Bài giảng Vật liệu học: Chương 5 - TS. Nguyễn Văn Dũng

Bài giảng "Vật liệu học - Chương 5: Ăn mòn vật liệu" cung cấp cho người học các kiến thức: Khái niệm, phân loại dạng ăn mòn, ăn mòn hóa học, ăn mòn điện hóa, phương pháp chống ăn mòn. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Vật liệu học: Chương 5 - TS. Nguyễn Văn Dũng Chương 5 Ăn mòn vật liệu 1. Khái niệm• Ăn mòn vật liệu: do tác dụng hóa học-điện hóa học của VL với môi trường.• Ăn mòn hóa học: phá hủy VL do tác dụng hóa học của VL với môi trường, tuân theo quy luật nhiệt động và động học phản ứng hóa học.• Ăn mòn điện hóa: phá hủy VL do tác dụng điện hóa học của VL với môi trường chất điện giải, tuân theo quy luật nhiệt động điện hóa và động học các quá trình điện cực. Thường xảy ra với KL, hợp kim, bán dẫn, oxyt dẫn điện.• Tác hại do ăn mòn:  Phá hủy VL, tiêu tốn VL, ô nhiễm môi trường, tai nạn,… 1 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt• Tác hại:  Ở Mỹ: thiệt hại do ăn mòn KL là 350 tỷ USD/năm, chiếm 4.25% GNP (Gross National Product).  Trên thế giới: tổn thất do ăn mòn chiếm trên 4.5% GDP (Gross Domestic Product) 28/4/1988, Boeing 737, Aloha airlines, 1 phần nóc bị mất ở độ cao 24000 feet, do mỏi và ăn mòn 2 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt4/10/1992, El Al Flight 1862, Boeing 747, ốc gắn giữa độngcơ và cánh máy bay bị gãy do ăn mòn làm động cơ rớt khỏicánh, máy bay đâm vào chung cư 11 tầng ở Amsterdam, HàLan 3 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt12-15-1967: cầu Point Pleasant Bridge nối giữa WestVirginia và Ohio bị sập do ăn mòn dưới tác động ứng suất 4 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt1/8/2007, cầu 35W St. Anthony Bridge bắc qua sôngMississippi bị sập do ăn mòn các khớp nối 5 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 6CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt16/4/2001, nổ nhà máy lọc dầu Humber Estuary (Anh) domột đường ống dẫn gas bị ăn mòn 7 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt• Chi phí chống ăn mòn:  Chi phí trực tiếp: thay thế thiết bị, chi tiết bị ăn mòn.  Chi phí gián tiếp: sửa chửa, thiệt hại do ngưng sản xuất. Ví dụ: Chi phí để thay thế sửa chửa một thiết bị trao đổi nhiệt trong nhà máy, mất mát do ngưng sản xuất.  Chi phí để bảo vệ: dùng vật liệu chịu ăn mòn thì đầu tư cao hơn, chi phí tạo các lớp phủ bảo vệ, chi phí bảo vệ điện hóa.  Chi phí phòng ngừa: phải dùng vật liệu có kích thước lớn hơn, chi phí kiểm tra, bảo dưỡng. 8 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt• Các dạng ăn mòn và phá hủy vật liệu phi kim  Ăn mòn và phá hủy vật liệu polymer: do đứt liên kết giữa các phân tử trong polymer. Các liên kết này là liên kết cộng hóa trị, năng lượng liên kết nhỏ nên rất dễ bị phá hủy dưới các tác động hóa học và vật lý như nhiệt, chùm tia năng lượng cao.  Ăn mòn vật liệu gốm. Ví dụ: thủy tinh silicat rất kém bền trong môi trường kiềm do có phản ứng thủy phân làm đứt các liên kết trong phân tử và phá hủy bề mặt. 9 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucnttCác vật liệu xây dựng (bêtông, xi măng, gạch …) thường bị ăn mòntheo cơ chế hòa tan cacbonat. Trong bầu khí quyển ô nhiễm công nghiệp, khi có mặt của nước, SO2 sẽ tạo thành H2SO4. Axít này sẽ tác dụng với cacbonat canxi CaCO3 trong vật liệu để tạo thành thạch cao (CaSO4.2H2O). Do thạch cao có thể tích lớn hơn cacbonat canxi, khi tạo thành sẽ làm trương phồng bề mặt, gây nứt và bong tróc bề mặt. Các vết nứt sẽ cho phép nước và axít xâm nhập sâu vào trong vật liệu, gây đứt gãy các liên kết và phá hủy vật liệu. 10 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucnttPhân loại các dạng ăn mòn• Phân loại theo cơ chế ăn mòn  Ăn mòn điện hóa Là sự ăn mòn kim loại trong môi trường điện ly. Xảy ra do quá trình trao đổi điện tử giữa chất oxyhóa và chất khử.  Ăn mòn hóa học Là sự ăn mòn trong môi trường khí, còn gọi là ăn mòntrong khí khô. Xảy ra do phản ứng hóa học của kim loại với môitrường khí xung quanh có chứa các tác nhân gây ăn mòn như oxy,lưu huỳnh, clo… Ví dụ kim loại khi nung ở nhiệt độ cao trong không khí sẽbị oxyhóa theo phản ứng: 2 Me + ½ O2  MeO ...