表面工程-第2章-表面工程技术的物理、化学基础.ppt
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第2章表面工程技术的物理、化学基础,1,2,2.1固体的表面与界面,2.2材料磨损原理及耐磨性,第2章表面工程技术的物理、化学基础,2.3金属腐蚀原理与防护技术,3,2.1固体的表面与界面,固体表面固气界面或固液界面。
表面实际上由凝聚态物质靠近气体或真空的一个或几个原子层（0.510nm）组成，是凝聚态对气体或真空的一种过渡。
固体材料的界面有三种：
表面固相与气相的分界面。
相界不同凝聚相之间的分界面，即固体材料中成分、结构不同的两相之间的界面。
晶界（亚晶界）同一相中晶粒之间的分界面，即成分、结构相同而取向不同的晶粒（或亚晶）之间的界面。
上一页,下一页,4,上一页,下一页,晶体表面是原子排列面，有一侧无固体原子的键合，形成了附加的表面能。
从热力学来看，表面附近的原子排列总是趋于能量最低的稳定态。
达到这个稳定态的方式有两种：
一是自行调整，使表面原子排列情况与材料内部明显不同；二是依靠表面的成分偏析、表面对外来原子（或分子）的吸附以及这两者的相互作用而趋于稳定态，因而使表面组分与材料内部不同。
5,2.1.1典型固体表面,上一页,下一页,6,
（1）理想表面,指晶体的三维周期结构和真空之间的过渡区域。
尽管它所包括的所有原子层不具备体相的三维周期性，但理论上可以认为它是结构完整的二维点阵平面，其表面的原子分布位置和电子密度与体内一样的表面叫做理想表面。
洁净表面是指化学成分与体内相同的表面。
这种表面没有催化反应或杂质扩散、不存在吸附（或吸附率极低）等物理和化学效应，只有在特殊环境中经特殊处理后才能获得。
上一页,下一页,
（2）洁净表面与清洁表面,7,弛豫表面最外层原子与第二层原子之间的距离不同于体内间距（缩小或增大）的现象。
洁净表面存在：
上一页,跳转,原因：
晶体的三维周期性在表面处突然中断，引起表面原子的配位情况、附近的电荷分布、所处的力场等均与体内原子有所不同，因此使表面上的原子会发生相对于正常位置的上、下位移，以降低表面能量。
图2.1固体表面结构弛豫示意图（a）,8,重构表面原子在水平方向的周期性不同于体内的晶面，表面重构能使表面结构发生质的变化。
台阶化指实际晶体的外表面由许多密排面的台阶构成。
偏析指化学组分在表面区的变化。
跳转,下一页,2.1固体表面外层四个原子层的重构示意图（b）,2.1固体表面台阶示意图（c）,清洁表面零件经过清洗（脱脂、浸蚀等）以后的表面。
洁净表面的“清洁程度”比清洁表面高。
9,（3）机械加工表面,实际零件的加工表面是由许多微观不规则的峰谷组成。
评价其表面的微观状态，用粗糙度表示。
10,（4）一般表面,图2.2实际表面示意图,上一页,下一页,固体的一般表面亦即与环境接触的实际表面，是由“内表面层”和“外表面层”构成。
11,
（2）晶体结构差异形成的界面,
（1）固相晶粒尺寸和微观结构差异形成的界面,2.1.2典型固体界面,上一页,下一页,这种界面是固体材料经切削加工后，在几个微米或几十个微米的表层中发生组织结构的强烈变化，导致最外层510nm范围形成微晶层，称为比尔比（Bilby）层（金属研磨）。
这种界面实际上就是相界。
12,（3）固相宏观成分差异形成的界面,上一页,下一页,冶金结合界面是指熔融状态的覆层材料与半熔化状态的基材表面凝固结晶形成的界面。
