表面精飾既可以賦予金屬及非金屬材料良好的耐腐蝕性能和美麗的裝飾性外觀,又能使其表面獲得多種特殊的功能,使之成為一種新的功能性材料,因而,表面精飾技術(shù)在信息、電子、航空、航天、能源、機(jī)械及核工業(yè)等高新技術(shù)領(lǐng)域越來越得到廣泛的重視和應(yīng)用。本書為適合表面精飾(電鍍工藝與涂裝工藝)本科大學(xué)生學(xué)習(xí)的關(guān)于表面精飾方面的基礎(chǔ)電化學(xué)理論書。
全書共分十章,主要介紹了電化學(xué)科學(xué)的基本理論和概念,具體內(nèi)容為:第1章是緒論,第2章介紹了電極與溶液界面的結(jié)構(gòu)與性質(zhì),第3章為電極過程概述,第4章是液相傳質(zhì)步驟動(dòng)力學(xué),第5章介紹了電化學(xué)步驟動(dòng)力學(xué),第6章介紹陰極析氫過程,第7章為金屬的電沉積,第8章介紹金屬的陽極溶解和鈍化,第9章介紹金屬腐蝕,第10章為金屬腐蝕防護(hù)的方法。
本書可作為高等院校應(yīng)用化學(xué)(表面精飾)專業(yè)的教材,同時(shí)也可供從事電鍍、涂裝、金屬腐蝕與防護(hù)、化學(xué)電源、電解、電分析化學(xué)的科研人員、工程及技術(shù)管理人員等參考和學(xué)習(xí)。
表面精飾既可以賦予金屬及非金屬材料良好的耐腐蝕性能和美麗的裝飾性外觀,又能使其表面獲得多種特殊的功能,使之成為一種新的功能性材料,因此,表面精飾技術(shù)在信息、電子、航空、航天、能源、機(jī)械及核工業(yè)等高新技術(shù)領(lǐng)域得到越來越廣泛的重視和應(yīng)用。當(dāng)前,表面精飾行業(yè)受到改革開放的進(jìn)一步深化及全球經(jīng)濟(jì)相互融合的影響,面臨著前所未有的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。一方面,表面精飾行業(yè)存在較多的環(huán)境污染和排放問題,需要受到環(huán)境保護(hù)方面的嚴(yán)格限制與監(jiān)管;另一方面,經(jīng)濟(jì)要轉(zhuǎn)型并持續(xù)發(fā)展,需要技術(shù)的不斷創(chuàng)新以及產(chǎn)品質(zhì)量和性能的進(jìn)一步提升。
為了提高表面精飾行業(yè)技術(shù)人才的質(zhì)量,更好地為經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù),編著者根據(jù)自己多年的教學(xué)和科研經(jīng)驗(yàn),基于應(yīng)用型技術(shù)大學(xué)應(yīng)用化學(xué)(表面精飾)專業(yè)建設(shè)的內(nèi)涵要求和本科教學(xué)的培養(yǎng)目標(biāo),經(jīng)過不斷地總結(jié)、修改和補(bǔ)充,組織編寫了適合于表面精飾(電鍍工藝與涂裝工藝)專業(yè)本科生學(xué)習(xí)的關(guān)于表面精飾方面的基礎(chǔ)電化學(xué)理論一書。
鑒于表面精飾(電鍍工藝與涂裝工藝)生產(chǎn)的特點(diǎn),本書在選材和內(nèi)容的編寫上既重視與生產(chǎn)實(shí)際緊密結(jié)合,又注重闡述電化學(xué)科學(xué)的基本理論和概念,盡量避免煩瑣的數(shù)學(xué)公式的推導(dǎo)。全書共分10章:第1章對電鍍電化學(xué)的基本概念、溶液電導(dǎo)及法拉第定律進(jìn)行了闡述;第2~5章對電極與溶液界面的性質(zhì)、電極反應(yīng)過程、電解液中物質(zhì)的傳遞方式及規(guī)律、電化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了討論;第6~8章是將電沉積中的析氫過程和機(jī)理、金屬的電沉積、金屬陽極溶解過程及影響因素作了較詳細(xì)的闡述;最后兩章介紹了金屬的腐蝕與防護(hù)內(nèi)容。第1~8章由郭國才編寫,第9~10章由郭國才、蔣繼波編寫。為強(qiáng)化文中所介紹的概念,加深對知識的理解,每章后有一定數(shù)量的思考題和習(xí)題。
