金属腐蚀与防护课后答案
金属腐蚀与防护课后答案
《金属腐蚀理论及腐蚀控制》
习题解答
第一章
1.根据表1中所列数据分别计算碳钢和铝两种材料在试验介质中的失重腐蚀速度V-和年腐蚀深度V p，并进行比较，说明两种腐蚀速度表示方法的差别。
解：由题意得：
（1）对碳钢在30%HNO3(25℃)中有：
Vˉ=△Wˉ/st
=(18.7153-18.6739)/45×2×(20×40＋20×3＋40×30)×0.000001
=0.4694g/m?h
又有d=m/v=18.7154/20×40×0.003=7.798g/cm2?h
Vp=8.76Vˉ/d=8.76×0.4694/7.798=0.53mm/y
对铝在30%HNO3(25℃)中有：
Vˉ=△Wˉ铝/st
=(16.1820-16.1347)/2×(30×40＋30×5＋40×5)×45×10-6
=0.3391g/㎡?h
d=m铝/v=16.1820/30×40×5×0.001=2.697g/cm3
说明：碳钢的Vˉ比铝大，而Vp比铝小，因为铝的密度比碳钢小。（2）对不锈钢在20%HNO
(25℃)有：
3
表面积S=2π×2
.0＋2π×0.015×0.004=0.00179m2
015
Vˉ=△Wˉ/st=(22.3367-22.2743)/0.00179×400=0.08715g/ m2?h
试样体积为：V=π×1.52×0.4=2.827cm3
d=W/V=22.3367/2.827=7.901g/cm3
Vp=8.76Vˉ/d=8.76×0.08715/7.901=0.097mm/y
对铝有：表面积S=2π×2
.0＋2π×0.02×0.005=0.00314m2
02
Vˉ=△Wˉ/st=(16.9646-16.9151)/0.00314×20=0.7882g/ m2?h
试样体积为：V=π×2
2×0.5=6.28cm3
d=W/V=16.9646/6.28=2.701g/cm3
Vp=8.76Vˉ/d=8.76×0.7882/2.701=2.56mm/y
试样在98%HNO3(85℃)时有：
对不锈钢：Vˉ=△Wˉ/st
=(22.3367-22.2906)/0.00179×2=12.8771g/m2?h
Vp=8.76Vˉ/d=8.76×12.8771/7.901=14.28mm/y
对铝：Vˉ=△Wˉ/st=(16.9646-16.9250)/0.00314×40=0.3153g/m2?h Vp=8.76Vˉ/d=8.76×0.3153/2.701=1.02mm/y
说明：硝酸浓度温度对不锈钢和铝的腐蚀速度具有相反的影响。
3.镁在0.5mol/L NaCl溶液中浸泡100小时，共放出氢气330cm3。试验温度25?C，压力760mmHg；试样尺寸为20?20?0.5 (mm)的薄板。计算镁试样的失重腐蚀速度V p。（在25?C时水的饱和蒸汽压为23.8mmHg）
解：由题意得：该试样的表面积为：
S=2×(20×20＋20×0.5＋20×0.5)×6
10-m2
10-=840×6
压力P=760mmHg-23.8mmHg=736.2mmHg=98151.9Pa
根据PV=nRT则有放出的氢气的物质的量为：
n=PV/RT=98151.9×330×6
10-/8.315×(25＋273.15)=0.01307mol又根据Mg＋2+
H
H—>+2
Mg＋
2
Mg腐蚀的量为n(Mg)=0.01307mol
所以：Vˉ=nM(Mg)/St=0.01307×24.3050/840×6
10-×100=3.7817g/m2?h查表得：d Mg=1.74g/cm3
有：Vp=8.76Vˉ/d=8.76×3.7817/1.74=19.04mm/y
4.表面积4cm2的铁试样，浸泡在5%盐酸溶液中，测出腐蚀电流为Icor=0.55mA。计算铁试样的腐蚀速度V-和V p。
解：由题意得：
根据Vˉ=A/nF=i cor可知
Vˉ=（A/nF）I cor/s
=55.845×0.55×0.001/2×26.8×4×0.0001=1.4326g/m2?h 查表得d(Fe)=7.8g/cm3
Vp=8.76Vˉ/d=8.76×1.4326/7.8=1.61mm/y
即铁试样的腐蚀速度Vˉ=1.4326g/㎡*h Vp=1.61mm/y
第二章
1.将铜片和锌片插在3%NaCl溶液中，测得铜片和锌片未接通时的电位分别为+0.05V和–0.83V。当用导线通过电流表把铜片和锌片接通，原电池开始工作，电流表指示的稳定电流为0.15mA。已知电路的欧姆电阻为200Ω。
(1)原电池工作后阳极和阴极的电位差E c–E a=？
(2)阳极极化值?E a与阴极极化值?E c的绝对值之和?E a+∣?E c∣等于多少?
(3)如果阳极和阴极都不极化，电流表指示应为多少？
(4)如果使用零电阻电流表，且溶液电阻可以忽略不计，那么电流达到稳态后，阳极与阴极的电位差E c–E a、阳极极化值与阴极极化值的绝对值之和?E a+∣?E c∣等于多少？电流表的指示又为多少？
解：由题意得：
（1）：根据Ec-Ea=IR则有：Ec-Ea=IR=0.51mA×200欧=30mV=0.03V即原电池工作后阳极和阴极的电压差Ec-Ea=0.03V
（2）：△Ea=Ea-Eoa|△Ec|=Eoc-Ec
△Ea＋|△Ec|=Ea-Eoa+Eoc-Ec=(Eoc-Eoa)-(Ec-Ea)
=0.05＋0.83-0.03=0.85V
即阳极极化值△Ea与阴极极化值△Ec的绝对值之和为0.85V。（3）：如果阳极和阴极都不极化，则有Pc=0，Pa=0
I cor=(Eoc-Eoa)/R=(0.05＋0.83)/200=0.0044A=4.4mA
即电流表指示应为4.4mA。
（4）：当使用零电阻电流表时有，阳极与阴极的电位差Ec=Ea，则有：电位差Ec-Ea=0
由（2）知：△Ea＋|△Ec|=(Ea-Ec)-(Eoa-Eoc)=0-(-0.83-0.5)=0.88V Pc+Pa=(Eoc-Ec
＋Ea-Eoa)/I cor=(0.88-0.03)/0.15×3
10-=5666.7ΩI=(Eoc-Eoa)/(Pc+Pa)=(0.05＋0.83)/5666.7=0.000155A
2.某腐蚀体系的参数为：
E0a=-0.4V，E0c=0.8V，E cor=-0.2V。当R=0时，I cor=10mA，该腐蚀电池属于什么控制类型？如果欧姆电阻R=90Ω，那么I'cor=？腐蚀电池又属于什么控制类型？解：由题可知：当R=0时有：
I cor=(Eoc-Eoa)/（Pc+Pa）
