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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划现代材料腐蚀与防护航空材料的腐蚀与防护姓名：王俊专业：材料物理学号：13XX2111航空材料的腐蚀与防护摘要：材料腐蚀的概念和研究材料腐蚀的重要性，航空材料的分类和演变，航空材料腐蚀防护技术的历史和现状特点，航空材料腐蚀现象及其机理，腐蚀对航空材料的影响，解决航空材料腐蚀问题及其防护与治理。关键词：航空材，腐蚀，防护。前言金属和它所在的环境介质之间发生化学、电化学或物理作用，引起金属的变质和破坏，称为金属腐蚀。随着非金属材料的发展，其失效现象也越来越引起人们的重视。因此腐蚀科学家们主
2、张把腐蚀的定义扩展到所有材料，定义为：腐蚀是材料由于环境的作用而引起的破坏和变质。腐蚀现象在人们在社会生产及使用到的各种材料中都普遍存在，由于服役环境复杂多变,不同构成材料相互配合影响,导致航空材料在飞行器的留空阶段、停放阶段遭受多种不同种类的腐蚀，增加了飞行器的运营成本，对飞行器的功能完整性和使用安全性造成严重的危害。因此开展航空产品的腐蚀与防护的研究具有明显的经济和社会效益。1.航空材料的历史与发展航空材料的概论航空材料是航空工业主要基础，航空材料与航空技术的关系极为密切，航空航天材料在航空产品发展中具有极其重要的地位和作用.航空材料既是研制生产航空产品的物质保障，又是推动航空产品更新换代
3、的技术基础。航空材料的分类航空材料有不同的分类方式。按成份可分为四大类:1）金属材料:铝合金、镁合金、钛合金、钢、高温合金、粉末冶金合金等。2）无机非金属材料:玻璃、陶瓷等。3）高分子材料:透明材料、胶粘剂、橡胶及密封剂、涂料、工程塑料等。4）先进复合材料:聚合物基复合材料、金属基复合材料、无机非金属基复合材料、碳/碳复合材料等。按使用功能可分为两大类:结构材料和功能材料。航空材料的演变早期飞机的结构以木材、蒙布、金属丝绑扎而成，后来又发展为木材与金属的混合结构。到了二十世纪三十年代，随着铝合金材料的发展，全金属承力蒙皮逐渐成为普遍的结构形式。二十世纪三、四十年代，镁合金开始进入航空结构材料的
4、行列。四、五十年代，不锈钢成为航空结构材料。到五十年代中期开始出现钛合金，嗣后并被用于飞机的高温部位。二十世纪六十年代，开发出树脂基先进复合材料，后来在树脂基复合材料的基础上又出现了金属基复合材料。现代飞机大量采用新型材料。2.航空材料的不同腐蚀航空器包括很多不同种类的航空材料，这些材料的种类不同，所处工作环境不同，导致航空材料的腐蚀具有多样性。环境作用下的电化学腐蚀电化学腐蚀是一种非常普遍的现象，很多材料物品都会受到其影响。而电位差与电解质溶液就是形成电化学腐蚀的两个基本条件。在飞行器结构中，不同的结构由于承担的功能不同，所使用材料的性质也不同。例如，飞行器的蒙皮多采用具有出色延展性而强度相
5、对较低的铝合金，起落架和龙骨梁则多选用高强度的合金钢。材料不同，它们的电极，如果接触就有可能产生腐蚀的隐患；就算是同种类的材料，由于其内部杂质的存在或其自身就是由不同电极电位多相组成。因此,构成飞行器的航空材料客观上都存有电化学腐蚀的可能。仅有电极电位差，而没有在电极间传递电荷的电解质溶液,并不会形成导致腐蚀现象的腐蚀电池，但现实中飞行器的电化学腐蚀现象说明电解质溶液在飞行器中普遍存在。承力结构应力腐蚀材料除受环境作用外还受各种应力作用，因此会导致较单一因素下更严重的腐蚀破坏形式。应力腐蚀是应力和腐蚀环境共同作用下的材料破坏形式。应力腐蚀仅发生在特定的腐蚀环境和材料体系中，其特点是造成此种破坏