本書的主要讀者對象是應(yīng)用化學(xué)(表面精飾)專業(yè)的本科生,同時(shí)也可供從事電鍍、涂裝、金屬腐蝕與防護(hù)、化學(xué)電源、電解、電分析化學(xué)的科研人員、工程及技術(shù)管理人員等參考和學(xué)習(xí)。
在本書編寫過程中,參考了國內(nèi)外有關(guān)的著作和資料。另外,上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院相關(guān)專業(yè)的同事提出了許多建議,還有我的家人也給予了大力的理解和支持,在此向他們一并表示衷心感謝。
盡管經(jīng)過仔細(xì)編寫和校對,但限于編著者水平,本書難免存在疏漏之處,懇請讀者批評指正,不勝感激。
編著者
2016年3月于上海
第1章 緒論
1.1 電化學(xué)科學(xué)的研究對象
1.2 電鍍?nèi)芤旱碾妼?dǎo)
1.3 電鍍生產(chǎn)中的雙性電極現(xiàn)象
1.4 法拉第定律
思考題
習(xí)題
第2章 電極與溶液界面的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
2.1 電極與溶液界面間的電勢差
2.2 離子雙電層的結(jié)構(gòu)模型
2.3 零電荷電勢
2.4 雙電層微分電容
2.5 電毛細(xì)現(xiàn)象
2.6 活性粒子在電極與溶液界面上的吸附
思考題
習(xí)題
第3章 電極過程概述
3.1 電極的極化
3.2 電極過程的特征及速度控制步驟
3.3 極化曲線及其在電鍍中的應(yīng)用
3.4 析出電勢
思考題
習(xí)題
第4章 液相傳質(zhì)步驟動(dòng)力學(xué)
4.1 溶液中物質(zhì)傳遞的三種方式
4.2 穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散過程
4.3 濃差極化公式和極化曲線
4.4 非穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散過程
思考題
習(xí)題
第5章 電化學(xué)步驟動(dòng)力學(xué)
5.1 電極電勢對電化學(xué)反應(yīng)速度的影響
5.2 電化學(xué)極化方程式
5.3 濃差極化與電化學(xué)極化共存時(shí)的動(dòng)力學(xué)規(guī)律
5.4 雙電層結(jié)構(gòu)對電化學(xué)步驟反應(yīng)速度的影響
思考題
習(xí)題
第6章 陰極析氫過程
6.1 陰極析氫對電鍍層質(zhì)量的影響
6.2 氫析出反應(yīng)的機(jī)理
6.3 影響陰極析氫的因素
思考題
習(xí)題
第7章 金屬的電沉積
7.1 簡單金屬離子的沉積過程
7.2 金屬絡(luò)合離子的沉積過程
7.3 有機(jī)表面活性物質(zhì)對金屬離子還原過程的影響
7.4 金屬的電結(jié)晶過程
思考題
習(xí)題
第8章 金屬的陽極溶解和鈍化
8.1 電鍍生產(chǎn)中所使用的陽極
8.2 金屬的陽極溶解和鈍化
8.3 金屬鈍化的機(jī)理
8.4 影響陽極過程的主要因素
思考題
習(xí)題
第9章 金屬腐蝕
9.1 金屬的腐蝕及分類
9.2 金屬腐蝕速度的表示方法
9.3 金屬腐蝕傾向的判斷
9.4 電位-pH圖
9.5 電化學(xué)腐蝕動(dòng)力學(xué)
9.6 氫去極化腐蝕與氧去極化腐蝕
9.7 金屬的局部腐蝕
9.8 金屬在大氣中的腐蝕
9.9 金屬在酸、堿、鹽中的腐蝕
9.10 涂膜金屬的腐蝕
思考題
習(xí)題
第10章 金屬腐蝕防護(hù)的方法
10.1 合理選用耐蝕材料及合理設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)
10.2 保護(hù)層防腐蝕
10.3 緩蝕劑防腐蝕
思考題
參考文獻(xiàn)