Pc+Pa=(Eoc-Eoa)/I cor=（0.8+0.4）/10×210
-=120ΩPc=(Eoc-Ec)/I cor=(0.8＋0.2)/10×310
-=100Ω则有Pa=120-100=20Ω
因为Pc>>Pa，所以该电池属于阳极极化控制。
当欧姆电阻R=90Ω时有：
'Icor=(Eoc-Eoa)/(Pc+Pa+R)=(0.8+0.4)/(120+90)=5.71mA
因为R与Pc接近，所以该腐蚀电池为欧姆电阻和阳极极化共同控制。
第三章
1.在下列情况下，氧电极反应的平衡电位如何变化：
(1)温度升高10?C(取Po2=1atm，pH=7)。
(2)氧压力增大到原来的10倍(温度25?C)。
(3)溶液pH值下降1单位(温度25?C)。
解：在中性溶液中，阴极的反应为：O2+2H2O+4-e
=4OH-
其平衡位则为Ee=E0（OH-/O2）+nF RT㏑(Po2/4OH a-)（1）当温度升高10℃后有：
Ee=E0（OH-/O2）+nF
T R)10(+×㏑(Po2/4OH a-)=E+nF RT㏑(Po2/4OH a)+nF R10㏑Po2/4OH a-
则平衡电位变化量△Ee1=Ee’-Ee=nF
R10㏑(Po2/4OH a-)=nF R10㏑Po2－nF
R10㏑4OH a-又因㏑4OH a=2.3lg4OH a，则有lg OH a=pH －14
所以：△Ee1=10×8.314/(4×96500)×
㏑Po2-10×8.314/(4×96500)×4×2.3×(7-14)
=0+0.01387=0.0139V>0
即：温度升高10℃后平衡电位正移0.0139V。
（2）当氧压力增加到原来的10倍时
''2
Ee=E＋nF RT㏑(10Po2/4OH a)=E＋nF RT ln10＋nF
RT㏑(Po2/4OH a-)△E2=Ee’’－Ee=nF RT ln10=(8.314×298.15)/(4×96500)×2.3
=0.0148V>0
即氧压力增大到原来的10倍时有氧电极平衡电位正移0.0148V
（3）当溶液pH值下降1时有
'
''3Ee=E＋nF RT㏑(Po2/'4OH a-)=E＋nF RT ln Po2－nF RT4㏑'OH a-ΔE3=Ee’’’－Ee=E＋nF RT ln Po2－nF RT4㏑'OH a－(E＋nF RT ln Po2－nF RT4㏑OH a)=nF RT 4- 2.3('PH－14)＋nF
RT4 2.3(pH－14)=F RT×2.3=96500
3.215.298315.8??=0.0591V>0即pH值下降1个单位，氧电压反应平衡电位正移0.0591V。
2.将铁置于饱和空气的碱溶液(pH=10)中，按阳极反应为(1)Fe+Fe2++2e
金属腐蚀与防护
第一章绪论 腐蚀：由于材料与其介质相互作用(化学与电化学)而导致的变质和破坏。 腐蚀控制的方法： 1）、改换材料 2）、表面涂漆/覆盖层 3）、改变腐蚀介质和环境 4）、合理的结构设计 5）、电化学保护 均匀腐蚀速率的评定方法： 失重法和增重法；深度法； 容量法(析氢腐蚀)；电流密度； 机械性能(晶间腐蚀)；电阻性. 第二章电化学腐蚀热力学 热力学第零定律状态函数(温度) 热力学第一定律(能量守恒定律) 状态函数(内能) 热力学第二定律状态函数(熵) 热力学第三定律绝对零度不可能达到 2.1、腐蚀的倾向性的热力学原理 腐蚀反应自发性及倾向性的判据： ?G：反应自发进行 < ?G：反应达到平衡 = ?G：反应不能自发进行 > 注：ΔG的负值的绝对值越大，该腐蚀的自发倾向性越大. 热力学上不稳定金属，也有许多在适当条件下能发生钝化而变得耐蚀. 2.2、腐蚀电池 2.2.1、电化学腐蚀现象与腐蚀电池 电化学腐蚀：即金属材料与电解质接触时，由于腐蚀电池作用而引起金属材料腐蚀破坏. 腐蚀电池(或腐蚀原电池)：即只能导致金属材料破坏而不能对外做工的短路原电 池. 注：1)、通过直接接触也能形成原电池而不一定要有导线的连接； 2)、一块金属不与其他金属接触，在电解质溶液中也会产生腐蚀电池. 丹尼尔电池：(只要有电势差存在) a)、电极反应具有热力学上的可逆性； b)、电极反应在无限接近电化学平衡条件下进行； c)、电池中进行的其它过程也必须是可逆的. 电极电势略高者为阴极 电极电势略低者为阳极 电化学不均匀性微观阴、阳极微观、亚微观腐蚀电池均匀腐蚀
2.2.2、金属腐蚀的电化学历程 腐蚀电池： 四个部分：阴极、阳极、电解质溶液、连接两极的电子导体(即电路) 三个环节：阴极过程、阳极过程、电荷转移过程(即电子流动) 1)、阳极过程氧化反应 ++ - M n M →ne 金属变为金属离子进入电解液，电子通过电路向阴极转移. 2)、阴极过程还原反应 []- -? D D ne +ne → 电解液中能接受电子的物质捕获电子生成新物质. (即去极化剂) 3)、金属的腐蚀将集中出现在阳极区，阴极区不发生可察觉的金属损失，只起到了传递电荷的作用 金属电化学腐蚀能够持续进行的条件是溶液中存在可使金属氧化的去极化剂，而且这些去极化剂的阳极还原反应的电极电位比金属阴极氧化反应的电位高2.2.3、电化学腐蚀的次生过程 难溶性产物称二次产物或次生物质由于扩散作用形成，且形成于一次产物相遇的地方 阳极——[]+n M(金属阳离子浓度) (形成致密对金属起保护作用) 阴极——pH高 2.3、腐蚀电池类型 宏观腐蚀电池、微观腐蚀电池、超微观腐蚀电池 2.3.1、宏观腐蚀电池 特点：a)、阴、阳极用肉眼可看到； b)、阴、阳极区能长时间保持稳定； c)、产生明显的局部腐蚀 1)、异金属(电偶)腐蚀电池——保护电位低的阴极区域 2)浓差电池由于同一金属的不同部位所接触的介质浓度不同所致 a、氧浓差电池——与富氧溶液接触的金属表面电位高而成为阳极区 eg：水线腐蚀——靠近水线的下部区域极易腐蚀 b、盐浓差电池——稀溶液中的金属电位低成为阴极区 c、温差电池——不同材料在不同温度下电位不同 eg：碳钢——高温阳极低温阴极 铜——高温阴极低温阳极 2.3.2、微观腐蚀电池 特点：a)、电极尺寸与晶粒尺寸相近(0.1mm-0.1μm)； b)、阴、阳极区能长时间保持稳定； c)、引起微观局部腐蚀(如孔蚀、晶间腐蚀)
金属腐蚀与防护
