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1 性能、产品、工艺与市场1

1.1 概述1

1.1.1 历史和自然背景1

1.1.2 锌的矿物和冶炼方法2

1.1.3 锌的市场3

1.2 基本性能5

1.2.1 物理性能5

1.2.2 力学性能6

1.2.3 合金性能7

1.3 主要产品和应用8

1.3.1 镀锌8

1.3.2 铸造锌产品10

1.3.3 轧制锌11

1.3.4 锌末和锌粉11

1.4 涂镀工艺11

1.4.1 热镀锌11

1.4.2 电镀锌17

1.5 磷化19

1.6 钝化20

1.7 镀锌技术的未来发展22

2 电化学的热力学和动力学27

2.1 概述27

2.2 热力学稳定性27

2.3 离子性质33

2.4 双电层特性35

2.5 电极反应动力学37

2.5.1 溶解37

2.5.2 沉积反应47

2.5.3 氢的析出49

2.5.4 氧的还原反应58

2.6 腐蚀过程64

2.6.1 概论64

2.6.2 腐蚀电极的阻抗65

3 钝化和表面膜的形成73

3.1 概述73

3.2 特性和条件73

3.3 碱性溶液76

3.3.1 i-V曲线76

3.3.2 钝化时间78

3.3.3 特点82

3.3.4 钝化膜形成机理84

3.4 其他溶液87

3.4.1 弱碱性溶液和碳酸盐溶液87

3.4.2 磷酸盐溶液92

3.4.3 其他溶液94

3.5 阳极极化95

3.6 钝化稳定性97

3.6.1 钝化的类型97

3.6.2 钝化的破坏99

4 氧化锌的电化学103

4.1 概述103

4.2 基本性能103

4.2.1 物理性能103

4.2.2 电子性能105

4.3 半导体的电化学行为108

4.3.1 基础理论108

4.3.2 平带电位110

4.3.3 能带结构114

4.3.4 暗态下的电极动力学115

4.3.5 光电化学动力学120

4.3.6 电致发光124

4.4 薄氧化锌膜126

4.5 稳定性129

4.5.1 稳定性条件和分解反应129

4.5.2 分解速率131

5 腐蚀电位和腐蚀电流135

5.1 概述135

5.2 腐蚀电位与腐蚀电流之间的关系135

5.2.1 极化电阻和腐蚀电流137

5.2.2 转换因数139

5.3 腐蚀电位和反应动力学140

5.4 不同条件下的Ecorr和icorr144

5.4.1 锌离子的影响144

5.4.2 阴离子和阳离子的影响145

5.4.3 pH值的影响148

5.4.4 温度的影响151

5.4.5 通气和对流的影响153

5.4.6 表面条件的影响154

5.5 锌合金156

5.6 时间的影响161

5.7 腐蚀电流与失重速度的相关性165

6 腐蚀产物169

6.1 概述169

6.2 在大气环境中170

6.2.1 成分与结构170

6.2.2 数量和形貌175

6.2.3 形成过程178

6.3 在水中180

6.3.1 淡水180

6.3.2 海水183

6.4 在溶液中184

6.4.1 pH值的影响185

6.4.2 形成过程187

6.4.3 锌合金189

6.5 在其他环境中190

6.6 腐蚀产物对锌腐蚀的影响192

7 腐蚀的形态197

7.1 概述197

7.2 电偶腐蚀197

7.2.1 概述197

7.2.2 理论方面200

7.2.3 实际因素212

7.2.4 极性逆转219

7.2.5 自然环境中的电偶腐蚀225

7.2.6 锌对钢的电偶保护231

7.3 点蚀235

7.3.1 概述235

7.3.2 点蚀的出现236

7.3.3 点蚀电位240

7.3.4 形貌243

7.3.5 机理245

7.4 晶间腐蚀246

7.4.1 概述246

7.4.2 晶间腐蚀的发生247

7.4.3 冶金因素影响248

7.4.4 环境因素影响252

7.4.5 对力学性能的影响254

7.4.6 机理255

7.4.7 潮湿贮存锈斑257

7.5 氢脆和应力腐蚀破裂259

8 大气腐蚀261

8.1 概述261

8.2 大气腐蚀的影响因素261

8.2.1 润湿类型261

8.2.2 空气污染物263

8.3 户外环境腐蚀266

8.3.1 典型的腐蚀速率266

8.3.2 润湿时间的影响270

8.3.3 污染物的影响271

8.3.4 海拔及离海水距离的影响274

8.3.5 初始天气条件的影响275

8.3.6 气候的影响276

8.3.7 样品结构的影响277

8.3.8 遮蔽物的影响277

8.3.9 镀锌钢279

8.3.10 合金元素的影响280

8.3.11 表面处理的影响284

8.3.12 腐蚀产物的影响284

8.3.13 腐蚀形式285

8.3.14 高速公路环境286

8.4 室内环境腐蚀288

8.5 模拟环境中的腐蚀290

8.5.1 湿度箱暴露试验291

8.5.2 水雾和盐雾294

8.5.3 循环实验296

8.5.4 薄膜电解液298

8.6 腐蚀机理302