特点：
金属键结合，结合强度高。
处理方法：
激光熔覆、堆焊、热喷焊等。
扩散结合界面是指两种固相直接接触，通过抽真空、加热、加压、界面扩散等途径所形成的界面。
特点：
覆层与基材之间的成分呈梯度变化，形成合金化表面。
处理方法：
热扩渗,13,化学键结合界面是指覆层材料与基材之间发生化学反应、形成成分固定的化合物时，两种材料之间的界面。
特点：
结合强度较高，缺点是界面的韧性较差，在冲击载荷或热冲击下，容易发生脆断或剥落。
处理方法：
物理和化学气相沉积、离子注入、热扩渗、化学转化膜、阳极氧化和化学氧化技术等,上一页,下一页,外延生长界面是指沿单晶的结晶轴向生成一层完整的新单晶层，它与原单晶衬底表面形成的界面。
特点：
外延长生长界面在覆层与基材之间的晶体取向一致。
处理方法：
化学气相沉积技术；电镀技术等。
14,分子键结合界面是指涂（镀）层与基材表面以范德瓦尔斯力结合的界面。
特点：
覆层与基材之间不发生扩散或化学作用。
处理方法：
涂装技术等。
上一页,下一页,机械结合界面是指覆层与基材通过两种材料相互镶嵌的机械连接作用形成的界面。
特点：
界面结合强度较低。
处理方法：
热喷涂与包镀技术等。
15,2.1.3表面晶体结构,描述表面晶体结构最著名的模型是由考塞尔（Kossel）及斯特朗斯基（Stranski）提出的单晶体表面的平台（Terrace）台阶（Ledge）扭折（Kink）模型，简称TLK模型。
图2.3单晶体表面的TLK模型,在温度相当于0K时，表面原子结构呈静态。
可认为表面原子层是理想平面，其中的原子作完整二维周期性排列，且不存在缺陷和杂质。
16,TLK模型的物理意义：
当温度从0K升到TK时，由于原子的热运动，在晶体表面将产生低晶面指数的平台、一定密度的单分子或原子高度的台阶、单分子或原子尺度的扭折以及表面吸附的单原子和表面空位。
上一页,下一页,17,2.1.4表面扩散,平行表面的运动得到均质的、理想的表面强化层；垂直表面向内部的运动得到一定厚度的合金强化层。
2.1.5表面能及表面张力,表面能（表面自由能）其物理意义是指产生1cm2新表面需消耗的等温可逆功。
表面张力表面能的一种物理表现，是由于原子间的作用力以及在表面和内部的排列状态的差别而引起的。
上一页,下一页,18,2.1.6固体表面的物理吸附和化学吸附,
（1）固体对气体的吸附,物理吸附被吸附分子靠范德瓦尔斯力吸附在固体表面，两者之间没有电子转移。
化学吸附气体和固体之间发生电子的转移，二者产生化学键力，吸附原子与固体表面之间的这种结合力比范德瓦尔斯力大的多，与化合物中原子间形成化学键的力相似。
吸附当气体或液体分子趋近固体表面时，受到固体表面分子或原子的吸引力被吸附到表面，在固体表面富集，且仅限于固体表面的现象。
上一页,下一页,任何气体在其临界温度以下，都会被吸附于固体表面，即发生物理吸附。
但并不是任何气体在任何表面上都可以发生化学吸附。
物理吸附和化学吸附有时会同时发生。
对于一个洁净的金属表面，化学吸附是连续进行直到饱和的过程，由于化学吸附是单层吸附，也就是说，当化学吸附由局部覆盖金属表面直至整个表面完全被单分子层覆盖时，化学吸附便达到饱和，化学吸附终止，进一步输入气体分子时，则可能发生物理吸附或者发生化学反应形成某种化合物。
19,上一页,下一页,20,
（2）固体对液体的吸附,物理吸附液体与金属表面发生比较弱的分子引力结合，形成了物理吸附膜（润滑油）。
