元
装帧:平装
isbn号码:9787122045102
丛书系列:
图书标签:
  • 教科书
  • 金属腐蚀
  • 腐蚀控制
  • 材料科学
  • 金属材料
  • 腐蚀机理
  • 防腐技术
  • 电化学腐蚀
  • 腐蚀监测
  • 工程材料
  • 腐蚀防护
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具体描述

金属腐蚀理论及腐蚀控制,ISBN:9787122045102,作者:龚敏 主编

《金属腐蚀理论及腐蚀控制》是一本深入探讨金属材料在环境中发生化学或电化学反应,导致性能下降乃至失效的现象及其应对策略的著作。本书内容详尽,旨在为读者提供一个全面而系统的知识体系,以理解并解决金属腐蚀问题。 第一部分:金属腐蚀的理论基础 本部分将从微观和宏观两个层面,深入剖析金属腐蚀的本质。 第一章 金属腐蚀的电化学原理: 详细阐述腐蚀过程中的阳极反应和阴极反应,解释电化学电池的形成机制,如原电池和浓差电池。介绍腐蚀电流、腐蚀电位、腐蚀速率等关键参数的测定方法和意义。深入探讨电极电势、过电位、交换电流密度等概念,以及它们对腐蚀速率的影响。内容将涵盖金属在不同介质(酸、碱、盐溶液、大气、土壤等)中的电化学腐蚀行为,并引入 Tafel外推法、线性极化法等电化学测量技术。 第二章 金属腐蚀的化学原理: 聚焦于金属与氧化剂(如氧气、水)直接发生的化学反应。详细介绍氧化还原反应的机理,包括吸附、扩散、反应步骤等。重点分析高温氧化、气体腐蚀等现象,探讨氧化膜的形成、结构、性质以及对腐蚀速率的影响。将涉及不同金属在不同温度和气氛下的氧化行为,以及影响氧化速率的因素。 第三章 腐蚀环境因素分析: 深入剖析影响金属腐蚀的各种环境因素。 湿度与水分: 探讨水分如何作为电解质形成腐蚀回路,以及不同湿度水平对腐蚀速率的影响。 温度: 分析温度对反应速率和电化学过程的影响,揭示高温腐蚀与低温腐蚀的差异。 pH值: 阐述酸性、中性、碱性介质对金属钝化膜稳定性和腐蚀行为的影响。 溶解氧: 详细介绍溶解氧作为阴极去极化剂的作用,以及其浓度对腐蚀速率的决定性影响。 离子(Cl-, SO4^2-, S^2-等): 探讨这些离子如何破坏金属表面的钝化膜,导致点蚀、缝隙腐蚀等局部腐蚀的发生。 污染物与化学物质: 分析工业废气、酸雨、工业废水等对金属腐蚀的加剧作用。 微生物影响(MIC): 介绍微生物腐蚀的机理,包括好氧菌、厌氧菌等微生物在腐蚀过程中的作用,以及微生物代谢产物的腐蚀性。 第四章 金属的腐蚀行为与失效模式: 详细分类介绍不同金属及其合金的腐蚀特性。 黑色金属(碳钢、低合金钢): 重点阐述碳钢在大气、水、土壤等环境中的腐蚀,以及其易发生均匀腐蚀、点蚀、锈层形成等特点。 有色金属(铝、铜、镍、镁及其合金): 分析其在不同介质中的腐蚀行为,如铝的钝化及点蚀,铜的氧化及硫化物腐蚀,镍的耐蚀性及特定条件下的腐蚀。 贵金属(金、铂、银): 讨论其优异的耐蚀性,以及在极端环境下的腐蚀。 不锈钢: 深入研究其钝化机理,不同等级不锈钢的耐蚀性差异,以及点蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀开裂等失效模式。 特殊合金: 介绍钛、锆、钽等高耐蚀合金的特性及应用。 