材料腐蚀与防护复习题(共12页).docx

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1、精选优质文档-倾情为你奉上材料腐蚀与防护复习题 适用于2011级材料成型与控制专业一、 名词解释1.腐蚀:材料由于环境的作用而引起的破坏和变质。 2.阴极电化学保护:将被保护金属作为阴极，进行外加阴极极化以降低或防止金属腐蚀 的方法。3.活化极化:由于电极反应速度缓慢所引起的极化;电极反应是受电化学反应速度控制。 4.腐蚀疲劳:材料或构件在交变应力与腐蚀环境的共同作用下产生的脆性断裂。 5. 电极电位 答：电极系统中金属与溶液之间的电位差称为该电极的电极电位。6. 平衡电极电位 答：金属和溶液界面建立一个稳定的双电层，亦即不随时间变化的电极电位，称为金属的平衡电极电位（Ee）。7. 标准电极电

2、位 答：纯金属、纯气体（气压分压为1.01325x105pa），298K，浓度为单位活度（1mol/L），称为电极的标准电位，该标准电极的电极电位称为标准电极电位（E0）。8. 阳极极化(阴极极化) 答：当通过电流时阳极电位向正的方向移动的现象，称为阳极极化。（当通过电流时阴极电位向负的方向移动的现象，称为阴极极化）9. 去极化 答：消除或减弱阳极和阴极的极化作用的电极过程称为去极化作用，则能消除或减弱极化的现象称为去极化。10. 浓差极化:在电极反应过程中,如果电化学反应进行得很快,而电解质中物质传输 过程很缓慢,导致反应物扩散速度不能满足电极反应速度的需要,形成浓度差,而引起 电位移动;生

3、成物从电极表面向溶液深处扩散过程的滞后,使反应物或生成物在电极表 面的浓度和溶液中的浓度出现差异,形成浓度差,而引起电位移动。 11.极化：由于电极上有净电流通过，电极电位显著地偏离了未通过净电流时的起 始点位的变化现象。 12.外加电流阴极保护法：将被保护金属设备与直流电源的负极相连，使之成为阴 极，阳极为一个不溶性的辅助电极，利用外加阴极电流进行阴极极化，二者组成宏观电池实现阴极保护的方法。 13.牺牲阳极阴极保护法:把被保护壳体和比它更活泼的壳体相连接，在电解质溶 液中构成宏观电池，依靠活泼阳极壳体不断溶解产生的阴极电流对壳体进行阴极 极化的方法。 14.Cathodic polaris

4、ation在电流通过时，阴极电极电位偏离平衡电位，向负方向移动。15缝隙腐蚀由于缝隙的存在，使缝隙内溶液中与腐蚀有关的物质迁移困难而引起缝隙内金属的腐蚀的现象。16Mixed potential指腐蚀过程可分为两个或两个以上的氧化反应和还原反应，且反应过程不会有净电荷的积累，也称为自腐蚀电位。17局部腐蚀是指仅局限或集中在金属的某一特定部位的腐蚀，其腐蚀速度远大于其他部位的腐蚀速度。18保护电位在阳极极化曲线中，在极化电流上升时进行回扫，与正扫曲线相交，此点的电位称为保护电位。19. 热喷涂 答：是利用热源将金属或非金属材料熔化、半熔化或软化，并以一定速度喷射到基体表面，形成涂层的方法。20.

5、 覆盖层保护 答：用耐腐蚀性能良好的金属或非金属材料覆盖在耐腐蚀性能较差的材料表面，将基底材料与腐蚀介质隔离开来，以达到控制腐蚀的目的。21. 电镀 答：利用直流电或脉冲电流作用从电解质中析出金属，并在工件表面沉积而获得金属覆盖层的方法。22. 化学镀 答：利用化学反应使溶液中的金属离子析出，并在工件表面沉积而获得金属覆盖层的方法。23. 渗镀 答：利用热处理的方法将合金元素的原子扩散入金属表面，以改变其表面的化学成分，使表面合金化，故渗镀又叫表面合金化。24. 电化学保护 答：通过改变金属（电解质溶液）的电极电位从而控制金属腐蚀的方法。25. 阴极保护 答：将被保护的金属与外加直流电源的负极

