Проект Коррозия металлов. Проект Коррозия металлов
 Скачать 20.21 Kb.
|
|
Проект Коррозия металлов Люди издавна гадали: Как металлы уберечь? И теорию создали - Вот о ней как раз и речь! Введение В современном мире коррозия металлов и защита металлов от коррозии является одной из важнейших научно-технических и экономических проблем. Технический прогресс во многих отраслях промышленности тормозится из-за нерешенности ряда коррозионных проблем. Огромны экономические потери от коррозии металлов. По оценкам специалистов различных стран, эти потери в промышленно развитых странах составляют от 2 до 4 % валового национального продукта. При этом потери металла, включающие массу вышедших из строя металлических конструкций, изделий, оборудования, составляют от 10 до 20 % годового производства стали. Цель проекта: исследовать влияние различных факторов на процесс коррозии металлов. Для достижения поставленной цели, я решал следующие задачи: 1. Познакомиться с литературой и интернет - источниками на данную тему; 2. Установить влияние природы металлов на процесс коррозии. 3. Установить влияние природы и состава раствора на коррозию металлов. Объект исследования: коррозийный процесс, протекающий в металлах сплавах. Предмет исследования: коррозия металлов. Актуальность проекта: после освоения металлов человеком появилась проблема их коррозии. По сей день, эта проблема продолжает существовать, как в быту, так и в промышленных масштабах, портя инструменты, трубопроводы, каркасы зданий и т.д., или полностью приводя их в негодность. В своём проекте я постараюсь найти решение данной проблемы. В качестве методов исследования в данном проекте были использованы: 1) анализ и синтез; 2) наблюдение; 3) моделирование; 4) эксперимент; 5) описание. ГЛАВА I. ТЕОРИЯ КОРРОЗИИ МЕТАЛЛОВ Металлы и сплавы подвержены коррозии под воздействием окружающей среды. Причина этого разрушения лежит в химических свойствах металлов – в их способности вступать в окислительно-восстановительные реакции с веществами окружающей среды и окисляться. Обратимся к истории. В III до нашей эры на острове Родос был построен маяк в виде огромной статуи Гелиоса. Колосс Родосский считался одним из семи чудес света, однако просуществовал всего 66 лет и рухнул. У Колосса Родосского бронзовая оболочка была смонтирована на железном каркасе. Под действием влажного, насыщенного солями средиземноморского воздуха железный каркас разрушился. Что является символом Парижа? – Эйфелева башня. Она неизлечима больна, ржавеет и разрушается, и только постоянная химиотерапия помогает бороться с этим смертельным недугом: её красили 18 раз, отчего её масса 9000 т каждый раз увеличивается на 70 т. Почему так происходит? Что такое коррозия? КОРРОЗИЯ – самопроизвольное разрушение металлов и сплавов в результате химического или электрохимического взаимодействия их с окружающей средой. Это окислительно-восстановительная реакция, при которой атомы металла превращаются в ионы. Чем активнее металл, тем он больше подвержен коррозии. В роли окислителя выступают атмосферный кислород и катионы водорода. Коррозия вызывает серьезные экологические последствия: утечка нефти, газа, других химических продуктов. Недопустима во многих отраслях промышленности: авиационной, химического, нефтяного и атомного машиностроения. Факторы, вызывающие коррозию: Кислород и влага атмосферы, углекислый и сернистый газы, содержащиеся в атмосфере, морская вода, грунтовые воды. Коррозия металлов делится на три группы: по виду коррозионной среды; по процессам, по характеру разрушения. ХИМИЧЕСКАЯ – это разрушение металлов и сплавов в результате их химического взаимодействия с веществами окружающей среды. Коррозия происходит в непроводящей ток среде. Например, взаимодействие металла с сухими газами или жидкостями - неэлектролитами (бензином, керосином и т.д.) Многие металлы (например, алюминий) при коррозии покрываются плотной, оксидной пленкой, которая не позволяет окислителям проникнуть в более глубокие слои и потому предохраняет металл от коррозии. При удалении этой пленки металл начинает взаимодействовать с влагой и кислородом воздуха. ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКАЯ – это разрушение металлов, которое сопровождается возникновением электрического тока в воде или среде другого электролита. Коррозия происходит в токопроводящей среде (в электролите) с возникновением внутри системы электрического тока. Металлы не однородны и содержат различные примеси. При контакте их с электролитами одни участки поверхности выполняют роль- анодов, другие- катодов. В результате коррозии железо ржавеет. Этот процесс очень сложен и включает несколько стадий. Гидроксид железа(III) очень неустойчив, быстро теряет воду и превращается в оксид железа(III). Это соединение не защищает поверхность железа от дальнейшего окисления. В результате железный предмет может быть полностью разрушен. Способы защиты от коррозии: - Нанесение защитных покрытий (лаки, краски, эмали); - Покрытие другим металлом (позолота, серебрение, хромирование, цинкование); - Создание и использование антикоррозионных сплавов - Введение в среду ингибиторов, снижающих агрессивность среды; - Протекторная защита. - Шлифование поверхностей изделия, чтобы на них не задерживалась влага. - Применение легированных сплавов, содержащих специальные добавки : хром, никель, которые при высокой температуре на поверхности металла образуют устойчивый оксидный слой. Общеизвестные легированные стали – «нержавейки», из которых изготовляют предметы домашнего обихода(ножи, вилки, ложки), детали машин, инструменты. ГЛАВА II. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ НА ПРОЦЕСС КОРРОЗИИ МЕТАЛЛОВ 2.1. Методика исследований Опыт проводился в хорошо проветриваемом помещении. Для его проведения мне понадобился металл (железный гвоздь). С помощью распылителя я опрыскивал его значительным количеством перекиси водорода. Затем посыпал металл солью. Делать это необходимо, пока перекись еще влажная. Процесс ржавления начинается практически сразу. После этого гвоздю нужно высохнуть естественным образом, на свежем воздухе. Таким образом, с помощью искусственной коррозии мной был получен ржавый гвоздь. Способы защиты металла от коррозии Опыт проводился с целью изучения народные средства по удалению ржавчины, которые безопасны и могут быть использованы в быту. Я взял пять железных ржавых гвоздей и столько же пластиковых стаканов. В стаканах находились средства, которые, по - моему мнению, могли бы справиться с коррозией металла. Стакан №1 - с кетчупом, №2 - с лимонной кислотой, №3 - с уксусом, №4 - средство от ржавчины, №5 - Кока-кола. Я поместил в каждый стакан по одному гвоздю, оставил на сутки. По результатам опыта самыми эффективными средствами оказались: средство от ржавчины (в состав которого входят различные сильные кислоты: соляная, ортофосфорная, серная, кремниевая и другие), уксус (за счёт содержания в нём концентрированной уксусной кислоты, разъедающей ржавый налет), кетчуп (благодаря разбавленной уксусной кислоте, входящей в его состав). Заключение Таким образом, при выполнении исследовательской работы, я выяснил, что коррозия - явление, приносящее не только экономический ущерб, но также отрицательно влияющее на здоровье человека, приносящее ему материальный ущерб и негативно отражающееся на состоянии окружающей среды. Было обнаружено, что с процессом коррозии, то есть разрушением изделий из металла, мы сталкиваемся в повседневной жизни. В ходе исследований, выдвинутая мною гипотеза подтвердилась - коррозия действительно подконтрольна, зная процессы и причины её возникновения. Также, с помощью опытов выяснилось, что защитить металлы от коррозии можно доступными народными средствами. В эпоху современной промышленности, проблема коррозии до сих пор остается актуальной. Для написания данной работы были использованы ресурсы сети Интернет. |