失效模式分析: 详细讲解均匀腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀、剥落腐蚀、电偶腐蚀、冲刷腐蚀、气蚀、应力腐蚀开裂(SCC)、氢致开裂、疲劳腐蚀等各种腐蚀失效形式的机理、特征及判断方法。 第二部分:金属腐蚀的控制与防护技术 本部分将系统介绍各种有效的金属腐蚀控制和防护策略。 第五章 腐蚀防护的材料选择与设计: 耐蚀材料的选择原则: 基于使用环境、服役寿命、经济性等因素,指导读者如何选择最适合的金属材料。 合金化策略: 介绍通过加入合金元素来提高金属耐蚀性的原理,如提高钝化能力、形成致密氧化膜等。 结构设计与制造工艺: 强调从设计源头减少腐蚀隐患,如避免应力集中、缝隙,优化焊接工艺,确保表面光洁度等。 表面处理技术: 介绍钝化、渗氮、渗碳等改变金属表面成分和结构的改性技术。 第六章 保护性涂层与镀层技术: 涂层分类与机理: 详细介绍有机涂层(油漆、粉末涂料)和无机涂层(陶瓷、金属镀层)的类型、组成、施工方法及其防护机理(阻隔、缓蚀、阴极保护)。 金属镀层: 深入探讨锌、镉、铬、镍、锡等镀层的种类、制备方法、性能特点及其在电镀和化学镀中的应用。重点分析镀层的牺牲阳极保护机理。 转化膜处理: 介绍磷化、氧化、铬化等转化膜的形成原理、工艺及对基材的防护作用。 陶瓷涂层与搪瓷: 阐述其优异的耐高温、耐化学腐蚀性能,以及在特定领域的应用。 第七章 电化学防护技术: 阴极保护: 详细阐述牺牲阳极法和外加电流法两种阴极保护原理、装置构成、设计计算和应用实例。重点讲解牺牲阳极材料(如镁合金、锌合金、铝合金)的选择和计算,以及外加电流系统的电极材料、电源、布设等。 阳极氧化: 介绍铝、镁等金属的阳极氧化原理、工艺及防护性能。 第八章 缓蚀剂技术: 缓蚀剂的分类与作用机理: 详细介绍阴极缓蚀剂、阳极缓蚀剂、混合缓蚀剂、有机缓蚀剂、无机缓蚀剂的化学结构、吸附机理、成膜机理以及它们如何减缓金属腐蚀。 缓蚀剂的应用领域: 阐述缓蚀剂在石油化工、水处理、酸洗、冷却系统等不同工业领域的应用。 缓蚀剂的选择与评估: 指导读者根据具体介质和金属材料,选择高效、环保的缓蚀剂,并介绍缓蚀效率的测试方法。 第九章 腐蚀监测与检测技术: 在线监测技术: 介绍腐蚀电压法、电阻探头法、线性极化法、电化学噪声法等实时监测腐蚀速率的方法。 离线检测技术: 讲解宏观检查、显微观察(金相显微镜、扫描电镜SEM)、能谱分析(EDS)、X射线衍射(XRD)等分析手段,用于判断腐蚀类型、腐蚀产物成分和失效机理。 无损检测技术: 介绍超声波检测(UT)、射线检测(RT)、涡流检测(ET)、磁粉检测(MT)等,用于检测金属内部和表面的缺陷。 第十章 腐蚀的经济性与管理: 腐蚀的经济损失评估: 分析腐蚀造成的直接损失(材料更换、维修费用)和间接损失(停产、产品失效、安全事故)。 腐蚀管理体系: 建立有效的腐蚀管理制度,包括腐蚀风险评估、制定防护方案、实施监测与维护、人员培训等。 绿色腐蚀控制: 关注环保型防护技术的发展,如无毒缓蚀剂、低VOC涂料、环境友好型表面处理技术等。 本书内容力求严谨、系统,并结合大量实际工程案例,使读者能够理论联系实际,掌握金属腐蚀的本质,并能够针对具体问题,选择和应用最有效的防腐蚀技术。