摘要：本文论述了腐蚀的产生机理，从而探讨了防腐蚀的办法。文章介绍了金属腐蚀与腐蚀机理,详细综述了形成保护层、电化学保护法、缓蚀剂法等几种常见腐蚀防护方法的原理以及在金属腐蚀与防腐中的应用和研究进展。 关键词：金属腐蚀防护 金属腐蚀的分类：根据金属腐蚀的反应机理，腐蚀可以分为电化学腐蚀和化学腐蚀。电化学腐蚀是指金属表面与离子导电的介质因发生电化学作用而产生的破坏；化学腐蚀是指金属表面与非电解质直接发生化学作用而引起的破坏。电化学腐蚀是最常见、最普遍的腐蚀,因为只要环境的介质中有水存在,金属的腐蚀就会以电化学腐蚀的形式进行。金属在各种电解质溶液,比如大气、海水和土壤等介质中所发生的腐蚀都属于电化学腐蚀.。环境中引起金属腐蚀的物质主要是氧分子和氢离子,它们分别导致金属的吸氧腐蚀和析氢腐蚀,其中又以吸氧腐蚀最为普遍。 腐蚀给人类社会带来的直接损失是巨大的。20世纪70年代前后，许多工业发达国家相继进行了比较系统的腐蚀调查工作，并发表了调查报告。结果显示，腐蚀的损蚀占全国GNP的1%到5%。这次调查是各国政府关注腐蚀的危害，也对腐蚀科学的发展起到了重要的推动作用。在此后的30年间，人们在不同程度上进行了金属的保护工作。在以后的不同时间各国又进行了不同程度的调查工作，不同时期的损失情况也是不同的。有资料记载，美国1975年的腐蚀损失为820亿美元，占国民经济总产值的4.9%；1995年为3000亿美元，占国民经济总产值的4.21%。这些数据只是与腐蚀有关的直接损失数据，间接损失数据有时是难以统计的，甚至是一个惊人的数字。我国的金属腐蚀情况也是很严重的，特别是我国对金属腐蚀的保护工作与发达的工业国家相比还有一段距离。据2003年出版的《中国腐蚀调查报告》中分析，中国石油工业的金属腐蚀损失每年约100亿人民币，汽车工业的金属腐蚀损失约为300亿人民币，化学工业的金属腐蚀损失也约为300亿人民币，这些数字都属于直接损失。如该报告中调查某火电厂锅炉酸腐蚀脆爆的实例，累计损失约15亿千瓦·时的电量，折合人民币3亿元，而由于缺少供电量所带来的间接损失还没有计算在内。所以说，金属腐蚀的损失是很严重的，必须予以高度的重视。金属腐蚀在造成经济损失的同时，也造成了资源和能源的浪费，由于所报废的设备或构件有少部分是不能再生的，可以重新也冶炼再生的部分在冶炼过程中也会耗费大量的能源。目前世界上的资源和能源日益紧张，因此由腐蚀所带来的问题不仅仅只是一个经济损失的问题了。腐蚀对金属的破坏，有时也会引发灾难性的后果，此方面的例子太多了，所以对金属腐蚀的研究是利国利民的选择。由于世界各国对于腐蚀的危害有了深刻的认识，因此利用各种技术开展了金属腐蚀学的研究，经过几十年代努力已经取得了显著的成绩。 金属防护的方法： 改善金属的本质根据不同的用途选择不同的材料组成耐蚀合金，或在金属中添加合金元素，提高其耐腐蚀性，可以防止或减缓金属的腐蚀。例如，在钢中加入镍制成不锈钢可以增强防腐蚀能力。 在金属表面形成保护层在金属表面覆盖各种保护，把被保护金属与腐蚀性介质隔开，是防止金属腐蚀的有效方法[3]。工业上普遍使用的保护层有非金属保护层和金属保护层两大类。它们是用化学方法、物理方法和电化学方法实现的。该法就是使金属表面形成转化层和加上一层坚固的保护层，达到隔离大气保护金属的目的.如对金属表面实施电镀、化学镀以及氧化、磷化处理等，可使金属表面覆盖一层耐腐蚀的保护层;也可以对金属表面氮化。
金属腐蚀与防护考试试卷(附实验)及答案
金属腐蚀与防护试卷1 一、解释概念:（共8分，每个2分） 钝性，碱脆、SCC、缝隙腐蚀 二、填空题：（共30分，每空1分） 1．称为好氧腐蚀，中性溶液中阴极反应为，好氧腐蚀主要为控制，其过电位与电流密度的关系为。 2．在水的电位-pH图上，线?表示关系，线?表示关系，线?下方是的稳定存在区，线?上方是的稳定存在区，线?与线?之间是的稳定存在区。 3．热力系统中发生游离CO2腐蚀较严重的部位是，其腐蚀特征是，防止游离CO2腐蚀的措施是，运行中将给水的pH值控制在范围为宜。 4．凝汽器铜管在冷却水中的脱锌腐蚀有和形式。淡水作冷却水时易发生脱锌，海水作冷却水时易发生脱锌。 5．过电位越大，金属的腐蚀速度越，活化极化控制的腐蚀体系，当极化电位偏离E corr足够远时，电极电位与极化电密呈关系，活化极化控制下决定金属腐蚀速度的主要因素为、。 ) 6．为了防止热力设备发生氧腐蚀，向给水中加入，使水中氧含量达到以下，其含量应控制在，与氧的反应式为，加药点常在。 7．在腐蚀极化图上，若P c>>P a，极极化曲线比极极化曲线陡，这时E corr值偏向电位值，是控制。 三、问答题：（共24分，每小题4分） 1．说明协调磷酸盐处理原理。 2．自然界中最常见的阴极去极化剂及其反应是什么 3．锅炉发生苛性脆化的条件是什么 4．凝汽器铜管内用硫酸亚铁造膜的原理是什么 5．说明热力设备氧腐蚀的机理。 6．说明腐蚀电池的电化学历程，并说明其四个组成部分。 /
四、计算：（共24分， 每小题8分） 1．在中性溶液中，Fe +2=106-mol/L ，温度为25℃，此条件下碳钢是否发生析氢腐蚀并求出碳钢在此条件下不发生析氢腐蚀的最小pH 值。（E 0Fe 2+/Fe = - ） 2．写出V -与i corr 的关系式及V t 与i corr 的关系式，并说明式中各项的物理意义。 3．已知铜在含氧酸中和无氧酸中的电极反应及其标准电极电位： Cu = Cu 2+ + 2e E 0Cu 2+/Cu = + H 2 = 2H + + 2e E 02H +/H = 2H 2O = O 2 + 4H + + 4e E 0O 2/H 2O = + 问铜在含氧酸和无氧酸中是否发生腐蚀 五、分析：（共14分，每小题7分） 1．试用腐蚀极化图分析铁在浓HNO 3中的腐蚀速度为何比在稀HNO 3中的腐蚀速度低 { 2. 炉水协调磷酸盐-pH 控制图如图1，如何根据此图实施炉水水质控制，试分析之。 (25 15 20 pH o C) 9.809.609.409.209.008.80 2 3 4 5 6 7 8 9 10 R =2.8R =2.6 R =2.4R =2.3R =2.2R =2.1
金属腐蚀与防护课后答案
《金属腐蚀理论及腐蚀控制》 习题解答 第一章 1.根据表1中所列数据分别计算碳钢和铝两种材料在试验介质中的失重腐蚀速度V- 和年腐蚀深度V p，并进行比较，说明两种腐蚀速度表示方法的差别。 解：由题意得： （1）对碳钢在30%HNO3( 25℃)中有： Vˉ=△Wˉ/st =(18.7153-18.6739)/45×2×(20×40＋20×3＋40×30)×0.000001 =0.4694g/ m?h 又有d=m/v=18.7154/20×40×0.003=7.798g/cm2?h Vp=8.76Vˉ/d=8.76×0.4694/7.798=0.53mm/y 对铝在30%HNO3(25℃)中有： Vˉ=△Wˉ铝/st =(16.1820-16.1347)/2×(30×40＋30×5＋40×5)×45×10-6