9 水和水溶液中的腐蚀307

9.1 概述307

9.2 水的特性307

9.2.1 淡水307

9.2.2 海水309

9.3 纯水中的腐蚀310

9.4 在自然水中的腐蚀313

9.4.1 冷淡水313

9.4.2 热淡水314

9.4.3 海水316

9.5 在水溶液中的腐蚀321

9.5.1 溶解物的影响321

9.5.2 pH值的影响324

9.5.3 浸泽条件的影响325

9.5.4 表面处理的影响327

9.5.5 冶炼因素的影响327

10 土壤腐蚀330

10.1 概述330

10.2 土壤特征330

10.3 腐蚀速率333

10.3.1 土壤因素的影响336

10.3.2 电偶腐蚀338

10.4 电化学检测338

11 漆下腐蚀341

11.1 概述341

11.2 油漆的基本特征341

11.2.1 油漆的成分342

11.2.2 油漆的屏障性能342

11.3 腐蚀实验344

11.4 腐蚀行为345

11.4.1 腐蚀特征345

11.4.2 镀层种类影响348

11.4.3 实验条件的影响351

11.4.4 油漆体系的影响354

11.4.5 电偶反应358

11.5 腐蚀机理360

12 富锌涂层363

12.1 概述363

12.2 涂层特性363

12.3 保护机理366

12.4 性能367

12.4.1 锌含量的影响367

12.4.2 锌颗粒大小的影响370

12.4.3 黏结剂的影响371

12.4.4 涂层厚度的影响372

12.4.5 添加物的影响373

12.4.6 表面条件的影响374

12.4.7 其他因素374

13 混凝土中的腐蚀377

13.1 概述377

13.2 混凝土环境378

13.2.1 混凝土的形成378

13.2.2 特性379

13.3 钢筋在混凝土中的腐蚀385

13.3.1 腐蚀的影响385

13.3.2 保护方法385

13.3.3 镀锌涂层386

13.4 混凝土中镀锌钢的腐蚀386

13.4.1 试验方法386

13.4.2 户外试验结果387

13.4.3 模拟试验的结果393

14 电池内的腐蚀401

14.1 概述401

14.2 锌电池401

14.2.1 勒克朗谢电池402

14.2.2 氯化锌电池403

14.2.3 碱性锌电池404

14.2.4 锌空气电池404

14.2.5 锌镍电池405

14.3 腐蚀405

14.3.1 试验时间的影响407

14.3.2 电解液的影响408

14.3.3 化学药剂的影响410

14.3.4 锌电极成分和形态的影响414

14.3.5 使用条件的影响419

15 其他环境中的腐蚀422

15.1 概述422

15.2 有机溶剂422

15.2.1 分类422

15.2.2 腐蚀424

15.3 气体环境429

15.4 锌阳极433

15.4.1 牺牲阳极433

15.4.2 用于外加电流阴极保护的阳极437

16 电池用锌电极439

16.1 概述439

16.1.1 历史背景440

16.1.2 目前情况442

16.2 锌电极的物理特征447

16.2.1 锌电极的结构447

16.2.2 锌材料的形态449

16.2.3 生产方式452

16.3 基本电极过程454

16.3.1 反应和反应动力学456

16.3.2 反应产物的溶解和析出457

16.4 多孔电极的行为459

16.4.1 反应电流分布459

16.4.2 电子电流和离子电流的分布461

16.4.3 放电时间的影响462

16.5 电沉积锌的形貌466

16.5.1 形貌类型466

16.5.2 形成条件的影响470

16.5.3 杂质和添加物的影响473

16.5.4 形貌类型的形成机理476

16.6 锌电极存在的一些问题和可能的改进方向479

16.6.1 可再充电电极的形貌改变和循环寿命479

16.6.2 高功率放电的性能491

16.7 结束语498

17 镀锌钢材的实际应用知识500

17.1 钢与锌之间的电偶反应500

17.1.1 电偶保护距离500

17.1.2 理论模型504

17.1.3 不同电偶金属对的电偶序和极性508

17.2 镀锌钢材的腐蚀机理509

17.2.1 一个概念模型509

17.2.2 腐蚀产物的影响510

17.2.3 腐蚀产物的溶解和锌的流失511

17.3 自然环境中的腐蚀速率513

17.3.1 概述513

17.3.2 腐蚀速率比514

17.3.3 时间的影响516

17.4 腐蚀试验517

17.4.1 测量腐蚀试验相关性的标准517

17.4.2 自然和实验室试验结果之间的腐蚀比的比较518

17.4.3 腐蚀试验的相关性520

17.5 锌镀层寿命预测523

17.5.1 寿命预测的需求523

17.5.2 大气腐蚀的性质523

17.5.3 预测方法524

17.6 实际模型526

17.7 腐蚀性地图527

17.7.1 腐蚀性地图的需求527

17.7.2 基本方法528

17.7.3 腐蚀性地图的绘制529

参考文献532