6、相连，在金属表面通入足够的阴极电流，使金属电位变负，从而使金属溶解速度减小的一种保护方法。26. 阳极保护 答：将被保护的金属构件与外加直流电源的正极相连，在电解质溶液中使金属构件阳极极化至一定电位，使其建立并维持稳定的钝态，从而阳极溶解受到抑制，腐蚀速度显著降低，使设备得到保护。27. 缓蚀剂保护 答：缓蚀剂保护是指，在腐蚀环境中，通过添加少量能阻止或减缓金属腐蚀的物质使金属得到保护的方法。28、自腐蚀电位：稳态电极电位也可称作开路电位，即外电流为零时的电极电位，也称作自腐蚀电位。二、判断题 1、阴极反应是电解质中的金属失去电子发生氧化反应程。()2、只能导致金属材料腐蚀破坏而不能对外做有用

7、功的短路原电池称为腐蚀电池。()3、在电极系统中，溶液中金属离子浓度越高，电极的电极电位越负。()4、电极反应达到平衡时所具有的电位，通常称为平衡电极电位。() 5、因外电流流入或流出，电极系统的电极电位随电流密度改变所发生的偏离平衡电极电位的现象称为电极极化现象。() 6、由于腐蚀介质中去极化剂的存在，使得单一金属不能够与腐蚀介质构成腐蚀电池。()7、在对金属实施电化学保护时，为避免氢损伤，阴极保护电位不能高于析氢电位。() 8、非氧化性酸的腐蚀速度随氢氧根离子浓度的增加而上升。()9、在覆层缺陷处形成的腐蚀电池中，阳极性覆盖层能够对基体金属起到阳极保护作用。()10、在生产中的有色金属零件

8、和黑色金属零件集中堆放。()11.发生电化腐蚀时都有能量的转变，且被腐蚀的金属总是失电子。()12.非平衡电极电位的物质交换和电荷交换均不平衡。() 13.在充氧的H2SO4 中Cu 片首先发生吸氧腐蚀，然后发生析氢腐蚀。()14. 对氢脆敏感的材料不能采取阴极保护。()三、 填空题 1.材料腐蚀是指材料由于环境的作用而引起的破坏和变质 。2. 金属的电化学腐蚀的发生条件是金属或合金的化学成分不均一，含有各种杂质和合金元.存在，组织结构不均一，物理状态不均一，表面氧化（保护）膜不完整。3. 根据腐蚀倾向的热力学判据，金属发生腐蚀的电化学判据为（(G)T,P0 ）。4Pb在酸性含氧的水溶液中会发

9、生 吸氧 腐蚀。5氧去极化腐蚀速度主要取决于（溶解氧向电极表面的传递速度和氧在电极表面的放电速度）。6在氧去极化的电化学反应中，对于敞开体系，当温度升高时，腐蚀速度（ 降低 ）。7.发生析氢腐蚀的条件 介质中必须有 H + 存在和腐蚀电池的阳极金属电位必须低于氢 的平衡电极电位 。8点蚀通常发生在（有钝化膜）金属表面上，并且介质条件为（含有Cl-离子）。9缝隙腐蚀发生应满足的条件为：（氧浓差电池与闭塞电池自催化效应共同作用）。10、一般涂层的结构包括 底漆 、 中间层 、 面 漆 。11、发生吸氧腐蚀时，在碱性介质中阴极反应式 O2 + 2H2O + 4e = 4OH- ，在酸性介质中 阴极反

10、应式O2 + 4H+ + 4e = 2H2O 12、析氢腐蚀体系主要受 活化 极化控制，而吸氧腐蚀体系主要受 浓差 极化控制。 13、在阴极保护中,判断金属是否达到完全保护,通常用 最小保护电位 、 最小保 护电流密度 判断。 14、发生析氢腐蚀的条件 介质中必须有 H + 存在和腐蚀电池的阳极金属电位必须低于氢 的平衡电极电位 。 15按缓蚀剂的作用机理，可将缓蚀剂分为：阳极型缓蚀剂、阴极型缓蚀剂和混合型缓蚀剂，其中阳极型缓蚀剂用量不足易造成孔蚀。 16在电化学保护法中，如控制不当，外加电流阴极保护法易造成杂散电流腐蚀， 阳极保护法易加剧金属的腐蚀。 17.金属发生化学腐蚀和电化学腐蚀的倾向