化学吸附先形成物理吸附膜，然后在界面发生化学反应转化成化学吸附。
（3）固体表面之间的吸附,当两固体表面之间接近到表面力作用的范围内（即原子间距范围内）时，固体表面之间产生吸附作用。
上一页,下一页,21,固体对固体的吸附特点：
a.两种不同物质间的粘附功往往超过其中较弱的那种物质的内聚力。
b.表面的污染会使粘附功大大减小，而这种污染往往是非常迅速的（Fe在水银中断裂）。
C.固体的吸附作用只有当固体断面很小,并且很清洁时才能表现出来。
上一页,下一页,22,（4）吸附对材料力学性能的影响莱宾杰尔效应,莱宾杰尔效应是指因环境介质的影响及表面自由能减少导致固体表面强度降低的现象。
莱宾杰尔效应的本质：
是金属表面对活性介质的吸附，使表面原子的不饱和键得到补偿，表面能降低，改变了表面原子间的相互作用，使金属的表面强度降低。
上一页,下一页,23,莱宾杰尔效应具有以下特点:
环境介质的影响有明显的化学特征，即并非任何液体金属都会改变某一固体的金属性能，只有对该固体表面具有活性的液体金属才有这种效果。
（如水银降低锌的强度和塑性，但对镉无影响）溶解和腐蚀需要大量的介质，而莱宾杰尔效应只需少量的活性物质即可导致金属的脆性破坏。
莱宾杰尔效应的影响可逆，即从固体表面去除活性物质后，其表面机械性能一般可以恢复。
莱宾杰尔效应需要拉应力和表面活性物质同时作用才能出现。
上一页,下一页,莱宾杰尔效应在生产中的应用及危害,一方面可利用此效应提高金属加工（压力加工、切削、磨削等）效率，大量节约能源（易熔金属作金刚砂轮的填料）。
另一方面，应注意避免因此效应所造成的材料早期破坏（由于金属钎焊和焊接、轴承熔化，用液体金属作润滑剂、原子反应堆、火箭装置、内燃机等均有这种接触）。
要减少其危害，应选用敏感性小的材料或低活性的熔融物。
在某些情况下，金属经过表面处理，如涂覆结合牢固的氧化物、碳化物和氮化物层等等，可保证固体金属件不被熔融物浸润，从而阻止吸附引起的强度降低。
24,上一页,下一页,25,2.1.7固体表面的润湿,液体在固体表面上铺展的现象，称为润湿。
上一页,下一页,当90时，称为不润湿。
角越大，润湿性越不好，液体越不容易在固体表面上铺展开，并越容易收缩至圆球状。
当=0和180时，则相应的称为完全润湿和完全不润湿。
图2.4材料表面的润湿现象,26,2.2材料磨损原理及耐磨性,2.2.1固体材料的摩擦与磨损
（1）摩擦摩擦两个相互接触物体在外力作用下发生相对运动时产生的阻力。
上一页,下一页,润湿理论在表面工程技术上的应用主要是调整润湿角。
比如加入表面活性物质，可使减小，润湿程度增大；反之，加入表面惰性物质，可使增大，润湿程度降低。
27,干摩擦又称无润滑摩擦，它是指在大气条件下，摩擦表面之间没有润滑剂存在时的摩擦。
边界润滑摩擦是指摩擦表面间有一层极薄的润滑膜存在时的摩擦。
流体润滑摩擦是指相对运动的两物体表面完全被流体隔开时的摩擦。
流体可以是气体或液体。
当为液体时称为液体摩擦；为气体时称为气体摩擦。
滚动摩擦是指在力矩作用下，物体沿接触表面滚动时产生的摩擦。
上一页,下一页,28,摩擦过程的温度效应,金属在互相摩擦过程中，由于产生塑性变形，将消耗很大的能量，这些能量至少有90转变成热，如果这些热量保留在金属表层，则产生相当高的瞬时温度，这种影响称为摩擦过程的温度效应。
如果温度高于相变点，则会引起表层组织的相变。
如果低于相变温度则会引起回火软化、发生回复再结晶等现象。
上一页,下一页,29,