6、的静应力远低于材料的屈服强度，断裂形式为没有塑性变形的脆断，且主要由拉应力造成。以起落架的应力腐蚀为例，飞行器的起落架结构为飞行器的主要受力结构之一，当飞行器处于停放状态时，起落架的轮轴受拉应力作用，可能在相应的腐蚀介质作用下发生应力腐蚀。起落架材质一般为镀铬的高强钢，铬镀层强度高、耐磨但镀层较脆，容易在飞行器起降的交变载荷作用下沿缺陷剥落而失效。发动机的高温腐蚀发动机的主要腐蚀表现形式是高温氧化腐蚀。推力大、效率高、油耗低、寿命长是航空发动机发展趋势。只有对涡轮进口燃气温度进行提升，才能供给出需要的增压比与流量比，实现提升推力的同时降低油耗。所以发动机涡轮叶片的抗高温腐蚀性能极其关键。对此主
7、要可采取以下几种方法:保障性能前提之下，提高叶片材料本身的熔点及高温抗氧化能力；使用与基体材料亲和力更好、高温性能更好的抗氧化保护涂层。意外腐蚀飞行器服役中还存在意外腐蚀。这种腐蚀与飞行器的设计、选材及运行环境无关，完全是由人为不当操作造成。比如机上承载强腐蚀性物质，发生泄漏而造成飞行器发生腐蚀。通过编制详细的操作流程与有关部门加强监督管理，并制定相应的强制性规定规范，并由专人进行负责落实便可完全避免人为因素而造成的腐蚀现象。3.腐蚀机理和测试技术研究高强度航空材料在力学-环境因素的交互作用下可能会发生应力腐蚀而导致灾难性的事故。因此开展应力腐蚀的测试和研究是腐蚀和防护的一项重要内容。目前已经
8、发展了一些应力腐蚀敏感性的测试标材料腐蚀与防护读书报告材料的微生物腐蚀与防护姓名：许芝二一四年六月学号：专业：XX级金属材料方向目录1引言2材料的微生物腐蚀微生物腐蚀概念主要参与腐蚀微生物腐蚀机制3微生物腐蚀的研究方法现代生物学技术电化学方法现代表面分析技术模拟生物膜的方法4材料微生物腐蚀的防护与控制物理方法化学方法防护涂层+阴极保护法生物方法其他方法5结语参考文献材料腐蚀与防护摘要：金属微生物腐蚀(MIC)的危害性已越来越受到人们的重视。尽管材料表面一般会根据保护需要进行预处理形成保护膜，但是仍然经常会由于微生物的影响而导致发生严重的腐蚀。世界各国地下金属构件的损坏微生物腐蚀约占80%，可见
9、其危害性甚大。本文主要介绍了微生物腐蚀及其防护与控制。关键词：微生物腐蚀；机制；防护1引言微生物对金属的腐蚀早在1891年就为人们所认识，微生物造成的腐蚀损失是惊人的。1985年在华盛顿召开的国际生物腐蚀会议上，Kammer指出，美国现在每年因腐蚀而损失约1670亿美元，其中80%是由微生物腐蚀造成的。凡是土壤或水介质相接触的金属构件都可能出现微生物的腐蚀问题。已频繁出现的除地下输水、输油、输气管线外、电缆、采油、注水套管、深水泵、水电站、热电站、化工、化肥工业、石油炼制等冷却系统；海上船舶、喷气飞机油箱等各个领域。都有一个金属在水介质中微生物危害的问题。2材料的微生物腐蚀微生物腐蚀概念由材料
10、表面生物膜内的微生物生命活动引起或促进材料的腐蚀和破坏称为微生物腐蚀。微生物腐蚀并非其本身对金属的侵蚀作用，而是微生物生命活动的结果。微生物附着在金属表面一段时间后会形成一层生物膜，生物膜内微生物的新陈代谢活动使得生物膜内的环境与本体溶液不同，包括电解质的的组成、浓度、温度、pH值、溶解氧等，从而影响了材料表面的阴、阳极分布和阴、阳极反应过程，导致材料腐蚀速度的变化和局部腐蚀的产生。微生物是一群个体微小，结构简单的生物。由于个体小，许多是肉眼看不见的，借助于显微镜放大几百倍、上千倍才能观察到。因许多菌本身是无色、半透明的，即使是在显微镜下观察也不清楚，还需要染色才能在显微镜下看到。虽然如此，人