11、均可用自由能进行判断。 18.阳极保护基本原理是将金属进入阳极极化，使其进入钝化区而得到保护 。19.材料的防护常从以下五方面进行:(1)正确选材;(2)合理的结构设计;(3) 覆盖层保护;(4)电化学保护;(5)缓蚀剂保护。 20.合金中的杂质、碳化物等第二相一般是作为阴极 ，使合金的腐蚀速度 加 快 。 21.由于生成了H2CO3，使CO2 对金属构件有极强的腐蚀性。 22.在电化学腐蚀中，腐蚀速度可以用 电流密度i 表征。23.就腐蚀的危害性而言，局部腐蚀和全面腐蚀，局部腐蚀的危害更大。 24在氧去极化的电化学反应中，对于敞开体系，当温度升高时，腐蚀速度降低。 25.发生析氢腐蚀的条件

12、介质中必须有 H + 存在和腐蚀电池的阳极金属电位必须低 于氢的平衡电极电位 。 1、金属的腐蚀过程，其实质就是金属单质被（ 氧化 ）形成化合物的过程。 2、金属材料的化学腐蚀是指金属表面与（ 环境 ）介质直接发生纯化学作用而引起的破坏。 3、借助于氧化还原反应将化学能直接转变为（ 电能 ）的装置叫做原电池。 4、当电极系统处于平衡电位时，电极反应的正方向速度和逆方向速度（ 相等 ）。 5、当金属与介质或不同金属相接触时，（ 电化学腐蚀 ）时才发生腐蚀。 6、电极的任何去极化过程，都将导致金属腐蚀速度的（ 加快 ）。 7、两种或两种以上的异种金属或合金、甚至同一金属的不同部位，在腐蚀介质中相互

13、接触时，都将因（ 腐蚀 ）电位的不同而发生电偶腐蚀现象。 8、金属电化学腐蚀导致氢损伤的主要原因是因为（ 析氢 ）反应。 9、金属在盐酸中的腐蚀速度随盐酸浓度的（ 升高 ）而上升。 10、静止淡水中金属腐蚀的过程主要受（ 氧 ）的扩散步骤所控制。1. 按潮湿程度，大气腐蚀可分为（干大气腐蚀）（潮大气腐蚀）（湿大气腐蚀）。2. 涂料的组成分为三部分：（主要成膜物质）（次要成膜物质）（辅助成膜物质）。3. 阴极保护分为（牺牲阳极保护）和（外加电流阴极保护）两种。4. 能阻止或减缓金属腐蚀的物质就是（缓蚀剂）5. 金属腐蚀的本质是金属由能量高的（单质状态）向能量低的化合物状态转变的过程。6. 按腐蚀

14、反应的机理分，腐蚀分为（化学腐蚀）和（电化学腐蚀）。按腐蚀形态分，腐蚀分为（全面腐蚀）和（局部腐蚀）。7. 根据控制步骤的不同，可将极化分为两类，（电化学极化）和（浓差极化）。8. 混合电位理论：当一个电绝缘的金属试件腐蚀时，（总氧化速度）与（总还原速度）相等。9. 腐蚀定义中所指的（材料）是内因，（环境）是外因。10. 常见的局部腐蚀有（电偶腐蚀）（点蚀）（缝隙腐蚀）（晶间腐蚀）及（应力腐蚀破裂）等。11. 由闭塞电池引起的孔内酸化作用从而加速腐蚀的作用，称为（自催化酸化作用）。12. 缝宽在（0.0250.1）mm之间的微小缝隙才能发生缝隙腐蚀。13. 对于缝隙腐蚀，（氧浓差电池）的形成，

15、对腐蚀开始起促进作用，而（自催化酸化作用）是造成腐蚀加速的根本原因。14.缝隙腐蚀的起因是（氧浓差电池）的作用，（闭塞电池的酸化自催化作用）是造成缝隙腐蚀加速进行的根本原因。四、 简答题 1、化学腐蚀和电化学腐蚀的主要差别是什么 答:化学腐蚀和电化学腐蚀的主要差别在于:化学腐蚀是金属直接与周围介质发生纯化 学作用而引起的腐蚀,腐蚀中没有自由电子的传递;电化学腐蚀是指金属在电解质溶液 中由于原电池的作用而引起的腐蚀,腐蚀中有自由电子的传递。2、金属点蚀一般在什么条件下发生?以铝材在充气的NaCl溶液中孔蚀为例简述小孔腐 蚀的机理。 答:金属点蚀发生条件有:(1)表面容易产生钝化膜的金属材料;(2