（2）磨损,磨损是指物体相对运动时相对运动表面的物质不断损失，产生残余变形或其它损伤的现象。
磨损的三个阶段：
跑合阶段（也称磨合阶段）开始运行时，原始的、新的摩擦副表面具有一定的粗糙度，真实接触面积较小。
经过短时间跑合后，表面微凸体逐渐磨平，真实接触面积逐渐增大，磨损速率减慢且趋于稳定。
稳定磨损阶段属于正常磨损，磨损比较缓慢和稳定。
上一页,下一页,30,剧烈磨损阶段磨损表面状态发生变化或因存在着硬颗粒，使磨损速率急剧增长。
这时机械效率下降，还有可能产生异常噪声或振动，摩擦副温度迅速升高，导致零件失效甚至机器损坏。
磨损分类（按磨损机理）：
粘着磨损是指相互接触表面上的微凸体不断地形成粘着结点和结点断裂并形成磨屑而导致摩擦表面破坏的过程。
上一页,下一页,特点沿滑动方向有程度不同的磨损痕迹，方向很明显。
粘着磨损时的物质转移可以由摩擦产生，也可以由焊合产生。
31,原因当摩擦界面强烈的粘着超过较软金属的临界剪切应力，便产生局部滑移带，反复运动的结果使滑移带处出现开裂，进而发生翘起。
翘起部位经过多次反复摩擦，最后被剪断，产生磨粒导致磨损。
上一页,下一页,32,磨粒磨损是指硬的颗粒或硬的突起物在摩擦过程中引起物体界面材料脱落的现象。
原因当磨粒与塑性材料表面接触时，主要发生以显微切削和显微犁沟塑性变形为主的磨损；当磨粒和脆性材料表面接触时，主要发生以表面断裂为主的磨损。
材料的去除通常是塑性变形机制和断裂机制综合作用的结果。
影响磨粒磨损过程的因素除与磨粒的特性（磨粒的硬度、形状和粒度）有关外，还受到材料的力学性能与微观组织的影响以及工况和环境条件的影响。
材料耐磨粒磨损性能主要决定于硬度，但耐磨性与硬度之间没有单值对应关系。
上一页,下一页,33,疲劳磨损由于交变应力使表面材料疲劳而产生物质的转移。
有时也称为接触疲劳。
上一页,下一页,原因一是认为裂纹从接触表面层下最大切应力处产生，因此处的塑性变形最为剧烈，在载荷反复作用下首先出现裂纹，并沿最大切应力方向扩展到表面，形成疲劳磨损。
二是认为裂纹首先从表面产生，表层材料受到反复作用的接触应力引起塑性变形，导致表面硬化而产生初始裂纹，并且由表及里逐渐深入，最后扩展到一定的深度裂纹折断，形成痘斑状凹坑。
特点一般出现在滚动接触的机械零件表面，如滚动轴承、齿轮、车轮和轧辊等。
34,腐蚀磨损是指摩擦表面与周围介质发生化学反应而生成腐蚀产物，进一步摩擦后这些腐蚀产物会被磨去，如此重复所造成的材料损伤。
上一页,下一页,腐蚀磨损的类型：
a.氧化磨损，即在磨损过程中的化学反应是以氧化或氧化作用占优势的一种磨损形式。
b.特殊介质腐蚀磨损，即摩擦副金属与除氧以外的如酸、碱、盐等各种介质发生作用，生成各种产物，又在摩擦过程中不断去除。
35,c.微动磨损，当两个承载件的相互接触表面经历相对往复切向振动时，由于振动或循环应力的作用而导致的微动损伤。
上一页,下一页,特点-是一种复合形式的磨损，粘着磨损、腐蚀磨损和磨粒磨损同时存在。
但起主要作用的是表面间粘结点处因外界微动而引起的氧化过程。
原因当相互接触表面之间的一定压力使表面凸峰粘着，粘结点因外界小振幅振动而不断地被剪切氧化产生Fe2O3磨屑，粘着点被破坏。
这些磨屑又起到磨粒的作用，在接触表面产生磨粒磨损，以致磨损区不断扩大，最后引起接触表面完全破坏。
36,冲蚀磨损指粒子冲击材料表面造成材料的破坏（“粒子”是广义的，它包括固体、液滴和气泡）（水轮机叶片和汽轮机末级叶片）。
上一页,下一页,原因：
