Ăn mòn kẽm và hợp kim của kẽm trong môi trường khí quyển

Ăn mòn kẽm và hợp kim của kẽm trong môi trường khí quyển với các nội dung chính được trình bày như sau: Lịch sử hình thành kim loại kẽm và hợp kim của kẽm, cơ chế của quá trình ăn mòn kim loại kẽm và hợp kim nó trong khí quyển, các yếu tố môi trường ảnh hưởng đến quá trình ăn mòn kẽm và hợp kim kẽm trong khí quyển, phương pháp bảo vệ ăn mòn kẽm trong khí quyển. Mời các bạn cùng tìm hiểu để nắm bắt nội dung thông tin tài liệu. 

 

Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Ăn mòn kẽm và hợp kim của kẽm trong môi trường khí quyển ĂN MÒN KẼM VÀ HỢP KIM CỦA KẼM  TRONG MÔI TRƯỜNG KHÍ QUYỂN Nhóm 2 Giáo viên hướng  PGS.TS.Hoàng Thị Bích Thủy dẫn: Sinh viên thực hiện: Doãn Thị Ái Nguyễn Xuân Dũng Phạm Thị Kim Anh Trịnh Hồng Dương Cao Ngọc Biển Hoàng Sỹ Đại Phạm Văn Cường Cao Tiến Đạt Nguyễn Thị Chi Phạm Tiến Đạt I. Lịch sử hình thành kim loại kẽm và hợp kim  kẽm 1. Lịch sử hình thành kim loại kẽm Nhà hóa học người Đức  Andreas  Marggraf  được xem là có công trong việc phát hiện ra kẽm kim loại nguyên chất mặc dù nhà hóa học Thụy Điển   là Anton von Swab đã  chưng cất kẽm  từ calamin 4 năm trước đó.Trong thí nghiệm năm 1746 của ông, Marggraf đã nung hỗm hợp calamin và than củi  trong một buồng kín không có đồng để lấy kim loại.Quy trình này được ứng  2. Kim loại kẽm  Kẽm (Zn) là nguyên tố kim loại lưỡng tính. Kẽm có số  hiệu nguyên tử 30, có trạng thái oxi hóa duy nhất ở điều  kiện bình thường là +2. Quặng kẽm phổ biến nhất là  quặng Sphalerit (ZnS) là một dạng kẽm sunfua.  Kẽm có màu trắng xanh, óng ánh và nghịch từ,mặc dù hầu  hết kẽm phẩm cấp thương mại có màu xám xỉn.Nó hơi nhẹ  hơn sắt và có cấu trúc tinh thể sáu phương 3. Hợp kim của kẽm Một số mác hợp kim kẽm thông dụng Ưu điểm của hợp kim kẽm: tính công nghệ tốt (dễ đúc  chính xác) được dùng để chế tạo các chi tiết làm việc trong  môi trường khí quyển như các chi tiết máy ảnh, máy chữ,  đồng hồ, trong động cơ nổ (bộ chế hòa khí, bơm xăng, đồ gia  dụng khác). II. Cơ chế và động lực của quá trình  ăn mòn kẽm trong khí quyển 1. Giới thiệu chung Kẽm và hợp kim kẽm bền ăn mòn trong môi  trường khí quyển thông thường. Kẽm và hợp  kim kẽm có thế điện cực nhỏ là anot so với  nhiều kim loại khác Điện thế điện cực tiêu chuẩn của kẽm là ­  0,76V. Trong NaCl 3% thì điện thế ăn mòn là ­  0,83V cho nên Zn có thể bị ăn mòn với phản  ứng catot là khử oxy hay H+. 