16、)有特殊介质离子存在;(3)电位大于点蚀电位。 点蚀的发展机理目前主要用蚀孔内自催化机制作用(闭塞腐蚀电池理论)。铝材易于钝化，在充气的NaCl 溶液中，易于形成蚀孔，于是蚀孔内外构成膜-孔电池，孔内金属处于活化状态(电位较负)，蚀孔外的金属表面处于钝态(电位较正)。 孔内阳极反应: AlAl 3+ +3e 孔外 阴极反应: 1/2O2+H2O+2e2OH - 孔口 PH 数值增高，产生二次反应: Al 3+ +2OH - Al(OH)3 Al(OH)3 沉积在孔口形成多孔的蘑菇状壳层，使得孔内外物质交换困难，孔内介 质相对孔外介质呈滞流状态。孔内O2 浓度继续下降，孔外富氧，形成氧浓差电池。

17、其作 用加快孔内不断离子化，孔内Al 3+ 浓度不断增加，为保持中性，孔外Cl - 向孔内迁移，与孔内 Al 3+ 形成 AlCl3，AlCl3 浓缩、水解等使得孔内 PH 数值下降，PH 可以达到 23，点 蚀以自催化过程不断发展下去。 孔底 由于孔内的酸化、H + 去极化的发生以及孔外氧去极化综合作用，加速孔底金属溶解速度，从而使蚀孔不断向纵深迅速发展。3、简述金属在极化过程中腐蚀速度减慢的主要原因是什么 答:金属在极化过程中腐蚀速度减慢的原因主要有以下三方面:(1)活化极化。由于电 极反应速度缓慢引起极化,从而造成金属腐蚀速度减慢。(2)浓差极化。电极反应过程 中,由于电化学反应进行得很

18、快,而电解质中物质传输过程很缓慢,导致反应物扩散迁 移速度不能满足电极反应速度的需要,而引起极化,从而造成金属腐蚀速度减慢;生成 物从电极表面向溶液深处扩散过程的滞后,使反应物或生成物在电极表面的浓度和溶液 中的浓度出现差异,形成浓度差,而引起极化,从而造成金属腐蚀速度减慢。(3)电阻 极化。在电极表面生成钝化膜,从而产生极化,造成金属腐蚀速度减慢。 4、绘出FeH2O的EpH图，指出保护区、腐蚀区、钝化区和过钝化区。并举例说明该图的应用。答案： 金属的EpH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EpH图的规律：上腐蚀、下稳定、两边（左

19、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：如图1，当环境条件在红点处时，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。5、理论电位pH图的局限性？答案：一些局限性： 1由于金属的理论电位pH图是一种以热力学为基础的电化学平衡图，因此它只能预示金属腐蚀倾向的大小，而不能预测腐蚀速度的大小。 2图中的各条平衡线，是以金属与其离子之间或溶液中的离子与含有该离子的腐蚀产物之间建立的平衡为条件的，但在实际腐蚀情况下，可能偏离这个平衡条件。 3电位pH图只考虑了OH-这种阴离子对平衡的影响。但在实际腐蚀环境中，往往存在Cl-、SO42-、P032-等阴离子，它们可能因发

20、生一些附加反应而使问题复杂化。 4理论电位pH图中的钝化区并不能反映出各种金属氧化物、氢氧化物等究竟具有多大的保护性能。 5绘制理论电位pH图时，往往把金属表面附近液层的成分和PH大小等同于整体的数值。实际腐蚀体系中，金属表面附近和局部区域内的pH值与整体溶液的pH值其数值往往并不相同。 因此，应用电位pH图时，必须针对具体情况，进行具体分析，过分夸大或贬低电位pH图的作用都是不对的。6、何谓腐蚀极化图?说明其应用。答案：一腐蚀电池，开路时，测得阴、阳极的电位分别为E0,C和E0,A。然后用可变电阻把二电极连接起来，依次使电阻R值由大变小，电流则由零逐渐变大，相应地测出各电流强度下的电极电位，

21、绘出阴、阳极电位与电流强度的关系图，就是腐蚀极化图。因此，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，

22、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。7、用极化图说明极化保护原理，并说明阴极保护的主要参数，应如何选择这些参数。答：由外电路向金属通入电子，以供去极化还原反应所需，从而使金属氧化反应失去电子受抑制。当金属氧化反应速度降到零时，金属表面只发生去极化剂阴极反应。阴极保护效果用保护度表示n=VO V/ VO 主要参数（1）最小保护电流电位：要使金属达到完全保护，必须将金属加以阴极极化，使他的总电位达到气腐蚀微电池阳极的平衡电位，此时的电位 。其数值与金属的种类截至的条件有关。一般根据经验数据或试验确定。（2）最小保护电流密度：使金属得到完全保