对于延性材料粒子犹如一把微型刀具，当其划过材料表面时，便把材料切除而产生磨损。
对于塑性很低的脆性材料，在粒子冲击下几乎不产生塑性变形，发生冲蚀磨损是因为粒子的冲击使材料表面存在缺陷的地方产生裂纹，裂纹不断扩展而形成碎片剥落。
37,2.2.2提高零件耐磨性的途径,
（1）工程结构的合理设计
（2）预测、分析零件磨损机理，选择合适的耐磨材料（3）材料表面耐磨与减摩处理,上一页,下一页,38,2.3金属腐蚀原理与防护技术,2.3.1化学腐蚀与电化学腐蚀原理,上一页,下一页,化学腐蚀化学腐蚀是指金属表面与非电解质直接发生纯化学作用而引起的破坏。
特点：
金属表面的原子与非电解质中的氧化剂直接发生氧化还原反应，形成腐蚀产物。
腐蚀过程中电子的传递是在金属与氧化剂之间直接进行的，没有电流产生。
金属在无水的有机液体和气体中以及在干燥气体中的腐蚀均属于化学腐蚀。
39,特点：
在腐蚀过程中同时存在两个相对独立的反应过程阳极反应和阴极反应。
在反应过程中伴有电流产生。
上一页,下一页,电化学腐蚀电化学腐蚀是指金属表面与电解质发生电化学反应而引起的破坏。
40,电化学腐蚀原理腐蚀原电池的构成阳极反应：
ZnZn2+2e阴极反应：
2H+2e2H2HH2整个电极反应：
Zn2H+Zn2+H2铜锌电池接通后，锌片溶解，电子沿导线流向铜片，在铜片上方有氢气逸出。
图2.5铜锌原电池,41,短路原电池将铜和锌两块金属直接接触并浸入稀硫酸中，也将构成腐蚀电池。
特点：
原电池的两极短路不经过负载，两极间的电位差为零。
作为阳极的金属材料被氧化而溶解腐蚀掉。
图2.6腐蚀原电池,上一页,下一页,42,一种金属或合金形成的腐蚀微电池碳钢在酸中的腐蚀：
阳极FeFe2+2e阴极2H+2eH2腐蚀电池和丹尼尔电池的区别在于：
腐蚀电池是一种短路电池，不能将化学能转变成电能，氧化还原反应所释放出来的化学能全部以热能方式散发，而不能转化为电功。
腐蚀电池只能导致金属的腐蚀。
图2.7腐蚀微电池,上一页,下一页,43,阳极过程：
金属溶解以离子形式进入溶液中，并把等量电子留在金属上;电子转移过程：
电子通过电路从阳极移动到阴极；阴极过程：
溶液中的氧化剂接受从阳极流过来的电子后本身被还原。
金属的电化学腐蚀实质上是短路电池中电偶电池作用的结果。
腐蚀电池工作的基本过程：
44,金属腐蚀速度的表示法,
（1）失重法和增重法,
（2）深度法,（3）容量法,（g/m2h）,（cm3/cm2h）,（mm/a）,45,2.3.2金属表面的极化、钝化及活化,金属表面的极化现象,图2.9原电池接通前后电极电位的变化,图2.8Cu-Zn原电池,上一页,下一页,46,图2.10典型极化曲线,a）阴极极化曲线b）阳极极化曲线,当电极上有净电流通过时，电极电位显著偏离了未通电时的开路电位（平衡电位或非平衡的稳态电位），这种现象叫做电极的极化。
47,曲线的倾斜程度表示极化程度，叫做极化度。
曲线越陡，极化程度就越大，表示电极过程受阻滞程度越大，腐蚀进行越困难。
金属在活化状态下，阳极极化程度不大，阳极极化曲线较为平坦。
如果金属发生钝化，则阳极极化曲线很陡，极化程度很大。
上一页,下一页,48,极化机理,
（1）电化学极化电化学极化是指因电极上的电化学反应速度小于电子运动速度而造成的极化。
（2）浓差极化浓差极化是指因溶液中的物质扩散速度小于电化学反应速度而造成的极化。
（3）电阻极化电阻极化是指因在电极表面形成了具有保护作用的氧化膜、钝化膜或不溶性的腐蚀产物等而导致的极化。