=0.3391g/㎡?h d=m铝/v=16.1820/30×40×5×0.001=2.697g/cm3 说明：碳钢的Vˉ比铝大，而Vp比铝小，因为铝的密度比碳钢小。 （2）对不锈钢在20%HNO3( 25℃)有： 表面积S=2π×2 .0＋2π×0.015×0.004=0.00179 m2 015 Vˉ=△Wˉ/st=(22.3367-22.2743)/0.00179×400=0.08715 g/ m2?h 试样体积为：V=π×1.52×0.4=2.827 cm3 d=W/V=22.3367/2.827=7.901 g/cm3 Vp=8.76Vˉ/d=8.76×0.08715/7.901=0.097mm/y 对铝有：表面积S=2π×2 .0＋2π×0.02×0.005=0.00314 m2 02 Vˉ=△Wˉ/st=(16.9646-16.9151)/0.00314×20=0.7882 g/ m2?h 试样体积为：V=π×2 2×0.5=6.28 cm3 d=W/V=16.9646/6.28=2.701 g/cm3 Vp=8.76Vˉ/d=8.76×0.7882/2.701=2.56mm/y 试样在98% HNO3(85℃)时有： 对不锈钢：Vˉ=△Wˉ/st =(22.3367-22.2906)/0.00179×2=12.8771 g/ m2?h Vp=8.76Vˉ/d=8.76×12.8771/7.901=14.28mm/y 对铝：Vˉ=△Wˉ/st=(16.9646-16.9250)/0.00314×40=0.3153g/ m2?h Vp=8.76Vˉ/d=8.76×0.3153/2.701=1.02mm/y 说明：硝酸浓度温度对不锈钢和铝的腐蚀速度具有相反的影响。
金属腐蚀与防护课后习题答案
腐蚀与防护试题 1化学腐蚀的概念、及特点 答案：化学腐蚀：介质与金属直接发生化学反应而引起的变质或损坏现象称为金属的化学腐蚀。 是一种纯氧化-还原反应过程，即腐蚀介质中的氧化剂直接与金属表面上的原子相互作用而形成腐蚀产物。在腐蚀过程中，电子的传递是在介质与金属之间直接进行的，没有腐蚀电流产生，反应速度受多项化学反应动力学控制。 归纳化学腐蚀的特点 在不电离、不导电的介质环境下 反应中没有电流产生，直接完成氧化还原反应 腐蚀速度与程度与外界电位变化无关 2、金属氧化膜具有保护作用条件，举例说明哪些金属氧化膜有保护作用，那些没有保护作用，为什么？ 答案：氧化膜保护作用条件： ①氧化膜致密完整程度；②氧化膜本身化学与物理稳定性质；③氧化膜与基体结合能力；④氧化膜有足够的强度 氧化膜完整性的必要条件：PB原理：生成的氧化物的体积大于消耗掉的金属的体积，是形成致密氧化膜的前提。 PB原理的数学表示： 反应的金属体积：V M = m/ρ m-摩尔质量 氧化物的体积： V MO = m'/ ρ ' 用? = V MO/ V M = m' ρ /（ m ρ ' ） 当? > 1 金属氧化膜具备完整性条件 部分金属的?值 氧化物?氧化物?氧化物? MoO3 3.4 WO3 3.4 V2O5 3.2 Nb2O5 2.7 Sb2O5 2.4 Bi2O5 2.3 Cr2O3 2.0 TiO2 1.9 MnO 1.8 FeO 1.8 Cu2O 1.7 ZnO 1.6 Ag2O 1.6 NiO 1.5 PbO2 1.4 SnO2 1.3 Al2O3 1.3 CdO 1.2 MgO 1.0 CaO 0.7 MoO3 WO3 V2O5这三种氧化物在高温下易挥发，在常温下由于?值太大会使体积膨胀，当超过金属膜的本身强度、塑性时，会发生氧化膜鼓泡、破裂、剥离、脱落。 Cr2O3 TiO2 MnO FeO Cu2O ZnO Ag2O NiO PbO2 SnO2 Al2O3 这些氧化物在一定温度范围内稳定存在，?值适中。这些金属的氧化膜致密、稳定，有较好的保护作用。 MgO CaO ?值较小，氧化膜不致密，不起保护作用。 3、电化学腐蚀的概念，与化学腐蚀的区别 答案：电化学腐蚀：金属与介质发生电化学反应而引起的变质与损坏。 与化学腐蚀比较： ①是“湿”腐蚀 ②氧化还原发生在不同部位 ③有电流产生 ④与环境电位密切相关
金属的腐蚀与防护知识点总结
第三单元金属的腐蚀与防护 知能定位 1.了解金属腐蚀的原因，能辨别金属发生腐蚀的类型。 2.了解金属电化学腐蚀的原因及反应原理。 3.了解金属防护的一般方法及金属的电化学防护的原理。 情景切入 铁生锈的现象随处可见，为什么铁在潮湿的环境中容易生锈？采取什么措施可以防止铁生锈呢？ 自主研习 一、金属的电化学腐蚀 1.金属腐蚀 （1）定义 金属或合金与周围环境中的物质发生化学反应而腐蚀损耗的现象。 （2）实质 金属失去电子被氧化。 （3）类型 ①化学腐蚀：指金属与其他物质直接接触发生氧化还原反应而引起的腐蚀。腐蚀过程中无电流产生。 ②电化学腐蚀：指不纯的金属或合金发生原电池反应，使较活泼的金属失去电子被氧化而引起的腐蚀。 2.电化学腐蚀 （1）吸氧腐蚀：钢铁表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性时，氧气参加电极反应，发生吸氧腐蚀。 负极： 2Fe==4e-+2Fe2+； 正极： 2H2O+O2+4e-==4OH-； 总反应： 2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH) 2。 最终生成铁锈（主要成分为Fe2O3·xH2O），反应如下： 4Fe(OH) 2+O2+2H2O==4Fe(OH) 3； 2Fe(OH) 3==Fe2O3·xH2O+(3-x)H2O。 (2)析氢腐蚀：金属表面的电解质溶液酸性较强，腐蚀过程中不断有H2放出。 负极： Fe==Fe2++2e-； 正极： 2H++2e-==H2↑; 总反应：Fe+2H+==Fe2++H2↑。 二、金属的电化学防护 1.金属的防护 （1）本质：阻止金属发生氧化反应。 （2）方法 ①改变金属内部结构，如制成合金等。 ②加防护层，如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀等。 ③电化学防护 2.电化学防护
金属腐蚀与防护实验指导书
金属腐蚀与防护实验指导书 课程编号：03030101 适用专业：金属材料工程专业 课程类别：专业教育课程 郝小军徐宏妍编