23、护时所需的电流密度。根据经验确定。1腐蚀极化图不能由实验直接测定，试画图说明使用Tafel极化曲线反推法如何得到腐蚀极化图。测得Tafel曲线后，将两条曲线做切线，切线交点为S，过S做平行线，得Ecorr。将S与两平衡电位，EO,A，EO,C连接起来就得到腐蚀极化图。 2简述电化学腐蚀与化学腐蚀的区别。电化学腐蚀所在环境要有电解液，阴阳极反应可以不在同一区域上发生，通过导线导电，化学能转变为电能，破坏金属。化学腐蚀所在环境干燥，氧化还原反应同时发生，无电流产生，化学能转变为热能等。3氢去极化和氧去极化腐蚀电化学腐蚀中金属的阳极溶解与介质中氧化剂的还原是一对共轭反应。促进或抑制阴极过程，便可以促

24、进或抑制金属的阳极溶解。氢去极化腐蚀：以氢离子还原反应为阴极过程的腐蚀称为氢去极化腐蚀，简称析氢腐蚀。显然，只有当金属的电极电位较氢电极的平衡电位为负时，才有可能发生析氢腐蚀。氢去极化过程包括以下几个步骤：a. 水化氢离子脱水HnH2OHnH2Ob. 形成吸附氢原子HM(e)MH （电化学步骤）c. 吸附氢原子脱附MHMHH22M （脱附步骤）d. 氢分子形成气泡，从表面逸出。迟缓放电理论认为控制反应速度的步骤是放电，而复合理论认为，放电速度很快，控制反应的速度地复合成氢分子的这一步。影响氢去极化腐蚀的主要因素.金属材料的性状：金属材料的本质、表面状态及金属阴极相杂质都会影响到金属的氢去极化腐

25、蚀。材料与表面状态不同其氢过电位值不同，氢过电位值愈大，氢去极化腐蚀速度愈小，反之亦然。若杂质相的氢过电位很小，就会加速金属的腐蚀。.pH值减小，氢离子浓度增大，氢电极电位变得更正，加速金属的腐蚀.阴极区的面积增加，氢过电位减小，阴极极化率降低，析氢反应加快，从而导致腐蚀速度增大。.温度升高也使氢过电位减小，而且温度升高，阳极反应和阴极反应都将加快，所以腐蚀速度随温度的升高而增大。氧去极化腐蚀:在中性和碱性溶液中，由于氢离子的浓度较低，析氢反应的电位较负，一般金属腐蚀过程的阴极反应往往不是析氢反应，而是溶液中的氧的还原反应，此时腐蚀去极化剂是氧分子。这类腐蚀称为氧去极化腐蚀，简称吸氧腐蚀。只有

26、当金属的电极电位较氧电极的平衡电位为负时，才有可能发生吸氧腐蚀。氧去极化过程有以下几个步骤组成：a. 氧通过气/液界面传质，由空气进入溶液；b. 溶解氧通过对流扩散均布在溶液中；c. 氧以扩散方式通过电极表面的扩散层，到达金属的表面；d. 氧在金属表面进行还原反应。影响氧去极化腐蚀的主要因素：.阳极材料电极电位降低则氧去极化腐蚀的速度增大。溶解氧浓度增大，氧去极化腐蚀速度随之增大。但当溶解氧浓度提高到使腐蚀电流密度达到该金属的临界钝化电流密度时，金属将由活化溶解态向钝化态转化，其腐蚀速度就会显著降低。.溶液流速越大，腐蚀速度也就越大。但当流速增大到氧的还原反应不再受浓差极化控制时，腐蚀速度便与

27、流速无关。对于可钝化金属，金属便转入钝态。.盐浓度的增大，溶液的电导率增大，腐蚀速度将有所提高。但当盐浓度高到一定程度后，腐蚀速度反而会随盐浓度的提高而减慢。.温度升高氧的扩散和电极反应速度加快，因此在一定温度范围内，随温度升高腐蚀速度加快。但温度升高又会降低氧的溶解度（敞口系统），使金属的腐蚀速度减小。4简述阴极极化产生的原因。由于阴极的还原反应速度小于电子进入阴极的速度，造成了电子在阴极的积累，使阴极电位向负方向移动。（3）或是由于浓差极化引起的。由于阴极附近反应物或反应产物扩散速度慢，造成阴极附近浓差极化（2）5、影响腐蚀的材料因素、环境因素及结构因素各有哪些？ 答：影响腐蚀的材料因数（