上一页,下一页,49,阳极极化可减缓金属腐蚀阳极去极化加快阳极过程加速金属腐蚀搅拌溶液，加速金属离子的扩散；加入活化离子（如Cl-），消除阳极钝化等，都可加速阳极去极化过程。
上一页,下一页,50,金属表面的钝化现象,由于金属表面状态的改变引起金属表面活性的突然变化，使表面反应速度急剧降低的现象，称为钝化。
图2.11纯Fe溶解速度与硝酸浓度的关系,上一页,下一页,51,除Fe外，金属Al、Cr、Nb、Co、Mo、Ti、W等也具有这种钝化现象。
除浓硝酸外，其他强氧化剂如硝酸钾、重铬酸钾、高锰酸钾、硝酸银、氯酸钾等也能引起一些金属的钝化。
金属与钝化剂间自然作用而产生的钝化现象称为自然钝化或化学钝化。
如果外接电源（控制电位法），金属阳极将发生活化钝化的变化。
上一页,下一页,52,2.12可钝化金属的典型阳极极化曲线,53,AB段：
此区间是金属的活性溶解区，金属以低价的形式溶解为离子，溶解速度受活化极化控制。
BC段：
B点的电位称为初始钝化电位Epp（致钝电位），对应的电流称为临界电流密度ipp（致钝电流密度）。
当电流密度一旦超过ipp，电位大于Epp，金属就开始钝化，电流密度急剧下降。
此阶段金属处于活化钝化过渡区，在金属表面可能生成二到三价的过渡氧化物。
CD段：
电位达到C点后，金属转入完全钝态，C点的电位称为初始稳态钝化电位Ep,对应的电流密度称为维钝电流密度ip。
此阶段金属处于稳定钝化区,在金属表面可能生成耐蚀性好的高价氧化膜。
上一页,下一页,54,DE段：
电位超过D点，电流密度又开始增大。
D点的电位称为过钝电位Etp。
DE段称为过钝化区，在此区段内电流密度又增大的原因是金属表面形成了可溶性的高价金属离子所致。
EF段：
为析氧区，F点是氧的析出电位，电流密度的继续增大是由于氧的析出反应动力学造成的。
由此得出：
外加电流可促使某些金属发生阳极钝化，如果将金属的电位控制在稳定的钝化区内，就可防止金属发生活性溶解或过钝化溶解，使金属得到保护。
上一页,下一页,55,金属钝化是一种界面现象，它没有改变金属本体的性能。
只是使金属表面在介质中的稳定性发生了变化。
（1）成膜理论当金属阳极溶解时，可在金属表面生成一层完整致密的固体产物薄膜。
这种固相膜层把金属表面与介质隔离开来，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。
钝化理论,上一页,下一页,56,
（2）吸附理论金属钝化并不需要表面生成固相的成相膜，而只要在金属表面的一部分生成氧或含氧粒子的吸附层就足够了。
一旦这些粒子吸附在金属表面上就改变了金属溶液界面的结构，并使阳极的活化能显著提高而产生钝化。
金属表面的原子离子价键处于未饱和状态，含氧粒子易于吸附在金属表面，使表面的价键饱和，改变金属溶液界面结构。
提高阳极反应的活化能，致使金属同腐蚀介质的化学反应能力显著降低。
由于氧吸附层在形成过程中不断地把原来吸附在金属表面的H2O分子层排挤掉，降低了金属离子的离子化过程。
上一页,下一页,57,（3）两种理论的比较共同点金属表面生成的钝化膜阻碍金属的溶解。
不同点吸附理论认为，只要形成单分子层的二维膜就能导致金属产生钝化；成相膜理论认为，要使金属得到保护不溶解，至少要形成几个分子层厚的三维膜，最初形成的单分子吸附膜只能轻微降低金属的溶解，增厚的成相膜才能达到完全钝化。
上一页,下一页,58,金属表面的活化,