实验一 金属极化曲线测试 一、目的要求 1、掌握恒电位法测定阳极极化曲线的原理和方法。 2、绘制并比较一般金属（镁合金）和有钝化性能（铝合金、不锈钢）的金属的阳极极化曲线的异同，初步掌握有钝化性能的金属在腐蚀体系中的临界孔蚀电位的测定方法。 3、通过阳极极化曲线的测定，判定实施阳极保护的可能性，初步选取阳极保护的技术参数，了解击穿电位和保护电位的意义。 4、掌握恒电位仪的使用方法，了解恒电位技术在腐蚀研究中的重要作用。 二、基本原理 阳极电位和电流的关系曲线叫做阳极极化曲线。为了判定金属在电解质溶液中采取阳极保护的可能性，选择阳极保护的三个主要技术参数——致钝电流密度、维钝电流密度和钝化区的电位范围，需要测定阳极极化曲线。 阳极极化曲线可以用恒电位法和恒电流法测定。图1是一条较典型的阳极极化曲线。 一般金属（镁合金）的阳极极化曲线为ax 曲线。对有钝化性能的金属（铝合金、不锈钢），曲线abcdef 是恒电位法（即维持电位恒定， 测定相应的电流值）测得的阳极极化曲线。当电位从a 逐渐向正移动到到b 点时，电流也随之增加到b 点，当电位过b 点以后，电流反而急剧减小，这是因为在金属表面上生成了 一层高电阻耐腐蚀的钝化膜，钝化开始发生。人为控制电位的增高，电流逐渐衰减到c 。在c 点之后，电位若继续增高，由于金属完全进 入了钝态，电流维持在一个基本不变的很小的值——维钝电流。当使电位增高到d 点以后，金属进入了过钝化状态，电流又重新增大。从 a 点到 b 点的范围叫活性溶解区，从b 点到c 点叫钝化过渡区，从c 点到d 点叫钝化稳定区， 过d 点以后叫过钝化区。对应于b 点的电流密度叫致钝电流密度，对应于cd 段的电流密度叫维钝电流密度。 若把金属作为阳极，通以致钝电流使之钝化，再用维钝电流去保护其表面的钠化膜，可使金属的腐蚀速度大大降低，这就是阳极保护的原理。 用恒电流法测不出上述曲线的bcde 段。在金属受到阳极极化时其表面发生了复杂的变化，电极电位成为电流密度的多值函数，因此当电流增加到b 点时，电位即由b 点跃增到很正的e 点，金届进入了过钝化状态，反映不出金属进入钝化区的情况。由此可见只有用恒电位法才能测出完整的阳极极化曲线。 本实验采用恒电位仪逐点恒定阳极电位，同时测定对应的电流值，并在半对数坐标上绘成E-i 曲线，即为恒电位阳极极化曲线。 E ,m V i ,mA/cm 2 图1 阳极极化曲线 有钝化性能的金属： abcdef ——恒电位法测定；abef ——恒电流法测定 一般金属：ax 曲线
金属腐蚀与防护课后习题及实验答案
腐蚀与防护试题 1、Fe—H2O的E—pH图说明该钢铁的防腐应用。 金属的E—pH图的应用 预计一定条件下的金属腐蚀行为；反应金属自发腐蚀热力学倾向；指明金属实施保护的可能性与方向。总结E—pH图的规律：上腐蚀、下稳定、两边（左右）腐蚀、中间钝化。常见金属在中性介质中都比较稳定。 应用举例：当一定环境条件时，通过调整酸度可使其进入钝化区；实行阴极保护可使其进入保护区。 2、 3、大阴极小阳极会加速腐蚀速率 如钢管的氧化膜是金属热轧后与空气反应生成蓝黑色氧化铁层。该氧化层不仅比金属目材还硬，而且相对于目材金属他是阴极，而目材纯金属相对是阳极。腐蚀纯金属阳极来保护相对是阴极氧化皮地坪漆。如果大面积氧化皮之中有破损，破损部位是阳极，周围的氧化皮就是阴极，这就形成了大阴极小阳极。大阴极小阳极会加速腐蚀速率。 如果储罐的底部有泥沙沉积，泥沙和钢接触的部位氧气含量就很低，而泥沙周围的钢的表面氧气含量就相对很高。氧气含量高的区域相对其他氧气含量低位置是阴极，氧气含量低的位置就相对是阳极，从而形成氧气浓度电池，促进氧气含量低的位置的腐蚀。 相互搭接的表面，开裂涂层的下面阴极保护，空洞位置等都会形成氧气浓度腐蚀电池，腐蚀也都很快，因为在他们四周氧气含量相对都很高。 4、腐蚀极化图说明其应用。 腐蚀极化图是一种电位—电流图，它是把表征腐蚀电池特征的阴、阳极极化曲线画在同一张图上构成的。 腐蚀极化图的应用 （1）极化图用于分析腐蚀速度的影响因素 (a)腐蚀速度与腐蚀电池初始电位差的关系：腐蚀电池的初始电位差（EO,C- EO,A )，是腐蚀的原动力；（例氧化性酸对铁的腐蚀；不同金属平衡电位对腐蚀电流的影响） (b)极化性能对腐蚀速度的影响：若腐蚀电池的欧姆电阻很小，则极化性能对腐蚀电流有很大的影响；（例钢在非氧化酸中的腐蚀极化图） (c)溶液中含氧且及络合剂对腐蚀速度的影响；（例铜在含氧酸及氰化物中腐蚀极化图） (d)其他影响腐蚀速度的因素，如阴、阳极面积比和溶液电阻等。 （2）腐蚀速度控制因素：阳极控制、阴极控制、混合控制和欧姆控制。 5、阳极型缓蚀剂 阳极型缓蚀剂多为无机强氧化剂，如铬酸盐、钼酸盐、钨酸盐、钒酸盐、亚硝酸盐、硼酸盐等。它们的作用是在金属表面阳极区与金属离子作用，生成氧化物或氢氧化物氧化膜覆盖在阳极上形成保护膜。这样就抑制了金属向水中溶解。阳极反应被控制，阳极被钝化。硅酸盐也可归到此类，它也是通过抑制腐蚀反应的阳极过程来达到缓蚀目的的。因此有时又被称作阳极型缓蚀剂或危险型缓蚀剂，阳极型缓蚀剂要求有较高的浓度，以使全部阳极都被钝化，一旦剂量不足，将在未被钝化的部位造成点蚀。 1化学腐蚀的概念、及特点
金属腐蚀与防护
金属材料的腐蚀与防护 金属材料在周围介质作用下发生化学和电化学作用而引起的破坏称为金属材料的腐蚀，如铜发绿锈、铝生白斑点、铁生锈等。除少数贵金属（如金、铂）外，各种金属都有转变成离子的趋势，即金属腐蚀是自发的普遍存在的现象。 金属被腐蚀后，在外形、色泽以及机械性能方面都将发生变化，造成设备破坏、管道泄漏、产品污染，酿成燃烧或爆炸等恶性事故以及资源和能源的严重浪费，这些损失比设备的价值通常要大得多。世界上每年被完全腐蚀的钢铁约占当年钢产量的10%，就中国而言，每年被完全腐蚀的钢铁达1000多万吨，约相当于一个宝钢的年产量。据不完全统计，中国2000年腐蚀造成的损失为5000多亿元人民币，占中国当年国民生产总值的5%，比当年遭受的自然灾害的总和要大得多，大约为4倍左右。材料的腐蚀严重阻碍科学技术的发展，许多新工艺研制出来后，由于腐蚀问题得不到解决而迟迟不能大规模工业化生产，如由氨与二氧化碳合成尿素工艺早在1915年就试验成功，一直未能工业化生产，直到1953年，在发明了设备的耐蚀材料（316L不锈钢）后，才得以大规模生产。因此，研究腐蚀机理，采取防护措施，对经济建设有着十分重大的意义。 10．1．2腐蚀的类型 由于金属材料腐蚀机理较复杂，因此腐蚀的分类方法很多。 （1）按腐蚀反应的机理分类 ○1化学腐蚀化学腐蚀是指金属材料与干燥的气体或非电解质溶液发生化学作用而引起的腐蚀，如金属在铸造、锻造、热处理过程中发生的高温氧化，各种管式炉的炉管受高温氧化以及金属在苯、含硫石油、乙醇等非电解质中的腐蚀。