28、内因）有：、金属的种类，、合金元素与杂质，、表面状态，、内应力，、热处理，、电偶效应；环境因素（外因）：、去极剂种类与浓度，、溶液PH值，、温度，、流速，、溶解盐与阴、阳离子；设备结构因素：、应力，、表面状态与几何形状，、异种金属组合，、结构设计不合理等。6、腐蚀电池如何构成？有哪些必要条件？ 答：腐蚀电池的构成：将两个不同的电极用盐桥和导线连接起来就可以构成原电池，但腐蚀电池的构成并不限于电极金属侵入含有该金属离子的水溶液中就，有电位差就可以构成腐蚀电池；必要条件：、存在电位差，、要有电解质溶液存在，使金属和电解质之间能够传递自由电子，在电解质中应存在氧化剂即去极剂，去极剂才是腐蚀发生的最根

29、本的原因，、在腐蚀电池的阴阳极之间，要有连续传递电子的回路。7. 如何根据金属的平衡电极电位判断腐蚀电池的反应倾向？ 答：根据金属的平衡电极电位可用能斯特方程式判断金属的腐蚀倾向，判断方法与利用标准电极电位判断腐蚀的倾向性方法相同，即通常电位较负的电极反应往氧化方向进行，电位较正的电极反应则往还原方向进行。必须强调的是，在实际腐蚀体系中，遇到平衡电极体系的例子是极少的，大多数腐蚀是在非平衡的电极体系中进行的，这样就不能用金属的标准电极电位和平衡电极而应该采用金属在该介质中的实际电位作为判断的依据。8、金属构件发生电化学腐蚀时，对于大阴极-小阳极和小阴极-大阳极的结构，哪种的腐蚀危害性大？为什么

30、？ 答：大阴极-小阳极的电化学腐蚀的危害性大。因为阴、阳极面积比增大与阳极的腐蚀速度成直线函数的关系，增加比较迅速。即阴极的面积增大，阳极的腐蚀速度加快。9、应力腐蚀发生必须满足的条件是什么？ 答：应力腐蚀必须是在拉应力和特定介质的联合作用下发生，构成一定材料发生应力腐蚀的条件是：拉应力和特定介质。10、写出吸氧腐蚀在不同pH条件下的反应方程式，论述氧的阴极还原过程，讨论可能的控制步骤并说明原因。在中性或酸性条件下：O2+4H+4e2H2O在碱性条件下： O2+2H2O+4e4OH-氧的阴极还原过程 ： (1)氧由空气/溶液界面溶解进入溶液；(2)氧在扩散和对流的作用下进入阴极附近；(3)氧在

31、扩散作用下进入双电层，吸附在电极表面；(4)氧在阴极上得到电子，发生吸氧腐蚀。控制步骤： (1) 3 为控制步骤，因为氧不足以消耗阴极上的电子，使腐蚀减慢。 (2) 4 为控制步骤 。11、论述点蚀的机理，并阐述点蚀与缝隙腐蚀的区别。点蚀是闭塞性腐蚀，在金属面上首先有金属的溶解，形成蚀坑，在蚀坑内氧浓度比外界低，形成浓差腐蚀。使腐蚀进一步加速蚀孔生长。由于金属的腐蚀而产生金属离子的浓度升高，吸引负离子和水解产生H+形成HCl等继续维持了点蚀（5）。 点蚀先前没有蚀孔，形成之后继续腐蚀，在回扫形成的包络曲线所环绕的面积上，点蚀只继续生长，不会有新的点蚀生成。缝隙腐蚀是在腐蚀前就已经有了缝隙，在腐

32、蚀介质中继续沿缝隙进行腐蚀，在回扫形成包络曲线所环绕的范围内，缝隙腐蚀不但继续生长还有新的腐蚀生长。12.试画出氧去极化过程的阴极极化曲线并解释图中各拐点的意义。作图当阴极电流密度较小且供氧充分时，相当于极化曲线的Ep段，这时过电位与电流密度的对数呈直线关系，阴极过程的速度取决于氧的离子化反应。当阴极电流密度增大时，相当于图中的pfs段，由于氧的扩散速度有限，供氧受阻，出现了明显的浓差极化。阴极过程受氧的离子化反应和扩散共同控制。当ic大约等于id时，氢的去极化过程就开始与氧的去极化过程同时进行，得到总的阴极去极化曲线。五、综合题 1、下图是典型的阳极极化曲线，请指出:(金属用Me 表示) (