（1）金属表面净化处理方法：
氢气还原、机械抛光、喷砂、酸洗等去除金属表面氧化膜，消除金属表面的钝态。
加热或抽真空减少金属表面的吸附，提高金属表面的化学活性。
上一页,下一页,59,
（2）增加金属表面的化学活性区处理方法:
用喷砂等机械手段增加金属表面缺陷，使化学活性区增多，实现金属表面活化。
用离子轰击使金属表面净化并增加化学活性区，达到活化效果。
上一页,下一页,60,2.3.3腐蚀的主要形式,按腐蚀形态：
全面腐蚀和局部腐蚀两大类。
（1）全面腐蚀腐蚀分布于整个金属表面。
特点-腐蚀电池的阴、阳极面积非常小，微阴极和微阳极的位置是变幻不定的。
腐蚀结果使金属变薄。
原因-整个金属表面在溶液中处于活化状态，各点随时间有能量起伏，能量高处为阳极，能量低处为阴极，因而腐蚀分布于金属整个表面。
上一页,下一页,61,
（2）局部腐蚀腐蚀仅局限或集中在金属的某一特定部位。
特点-阳极和阴极区截然分开，腐蚀电池中的阳极溶解反应和阴极区腐蚀剂的还原反应在不同区域发生。
上一页,下一页,62,a）电偶腐蚀,当两种电极电位不同的金属或合金相接触并放入电解质溶液中时，产生的电化学腐蚀称为电偶腐蚀或双金属腐蚀，也叫接触腐蚀。
电偶腐蚀机理是两种金属或合金的电位差提供了电偶效应的动力。
电极电位高的被保护，电极电位低的被腐蚀。
上一页,下一页,63,影响因素：
面积效应。
电偶腐蚀率与阴、阳极相的面积比有关。
增加阳极面积可以降低腐蚀率。
环境因素。
在一定的环境中耐蚀性较低的金属是电偶的阳极，在不同的环境中同一电偶的电位会出现逆转，从而改变材料的极性。
上一页,下一页,例如，钢和锌偶合后在一些水溶液中锌被腐蚀，钢得到了保护。
若水温较高（80以上）时，电偶的极性就会逆转，钢成为阳极而被腐蚀。
64,尽量避免异种金属材料直接接触。
避免大阴极和小阳极的不利面积效应。
对螺钉、螺帽、焊接点等应采用比基体稳定的材料；或采用牺牲阳极保护法，接上比两接触金属更不耐蚀的第三块金属。
隔绝或消除阴极去极化剂。
因为O2和H+是腐蚀体系中进行阴极过程所不可缺少的，减少这类物质（溶解O2和H+）有利于阴极极化，较好地防止电偶腐蚀。
防止措施：
上一页,下一页,65,（b）点蚀,点蚀是指在点或孔穴处小面积上的腐蚀。
点蚀产生的条件：
点蚀的发生需在某一临界电位以上，该电位称作点蚀电位（或称击穿电位）。
点蚀一般发生在表面有钝化膜或有保护膜的金属上。
且处于Cl-、Br-、S-、O-、S2O3-、I-、ClO3-过氯酸盐等环境中。
2.13金属点蚀照片,上一页,下一页,66,点蚀产生的原因：
当金属或合金材料表面钝化膜有机械裂缝、擦伤、露头位错，或内部有硫化物夹杂，晶界上有碳化物沉淀等缺陷造成膜的厚薄不匀时，缺陷处易显露基体金属，形成活性一钝性腐蚀电池。
在基体金属上镀阴极性镀层（如钢上镀铬、镀银、镀锡、镀铜等）时，当这些镀层上某点发生破坏，破坏区下的金属基体与镀层未破坏区形成电偶腐蚀电池，这种大阴极小阳极状态使腐蚀迅速向深处发展，以致形成孔穴。
上一页,下一页,67,点蚀机理：
由于处在钝态的金属仍有一定的反应能力，钝化膜的溶解和修复（再钝化）处于动态平衡状态，因而当介质中存在活性阴离子（尤其是Cl-）时，平衡即被破坏，使溶解占优势。
蚀核的形成：
在金属表面氯离子和氧竞相吸附时，氧的吸
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