化学腐蚀的特征是只有氧化－还原反应，无电流产生。化学腐蚀通常为干腐蚀，腐蚀速率较小。 化学腐蚀后若能形成致密、牢固的表面膜，则可阻止外部介质继续渗入，起到保护金属的作用。如铝与氧形成Al2O3、铬与氧形成Cr2O3等都属于这种表面膜。 ○2电化学腐蚀电化学腐蚀是指金属与电解质溶液发生电化学作用而引起的腐蚀，如金属在酸、碱、盐溶液、土壤、海水中的腐蚀。电化学腐蚀时，介质与金属的相互作用被分为阳极反应和阴极反应两个独立过程。阳极反应过程是金属原子直接转移到溶液中，形成水合金属离子或溶剂化金属离子；阴极反应过程是留在金属内的过量电子被溶液中的电子接受体或去极化剂接受而发生还原反应。电化学腐蚀的特征是腐蚀过程中有电流产生，腐蚀速率比化学腐蚀大得多。 （2）按腐蚀形态分类 ○1全面腐蚀全面腐蚀是材料表面较均匀地遭受腐蚀，如非合金钢在强酸、强碱中发生的腐蚀。这是一种质量损失较大而危险性相对较小的腐蚀，可按腐蚀前后质量变化或腐蚀深度变化来计算腐蚀率。 ○2局部腐蚀局部腐蚀是指金属的局部区域产生的腐蚀，由于这种腐蚀的分布、深度很不均匀，常在整个设备较好的情况下，发生局部穿孔或破裂，且不易发现，所以危害性很大。常见的局部腐蚀将于10．3节介绍。 （3）按腐蚀的环境分类 按腐蚀的环境分类可分为大气腐蚀、水和蒸汽腐蚀、土壤的腐蚀及化学介质腐蚀等。 10．2金属材料防护的基本措施 为了防止和减轻金属材料的腐蚀，应采取一定的防腐措施。常用的防腐基本措施有化学保护层、表面覆盖层、电化学保护、缓冲剂保护等。 10．2．1化学保护层 化学保护层是用化学或电化学方法使金属表面上生成一种具有耐腐蚀性能的化合物薄膜，以隔离腐蚀介质与金属接触来防止对金属的腐蚀。常用的方法有金属表面磷化处理、金属表面钝化处理和金属表面氧化处理等。 （1）金属表面磷化处理
《金属腐蚀与防护》课程概述
《金属腐蚀与防护》课程教学大纲 课程编号：070315Z1 课程名称：金属腐蚀与防护 英文名称：Corrosion and Protection of Metal 学时与学分：24/1.5 先修课程要求：物理化学无机化学金属学原理 适用专业：材料化学粉体材料科学与工程 参考教材：. 《金属腐蚀与防护原理》黄永昌，上海交大出版社 《金属腐蚀与防护》黄淑菊，西安交大出版社 《金属腐蚀与防护概论》叶康民，高教出版社 课程简介： 《金属腐蚀与防护》是针对粉体材料科学与技术及工程试验班人才培养开设的专业选修课程。本课程以物理化学、无机化学及金属学原理为基础，重点讲授金属高温化学腐蚀、电化学腐蚀原理，使学生能够利用腐蚀原理分析腐蚀过程及提出对应的防护方法。课程涉及的范围广、基本内容和基本概念多，并具有较广泛的专业适应性。通过学习，使学生对金属的腐蚀与防护有一个较全面的了解，并对金属防腐的研究范围及在国民经济和新材料科学技术发展中的作用有一基本认识。 一、课程在培养方案中的地位、目的和任务 本课程是一门边缘学科，涉及化学、电化学、金属学、金属材料学等多学科的知识，主要介绍金属腐蚀与防护的基本原理和主要实验技术，了解各种因素对金属腐蚀性能的影响，耐蚀材料主要的防蚀技术和金属腐蚀和防护的实验方法。课程涉及的范围广、基本内容和基本概念多，并具有较广泛的专业适应性。通过学习，使学生对金属的腐蚀与防护有一个较全面的了解，并对金属防腐的研究范围及在国民经济和新材料科学技术发展中的作用有一基本认识，掌握金属腐蚀的原理与防护技术。 二、课程的基本要求
要求学生能掌握高温化学腐蚀所涉及得金属（合金）的高温腐蚀理论及其高温抗蚀性；电化学腐蚀基础所涉及的稳态、平衡态的电极电位、极化、去极化、析氢腐蚀、吸氧腐蚀、钝化等概念，以及E-pH图和腐蚀极化图（伊文思图）的应用。会利用高温化学腐蚀理论和电化学腐蚀机理对金属的局部腐蚀、对金属在各种介质中的腐蚀现象进行分析及提出相应的防腐方法。 三、课程的基本内容及重点难点 该课程主要讲授金属材料的的高温化学腐蚀和电化学腐蚀机理。高温化学腐蚀重点涉及金属（合金）的高温腐蚀理论及其高温抗蚀性；电化学腐蚀基础难点为稳态、平衡态的电极电位、极化、去极化、析氢腐蚀、吸氧腐蚀、钝化等概念，以及E-pH图和腐蚀极化图（伊文思图）的应用。 与腐蚀原理（化学腐蚀与电化学腐蚀）、金属腐蚀以及金属的防腐，重点掌握金属腐蚀原因的分析，以及金属防腐方法的选择。 四、实验要求 无 五、教学内容及学时分配
金属腐蚀与防护的理论和方法
金属腐蚀与防护的理论和方法 109年第期技术创新据估计全世界每年因腐蚀而报废的金属材料和设备的量约为金属年产量的四分之一到三分之一。由此可见研究金属的腐蚀与防护是一项富有意义而又艰巨的工作。金属的腐蚀一般可分为化学腐蚀、生物化学腐蚀和电化学腐蚀三种。化学腐蚀是金属表面与介质如气体或非电解质液体等因发生化学作用而引起的腐蚀比如金属锌在高温干燥的空气中直接被氧化的过程化学腐蚀作用进行时没有电流产生金属的生物化学腐蚀是由于各种微生物的生命活动所引起的比如某些微生物以金属为培养基或者以其排泄物侵蚀金属一定组成的土壤、污水和某些有机物质均能加速生物化学腐蚀电化学腐蚀则是金属表面在介质如潮湿空气或电解质溶液等中因形成微电池而发生电化学作用引起的腐蚀。在这三种腐蚀当中又以电化学腐蚀现象最为普遍造成的危害也最为严重下面的讨论主要就是针对这种腐蚀来说的。金属的腐蚀本质上就是金属的氧化其电极反应可表示为→这是一个阳极过程其电极电势越小则该金属就越容易失去电子而被氧化即越容易被腐蚀。据此可以制定出防治金属腐蚀的如下五大对策。所谓“一个巴掌拍不响”。既然微电池作用是造成金属腐蚀的主要因素而单单一个电极是构不成电池的要构成电池就必须同时具备对立的阴阳两极。据此防治金属腐蚀第一大对策就是要想办法将金属阳极和其介质阴极隔离开来使之构不成电池。这可以通过涂油、涂漆包括
刷涂、浸涂、淋涂、辊涂、手工喷涂、自动喷涂、静电喷涂、电泳涂漆等、烧结、磷化、氧化或钝化包括化学钝化和电化学钝化、电镀等方法在金属表面覆盖一层金属或非金属包括无机物和有机物保护层来实现在建设工程设备安装过程中 室外埋地镀锌钢管和钢管的埋地防腐通常采用的三油两布 就是使用隔离法来实现保护的。就电镀镀层来说又可分为阳极性镀层和阴极性镀层两种。前者是镀上去的金属比被保护的金属有较低的电极电势比如把锌镀在铁上锌为阳极铁为 阴极白铁皮即是后者是镀上去的金属被保护的金属有较高 的电极电势比如把锡镀在铁上锡为阴极铁为阳极马口铁即是。当镀层完整时这两种镀层的作用并无区别都是将被保护金属与腐蚀介质分隔开来。然而一旦镀层破坏不同的镀层就会产生不同的效果。阳极性镀层由于被保护的金属是阴极即使损坏受腐蚀的也是镀层本身被保护的金属则仍不受腐蚀 锌因此而被称为“钢铁的卫士”阴极性镀层由于被保护的金属是阳极一旦损坏受腐蚀的将是被保护的金属此时镀层的存 在反而加速了被保护金属的腐蚀在建筑工程中镀锌钢管与 法兰的焊接处应二次镀锌就是为了保护被破坏的金属管道。金属的腐蚀即金属的氧化其电极电势越小则该金属就越容 易失去电子而被氧化也即越容易被腐蚀故所有能使其电极 电势变正的因素均能减缓或防止腐蚀。因此防治金属腐蚀的第二大对策就是要想办法增大其电极电势。这可以利用极化