33、1)ER、 b E 、 p E 、 op E 、 b I 、 p I 和B 点、D 点、E 点、F 点的意义。 (2)A-B 区、B-C 区、C-D 区、D-E 区、E-F 区、F-G 区的名称和A-B 区、B-C 区、C-D 区、D-E 区可能发生的阳极反应式。 (3)利用该图说明外加电流法阳极保护的基本原理，并说明阳极保护的主要参数，应 如何选择这些参数。答:(1)ER-自腐蚀电位 b E -临界钝化电位(致钝电位) I b I p 阳 极 电 流 密 度 i 阳极电位E p E -钝态电位(维钝电位) op E -过钝化电位 b I -临界钝态电流密度(致钝电流密度) p I -钝态电流

34、密度(维钝电流密度) B-金属钝化的开始点 D-金属过钝化的开始点 E-金属二次钝化的开始点 F-金属二次过钝化的开始点 (2)A-B 区:活性溶解区:MeMe n+ +ne B-C 区:活化-钝化过渡区:3Me+4H2OMe3O4+8H + +8e C-D 区:钝化区或稳定钝化区:2Me+3H2OMe2O3+6H + +6e D-E 区:过钝化区:Me3O4+4H2O Me2O7 2- +8H + +8e 可能还发生:4OH - O2+2H2O+4e E-F 区:二次钝化区 F-G 区:二次过钝化区 (3)外加电流法阳极保护的基本原理是将Me 进行阳极极化，使其进入钝态区而得到保 护。阳极保

35、护的主要参数:临界电流密度 b I 、钝化区电位范围( p E op E )、维钝电流 密度 p I 。选择这些参数时 b I 应越小越好，便于 Me 易于进入钝态区，且降低设备的投资 费用;( p E op E )越宽越好，便于 Me 维持在钝态区，否则 Me 很容易从钝化区进入活 化区或过钝化区，不但起不到保护作用，相反，在通电情况下，只会加速Me 的腐蚀; p I 应越小越好，便于Me 维持在钝态，且耗电量小。2、Fe在25，3%NaCL中腐蚀时，欧姆电阻不计。其腐蚀电位Ecorr=-0.54V(SCE)。试计算此腐蚀体系中阴极、阳极控制程度。已知Fe(OH)2的金属在与空气接触溶度积K

36、sp=1.65x10-15，饱和甘汞电极（SCE）电位为0.244V，氧还原标准电位为0.401V，Fe溶为Fe2+的标准电位为-0.44V。Fe-2eFe2+ Fe2+2OH=Fe(OH)2解答：因为 OH-=10-7 所以 O2+2H2O+4e=4OH阳极占： 阴极占： 所以腐蚀属于阴极控制 。 3、试说明Zn在CuSO4溶液中能否腐蚀？解答：设Zn在CuSO4溶液中能被腐蚀，产生两个电化学反应。两个反应的标准电极电位为：阳极反应：ZnZn2+2e 阳极反应Cu 2+2eCu =-296484【0.337-（-0.763）】=-J 200mV):当强阳极极化时( ha很大), ia= io

37、 exp (bnFha /RT) 当强阴极极化时( hc很大), ic= -io exp (anF hc /RT)上式取对数整理，获Tafel关系 过电位与极化电流的关系： h = a + b lg i 其中 a = -2.3RT lg io / anF, b = 2.3RT / anF a Tafel常数，与电极材料、表面状态、溶液组成及温度有关；b Tafel 斜率，与材料无关不大。（2）弱极化时的近似公式（h 5mV）：将以下电化学极化方程式： ia = ioexp(2.3 ha/ba) - exp(2.3 hc/ bc) ic = ioexp(-2.3 hc / bc) - exp(2.3 ha / ba) 指数项按级数展开(x0, ex=1+x)，略去高次项，可得近似公式： ha = RT ia/ionF = Rr ia hc = RT ic/ionF= Rr ic 其中：Rr =h/ ia = RT/ionF 法拉第电阻或电化学传荷电阻，表征电化学腐蚀的速度。专心-专注-专业