2. Cơ chế ăn mòn kẽm trong khí quyển +) Ăn mòn hóa học Môi trường ẩm: Zn + H2O  ZnO+H2     Môi trường oxy O2: 2Zn+ O2   2ZnO Môi trường có khí SO2 thì sản phẩm là ZnSO4  +) Ăn mòn điện hóa Ở Anot sẽ là sự oxy hóa Zn về Zn2+:  Zn – 2e  Zn2+    Ở catot sẽ là quá trình khử oxi O2:  H2O + 4e + O2  4OH­ +) Trong môi trường axit Zn bị ăn mòn với phản  ứng catot là khử ion H+  Ở catot: 2H+ + 2e → H2 Ở anot: Zn – 2e → Zn2+  3. Với hợp kim kẽm Trong môi trường trung tính (khí quyển) hợp  kim kẽm rất như Zn­Cu giòn và cứng có khả  năng chống ăn mòn rất cao. III. Các yếu tố môi trường ảnh hưởng  đến quá trình ăn mòn kẽm và hợp kim  kẽm trong khí quyển 1. Ảnh hưởng của nhiễm bẩn khí quyển Độ nhạy của các kim loại đối với tạp chất gây ăn mòn SO2/SO4 H 2­ Từ bảng trên ta có thể thấy Kẽm rất nhạy với môi  trường có chất gây ăn mòn SO2/SO42­ 1. Ảnh hưởng của nhiễm bẩn khí quyển  Khí NOx, SOx : Trong thực thế, kẽm khá bền trong  môi trường trung tính (pH = 6 ÷ 7,5) nhưng chúng bị ăn mòn rất nhanh trong môi trường axit.  Khí H2S khô là chất có hoạt tính ăn mòn thấp, nó  hầu như không phản ứng với kẽm nhưng lại có hoạt tính  khá mạnh đối với đồng thau (hợp kim Cu ­ Zn) Cu+S2­  CuS  Nếu trong môi trường có CO2 tuy CO2 không oxy  2. Các Tạp Chất Khác Kẽm là nguyên tố có điện thế  điện cực thấp. Các  tạp chất có điện thế điện cực dương hơn như Pb  (Eo = ­ 0,13V) làm tăng mạnh tốc độ ăn mòn kẽm 3. Độ Ẩm Độ ẩm nhỏ hơn hoặc bằng 4 (g/cm3) không khí  không gây ăn mòn đối với Zn vì vậy có thể phủ  Zn để bảo vệ các chi tiết Pb, Cr, Sn, Cu, NiTổng hợp tốc độ ăn mòn trung bình của kim loại và  hợp kim màu sau 2 năm thử nghiệm tại các vùng Science & Technology Development,  Vol 10, No.10 – 2007, trang 30  VI. Phương pháp bảo vệ ăn mòn kẽm trong khí  quyển 1. Cromat, photphat hóa kẽm Cromat hóa kẽm Nếu muốn bảo vệ tốt hơn người ta thụ động lớp  kẽm bằng dung dich cromat 5 ÷ 7% (nhiệt độ từ 55 ÷  65oC) để tạo lớp cromat hóa rồi sơn phủ lên. Photphat hóa kẽm 2. Sơn phủ +) Ứng dụng rộng rãi nhất của kẽm là làm lớp  mạ bảo vệ anot cho các vật liệu sắt thép, trong  đó tôn mạ kẽm được sử dụng. +) Vì lớp kẽm là lớp anot hy sinh, do đó biện  pháp phổ biến nhất là dùng lớp sơn phủ bên  ngoài lớp mạ kẽm để cách ly kẽm kim loại với  môi trường bên ngoài. +) Bảo vệ lớp mạ kẽm trên tôn bằng sơn phủ Cấu tạo các lớp một loại tôn (Fe) mạ kẽm 3. Sử dụng hợp kim bền ăn mòn Hợp kim của kẽm được sử dụng rộng rãi nhất là  đồng thau, bao gồm đồng và khoảng từ 3% đến  45% kẽm tùy theo loại đồng thau. Đồng thau nhìn  chung giòn và cứng hơn đồng và có khả năng  chống ăn mòn rất cao. Kẽm cũng được sử dụng trong các bộ phận  đường ống hiện đại như là một sản phẩm t ...