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这本书的封面设计给我留下了深刻的第一印象,那种深邃的蓝与暗沉的灰相互交织,仿佛在诉说着金属世界里那些不为人知的“病痛”与挣扎。我原本对这个领域知之甚少,只停留在“生锈”这个模糊的概念上,但翻开书的扉页,那严谨的排版和清晰的图表结构,立刻让我感到一股专业的诚意。作者显然在文字的选择上非常考究,没有过多华丽的辞藻,而是用一种近乎冷静的科学语言,搭建起了一个宏大而又精密的理论框架。我特别欣赏其中对基础电化学原理的阐述,它没有将这些复杂的公式视为高不可攀的壁垒,而是用一种层层递进的方式,引导读者去理解电荷转移背后的真实物理意义。读起来,感觉像是在跟随一位经验丰富的工程师,一步步走入一个精密仪器的内部,去探究它如何运作,又会在何种条件下“失灵”。特别是书中对不同腐蚀形态的分类和图示,直观到让人忍不住想立刻在实验室里找一块试样来对照观察,这无疑为后续的学习和实践打下了极为坚实的基础。

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这本书的价值,我认为很大程度上体现在它对前沿研究方向的把握和前瞻性思考上。在结尾部分,作者对“智能腐蚀监测”和“自修复材料”等新兴领域进行了简要但深刻的介绍,这让我看到了这个传统学科的未来活力。它没有止步于现有技术的总结,而是提出了许多尚未完全解决的科学难题,这无疑是给年轻研究人员指明了方向。尤其值得称赞的是,全书的参考文献系统极其庞大且新颖,许多引用直接指向了近两年内顶级期刊的成果,这表明作者在撰写过程中进行了大量细致的文献梳理工作,保证了内容的先进性。总而言之,这本书的深度和广度,都达到了专业参考书的水准,它不仅是知识的宝库,更像是对整个腐蚀科学领域进行的一次全面、深入且充满洞察力的“体检报告”。

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作为一名长期关注材料耐久性的工程师,我更看重的是书中对于“控制”策略的系统性梳理。这本书在铺垫完复杂的腐蚀理论之后,其后半部分的重点明显转向了实际的防护技术,这正合我意。我特别留意了关于阴极保护和涂层技术相互配合的章节,作者没有将这些技术孤立地讲解,而是放在一个系统工程的角度进行论述,指出了不同技术组合下的协同效应和潜在风险。例如,在论述牺牲阳极法时,它详细对比了镁、锌、铝三种阳极材料在不同电解质环境下的性能衰减曲线,这种详尽的数据支撑,远比一般的教科书上含糊的描述来得可靠。书中所提供的图表往往信息量巨大,需要反复对比阅读,但一旦理解,便能迅速建立起一套从“诊断”到“干预”的完整操作流程,极大地提高了解决实际问题的效率。

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这本书的深度着实让我这个非专业人士感到有些“吃力”,但同时又充满了发现的乐趣。我惊喜地发现,它远不止是停留在枯燥的理论堆砌上,作者似乎很有意识地在章节之间穿插了大量真实工业案例的分析,这使得原本抽象的腐蚀机理变得有血有肉起来。比如,在探讨应力腐蚀开裂(SCC)的那一章,作者没有简单地罗列条件,而是详细剖析了某一特定合金在特定介质中失效的全过程,从微观裂纹的萌生到宏观断裂的路径选择,那种“抽丝剥茧”的叙事方式,极大地满足了我的求知欲。它教会我如何去“阅读”腐蚀现象,而不是仅仅“看到”它。我尤其欣赏其中对腐蚀速率计算方法的比较与评价,作者并未将任何一种方法奉为圭臬,而是客观地指出了其适用范围和局限性,这种批判性的思维,对于任何希望将理论应用于实际工程的人来说,都是极其宝贵的财富。

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坦率地说,这本书的阅读体验更像是一场马拉松,而非轻松的散步。它的结构异常紧凑,每一个概念的提出都建立在前面章节的扎实基础上,如果你想跳过几页去看“速成”的控制方法,很可能会发现后面的内容如同空中楼阁,难以立足。我个人认为,这本书的受众可能更偏向于研究生或初入行的高级技术人员。书中关于腐蚀抑制剂分子作用机制的讨论部分,深入到了量子化学的层面,虽然我无法完全消化其数学推导,但其对“表面吸附层”形成过程的动态描述,还是让我对如何设计高效的缓蚀剂有了全新的认知。它的语言风格非常凝练,几乎没有冗余的词汇,这种高效的信息传递方式固然值得称赞,但也要求读者必须保持高度的专注力,否则很容易在复杂的术语链条中迷失方向。它不是一本可以随时翻开随便看看的书,而是一部需要投入心力去“啃读”的专著。

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