金属腐蚀实验
《金属腐蚀与防护》 实验指导书 作者：朱有兰 陈海燕 广东工业大学材料与能源学院 二００七年三月印刷
目录 实验一腐蚀实验样品的准备……………………………………3~10 实验二、金属制品腐蚀率的测定……………………………………11~18 实验三、Q235钢材的中性盐雾试验………………………………19~25 实验四、金属在不同电解液中的电位……………………………26~30
实验项目名称：实验一腐蚀实验样品的准备 实验项目性质：普通实验 所属课程名称：金属腐蚀与防护 实验计划学时：2学时 一、实验目的 通过本实验掌握常规腐蚀实验样品的一般制作的基本方法和动手能力。 二、实验内容和要求 本实验主要根据金属腐蚀与防护课程的要求，要求学生在腐蚀与防护的试验中对于所涉及到各种仪器和设备相配套的实验样品的要求、方法、制作过程应该有所了解和掌握；对各种材料的性质和对于腐蚀与防护实验中的实验样品的正确取样、合理制作技巧及要领应该具有必备的基础知识和训练动手的能力。 三、实验主要仪器设备和材料 1、各种工具：钢锯、虎钳台、小型转床、车床、焊枪、磨床、砂纸、等各种工具一批。 2、各种材料：厚度为2~5的各种规格成分的铁、普通碳钢、Q235钢材、不锈钢、铜、黄铜、锌、铝、等金属材料的板材；φ10~30各种规格成分的铁、普通碳钢、不锈钢、铜、黄铜、锌、铝、等金属材料棒材；φ10~50各种规格成分的铁、普通碳钢、不锈钢、铜、黄铜、锌、铝
等金属材料管材等一批。还氧树脂、塑料、石墨、尼龙线、玻璃线、玻璃勾、木材等各种材料。 3、化学试剂：硫酸、盐酸、硝酸、氢氧化钠、氯化锡、氧化铬、若丁、聚四氟乙烯、松香、石蜡、水中胶、沥青、清漆等各类试剂。 4、各类仪器：直流电源、交流电源及电流表、电压表、毛刷、橡皮、滤纸等仪器和其它。 四、实验方法、步骤及结果测试 1、腐蚀试件的准备 试件的形状和尺寸取决于试验的目的、材料的性质、试验的时间和试验的装置。为了消除边界效应的影响，试件表面积对其重量之比要大些，边缘的面积对总面积之比要小些。试件的外形要力求简单，以便于消除腐蚀产物、测量表面积和进行加工。通常采用薄矩形、圆形薄片和圆柱体试件。 重量法测定腐蚀速度的试件通常采用： 矩形50×25×（2~3）毫米 圆盘形φ（30~40）×（2~3）毫米 在用电化学方法进行测试时，为了引出导线、克服电偶腐蚀和缝隙腐蚀的干扰、便于封样，常常采用其它形状的试件，如长的圆柱体、长方体等。 为了消除金属试件表面状态的差异，获得均一的表面状态，试件表面
金属腐蚀与防护考试试卷(附实验)及答案
金属腐蚀与防护试卷1 一、解释概念 （共 分，每个 分） 钝性，碱脆、 ??、缝隙腐蚀 二、填空题：（共 ?分，每空 分） ． 称为好氧腐蚀，中性溶液中阴极反应为 ，好氧腐蚀主要为 控制，其过电位与电流密度的关系为 。 ．在水的电位 ??图上，线?表示 关系，线?表示 关系，线?下方是 的稳定存在区，线?上方是 的稳定存在区，线?与线?之间是 的稳定存在区。 ．热力系统中发生游离 ? 腐蚀较严重的部位是 ，其腐蚀特征是 ，防止游离 ? 腐蚀的措施是 ，运行中将给水的??值控制在 范围为宜。 ．凝汽器铜管在冷却水中的脱锌腐蚀有 和 形式。淡水作冷却水时易发生 脱锌，海水作冷却水时易发生 脱锌。 ．过电位越大，金属的腐蚀速度越 ，活化极化控制的腐蚀体系，当极化电位偏离?????足够远时，电极电位与极化电密呈 关系，活化极化控制下决定金属腐蚀速度的主要因素为 、 。 ?．为了防止热力设备发生氧腐蚀，向给水中加入 ，使水中氧含量达到 以下，其含量应控制在 ，与氧的反应式为 ，加药点常在 。 ．在腐蚀极化图上，若 ? ? ?， 极极化曲线比 极极化曲线陡，这时?????值偏向 电位值，是 控制。 三、问答题：（共 ?分，每小题 分） ．说明协调磷酸盐处理原理。 ?．自然界中最常见的阴极去极化剂及其反应是什么？
．锅炉发生苛性脆化的条件是什么？ ．凝汽器铜管内用硫酸亚铁造膜的原理是什么？ ．说明热力设备氧腐蚀的机理。 ．说明腐蚀电池的电化学历程，并说明其四个组成部分。 四、计算：（共 ?分， 每小题 分） ．在中性溶液中，??+2 6-??●??，温度为 ?℃，此条件下碳钢是否发生析氢腐蚀？并求出碳钢在此条件下不发生析氢腐蚀的最小??值。（? ?? ? ?? ? ?? ?） ?．写出? 与?????的关系式及??与?????的关系式，并说明式中各项的物理意义。 ．已知铜在含氧酸中和无氧酸中的电极反应及其标准电极电位： ◆ ? ?◆ ? ?? ? ◆ ? ?◆ ? ?? ??? ? ? ? ?? ? ? ? ?????? ? ? ? ? ? ? ? ? ???? 问铜在含氧酸和无氧酸中是否发生腐蚀？ 五、分析：（共 ?分，每小题 分） ．试用腐蚀极化图分析铁在浓??? 中的腐蚀速度为何比在稀??? 中的腐蚀速度低？ ? 炉水协调磷酸盐 ??控制图如图 ，如何根据此图实施炉水水质控制，试分析之。
金属腐蚀与防护课后答案
金属腐蚀与防护课后答案 《金属腐蚀理论及腐蚀控制》 习题解答 第一章 1.根据表1中所列数据分别计算碳钢和铝两种材料在试验介质中的失重腐蚀速度V-和年腐蚀深度V p，并进行比较，说明两种腐蚀速度表示方法的差别。 解：由题意得： （1）对碳钢在30%HNO3(25℃)中有： Vˉ=△Wˉ/st =(18.7153-18.6739)/45×2×(20×40＋20×3＋40×30)×0.000001 =0.4694g/m?h 又有d=m/v=18.7154/20×40×0.003=7.798g/cm2?h Vp=8.76Vˉ/d=8.76×0.4694/7.798=0.53mm/y 对铝在30%HNO3(25℃)中有： Vˉ=△Wˉ铝/st =(16.1820-16.1347)/2×(30×40＋30×5＋40×5)×45×10-6