11、们在日常生活中还是能感觉到它的存在。如夏天牛奶变酸，凝固，食物腐败发臭，潮湿炎热天物品长霉，发面和用曲做甜酒都是微生物生命活动引起的。微生物从广义上来说，包括细菌、放线菌、霉菌、酵母菌、立克次氏体病毒、单细胞藻类和原生动物。但一般说来微生物主要是指细菌、放线菌、霉菌、酵母菌和病毒五大类。参与腐蚀微生物其中比较重要的是直接参与自然界硫、铁和氮循环的微生物。参与硫循环的有硫氧化细菌和硫酸盐还原菌，这类菌能氧化元素硫、硫代硫酸盐和亚硫酸盐等，产生代谢产物硫酸。硫氧化菌在酸性土壤及含黄铁矿的矿区中，能使土壤或矿水变酸导致腐蚀。参与铁循环的有铁氧化细菌和铁细菌，该类菌形态多样，分布广泛，在富含铁的水中尤
12、为普遍，铁细菌能把水中溶解的亚铁氧化成高铁形式，沉积于菌体鞘内或菌体周围，并从中取得能量同化CO2进行自养生活。参与氮循环的主要有硝化细菌和反硝化细菌等。硝化细菌，如亚硝化单胞菌属和硝化杆菌属等能把氨氧化成亚硝酸，再进一步氧化成硝酸，同时获取能量供自身生活。反硝化细菌，如脱氨假单胞菌、施氏假单胞菌、紫色色杆菌等，在通气不良的环境中，能把硝酸还原成亚硝酸。因此这类菌能在环境中积累一定量的硝酸和亚硝酸，从而对金属造成腐蚀。这些细菌按其生长发育中对氧的要求，又可分为好氧腐蚀菌和厌氧腐蚀菌两类。腐蚀机制微生物的腐蚀主要是由其生命活动中产生腐蚀性物质而造成的。微生物的代谢过程可分为好氧和厌氧两种。好氧代
13、谢主要发生在供氧充分的区域，如曝气池、沉淀池的水面表层等处，厌氧代谢主要发生在贫氧的环境，如地下管网、沉淀池的水下部位等。两种代谢过程的产物不同，腐蚀(来自:写论文网:现代材料腐蚀与防护)机理也不一样。好氧菌腐蚀机制微生物产酸腐蚀：氧化铁杆菌是铁细菌中的一种,它能使Fe2+氧化成Fe3+,而Fe3+有很强的氧化性能,它可把硫化物氧化成硫酸而加速钢铁腐蚀。即使无硫化物存在,也可加速电化学腐蚀的阳极过程,使钢铁腐蚀加速。氧化硫杆菌和排硫杆菌都属于硫氧化细菌,这类细菌都能氧化硫和低价硫的盐,其结果是产生硫酸,使细菌周围环境的pH值降低。形成氧浓差电池腐蚀：通过在金属表面产生氧浓差电池促进腐蚀,是嗜氧
14、菌腐蚀的重要途径之一。铁细菌氧化水中或微电池腐蚀出来的亚铁,以氧化铁沉积于鞘内后,连同菌体一起沉积于金属表面,逐渐形成锈瘤,这种锈瘤成为氧进入的栅栏,结瘤下氧浓度低,成为缺氧阳极区,其氧浓度高的周围成阴极区。氧浓差电池的形成,大大加速了金属的腐蚀。厌氧菌腐蚀机制硫酸盐还原菌(SRB)是微生物腐蚀中最重要的菌。SRB在自然界分布很广,是典型的专性厌氧菌,宜在厌气条件下生长,有关这类细菌对钢铁腐蚀的影响目前存在以下两种机制。(1)阴极氢去极化作用在缺氧的条件下,含有氢化酶的硫酸盐还原菌可以从铁的阴极表面除掉氢原子并利用它使硫酸盐还原,从而使阴极反应加快,促使阳极溶解,加速了钢铁的腐蚀过程。(2)硫
15、化物促进腐蚀作用细菌的作用在于提供了硫化物,而硫化物加速了钢铁的腐蚀。3微生物腐蚀的研究方法现代生物学技术目前已报道了多种用于微生物快速检测的新技术,主要包括气相色谱技术、放射测量法、阻抗测量法、微量量热法和生物发光法等物理化学方法,以及放射免疫测定法和酶联免疫吸附测定法等免疫学方法,并将这些技术与计算机结合而发展了多种微生物自动化检测仪器和简易检测系统。这些技术主要应用于微生物分类学、临床医学、食品科学和环境检测等领域。这些方法快速、高效,但仍存在一些不足,如显微镜直接计数法无法分辨细菌的死活。电化学方法微生物腐蚀本质上是电化学过程,微生物的附着可以改变金属表面的电化学状态,因此可用电化学方法研究微生物腐蚀的详细过程及其腐蚀机制、监测微生物腐蚀的发生和发展。从腐蚀电化学的角度来研究、记录各种腐蚀参数的变化,包括通过电位、电流、电阻等信号的变化来反映材料、环境的相互作用机制和特征,统称为腐蚀信号学。现代表面分析技术结合