=0.3391g/㎡?h d=m铝/v=16.1820/30×40×5×0.001=2.697g/cm3 说明：碳钢的Vˉ比铝大，而Vp比铝小，因为铝的密度比碳钢小。（2）对不锈钢在20%HNO (25℃)有： 3 表面积S=2π×2 .0＋2π×0.015×0.004=0.00179m2 015 Vˉ=△Wˉ/st=(22.3367-22.2743)/0.00179×400=0.08715g/ m2?h 试样体积为：V=π×1.52×0.4=2.827cm3 d=W/V=22.3367/2.827=7.901g/cm3 Vp=8.76Vˉ/d=8.76×0.08715/7.901=0.097mm/y 对铝有：表面积S=2π×2 .0＋2π×0.02×0.005=0.00314m2 02 Vˉ=△Wˉ/st=(16.9646-16.9151)/0.00314×20=0.7882g/ m2?h 试样体积为：V=π×2 2×0.5=6.28cm3 d=W/V=16.9646/6.28=2.701g/cm3
金属腐蚀与防护期末复习概要
金属腐蚀期末复习 1、测量腐蚀速度电化学方法 塔菲尔腐蚀法：将金属样品制成电极浸入腐蚀介质中，测量稳态的伏安（E~I ）数据，作log|I|~E 图，将阴、阳极极化曲线的直线部分延长，所得交点对应的即为logIcor,由腐蚀电流Icor 除以事先精确测量的样品面积S0，即得腐蚀速率。 该法的优点是无需知道塔菲尔斜率ba,bk 的值，实验操作简单。 缺点是用大电流极化到塔菲尔区，金属电极表面的状态会发生改变，与外加极化前的自腐蚀情况有所不同，测得的腐蚀速度不能真实地代表原来的自腐蚀速度，且体系的控制机理有可能发生变化 线性极化法：当极化电位很小时（通常小于10mV ），此时称极化曲线的微极化区，公式的指数项按级数展开，可以略去高次项，公式变为Stern-Geary 公式 p corr R B i /= I E R p /?= 优点在于能快速测出金属的瞬时腐蚀速度，因属于微极化，因此不会引起金属表面状态的变化及腐蚀控制机理的变化。 缺点在于塔菲尔斜率ba 、bk 需另外测定或从文献选取，准确度不高，且该法不适于电导率低的体系。 弱极化区的极化测量法：有适用于活化极化控制的腐蚀体系的三点法和四点法， 阳极活化控制而阴极由浓度控制的截距法等。该类方法的极化测量范围一般在距离腐蚀电位为±20~70mV 之间，其优点是可以避免塔菲尔外推法中强极化引起的金属表面状态、溶液成分以及控制机理的改变，又可避免线性极化法中塔菲尔斜率选取或测定以及近似线性区范围选择等引起的误差 2、腐蚀电池由哪几份构成 阳极、阴极、电解质溶液和电子回路 3、解释并画出孔蚀闭塞电池原理图 点腐蚀(孔蚀)是一种腐蚀集中在金属表面数十微米范围内且向纵深发展的腐蚀形式，简称点蚀。 蚀孔内的金属表面出于活态，电位较负；蚀孔外的金属表面出于钝态，电位较正，于是孔内和孔外构成了一个活态—钝态微电偶腐蚀电池，电池具有大阴极—小阳极的面积比结构，阳极电流密度很大，蚀孔加深很快。孔外金属表面同时讲受到阴极保护，可继续维持钝态 随着腐蚀的进行，孔口戒指的pH 值逐渐升高，水中的可溶性盐将转化为沉淀，结果锈层和垢层一起在孔口沉积形成一个闭塞电池。 4、阳极保护的必要条件 将被保护设备与外加直流电源的正极相联，使之成为阳极，进行阳极极化；如果在此电位下金属能够建立钝态并维持钝态，则阳极过程受到抑制，而是金属的腐蚀速度降低，这时设备得到保护，这种方法称为阳极保护。 判断一个腐蚀体系能否采用阳极保护，首先要根据恒电位法测得的阳极极化曲线来分析，若曲线没有钝化特征，则不能使用阳极保护。 对金属通以对应于b 点的电流，使其表面生成一层钝化膜，电位进入钝化区（c-d 区），再用维钝电流将其电位维持在这个区域内，保持其表面的钝化膜不消失，则金属的腐蚀速度会大大降低，这就是阳极保护的基本原理
金属腐蚀与防护课后习题答案(精选)
第二章2. 某腐蚀体系的参数为： E 0a = -0.4V ，E 0c = 0.8V ，E cor = -0.2V 。当R = 0时，I cor = 10mA ，该腐蚀电池属于什么控制类型？如果欧姆电阻R = 90Ω，那么I 'cor =？ 腐蚀电池又属于什么控制类型？ 解：由题可知：当R=0时有： Icor=(Eoc-Eoa)/ （Pc+Pa ） Pc+Pa=(Eoc-Eoa)/ Icor=（0.8+0.4）/10×2 10-=120Ω Pc=(Eoc-Ec)/ Icor=(0.8＋0.2)/10× 310-=100Ω 则有 Pa=120-100=20Ω 因为Pc>>Pa ，所以该电池属于阳极极化控制。 当欧姆电阻R=90Ω时有： ' Icor =(Eoc-Eoa)/(Pc+Pa+R)=(0.8+0.4)/(120+90)=5.71mA 因为R 与Pc 接近，所以该腐蚀电池为欧姆电阻和阳极极化共同控制。 第四章5. 一个活化极化控制腐蚀体系，阴极反应和阳极反应的交换电流密度为0c i 、0a i ；Tafel 斜率为b c 、b a ；腐蚀电位满足条件E ea < 第七章金属腐蚀与防护 第一节腐蚀的分类和腐蚀速度的表示 腐蚀：金属或合金由于外部介质的化学或电化学作用产生的破坏。例如铁在水中生锈、黄铜在大气中脱锌。 金属腐蚀的危害性：（1）造成重大的经济损失，全世界因腐蚀而损耗的金属约占年总产量的30％，其中1／3不可再生而被浪费；（2）在某些腐蚀体系中(特别是伴随着应力作用下)，可能造成灾难性事故；（3）金属腐蚀可能阻碍科学技术的发展，例如，法国的拉克油田l951年因解决不了设备发生H2S应力腐蚀开裂问题，推迟到1957年才能全面开发。 腐蚀分类： (1)按腐蚀形态分类：全面腐蚀(均匀腐蚀)和局部腐蚀。 (2)按腐蚀机理分类：化学腐蚀、电化学腐蚀、物理溶解（如铬铁头在锡中的溶解)三大类。 (3)若按腐蚀环境分类：高温腐蚀、大气腐蚀、海水腐蚀、土壤腐蚀、有机物腐蚀、熔盐腐蚀、工业酸碱盐腐蚀、微生物腐蚀等。 (4)考虑力学作用：应力腐蚀、磨损腐蚀、氢脆和腐蚀疲劳(同时遭受腐蚀和交变应力的作用，当交变应力达到材料的疲劳极限的数值，则经过若干次循环后会发生疲劳裂缝)。 全面腐蚀（均匀腐蚀）：腐蚀出现在整个金属表面上 局部腐蚀：腐蚀集中在表面某个局部。 在各种各样的腐蚀中纯化学腐蚀并不多，高温氧化腐蚀和有机物腐蚀比较多，而最普遍的是电化学腐蚀。大多数腐蚀都是在含水介质中进行的。然而，在工亚生产中常常会遇到金属的熔盐腐蚀问题。例如，热处理用的熔盐浴中或热浸镀用的盐锅中的电极就会发生腐蚀。为使高温燃料电池、高温锂电池、钠硫电池等高能电池应用于实际，必须解决熔盐中材料的腐蚀问题。 金属腐蚀的评定方法：全面腐蚀常用平均腐蚀速度来衡量。腐蚀速度可用失重第七章 金属腐蚀与防护(1)