大氣腐蝕與防護(hù)論文題目 金屬腐蝕防護(hù)的論文(五篇)

無論是身處學(xué)校還是步入社會(huì)，大家都嘗試過寫作吧，借助寫作也可以提高我們的語言組織能力。大家想知道怎么樣才能寫一篇比較優(yōu)質(zhì)的范文嗎？這里我整理了一些優(yōu)秀的范文，希望對大家有所幫助，下面我們就來了解一下吧。

大氣腐蝕與防護(hù)論文題目 金屬腐蝕防護(hù)的論文篇一

經(jīng)過一學(xué)期的學(xué)習(xí)，以及老師的精心講解，我對過程裝備腐蝕與防護(hù)這門課程有了更深的認(rèn)識(shí)?，F(xiàn)在就本人的學(xué)習(xí)心得與對課本的認(rèn)識(shí)作如下講述：

腐蝕現(xiàn)象幾乎涉及國民經(jīng)濟(jì)的一切領(lǐng)域。例如，各種機(jī)器、設(shè)備、橋梁在大氣中因腐蝕而生銹；艦船、沿海的港口設(shè)施遭受海水和海洋微生物的腐蝕；埋在地下的輸油、輸氣管線和地下電纜因土壤和細(xì)菌的腐蝕而發(fā)生穿孔；鋼材在軋制過程因高溫下與空氣中的氧作用而產(chǎn)生大量的氧化皮；人工器官材料在血液、體液中的腐蝕；與各種酸、堿、鹽等強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)接觸的化工機(jī)器與設(shè)備，腐蝕問題尤為突出，特別是處于高溫、高壓、高流速工況下的機(jī)械設(shè)備，往往會(huì)引起材料迅速的腐蝕損壞。

目前工業(yè)用的材料，無論是金屬材料或非金屬材料，幾乎沒有一種材料是絕對不腐蝕的。因此，研究材料的腐蝕規(guī)律，弄清腐蝕發(fā)生的原因及采取有效的防止腐蝕的措施。對于延長設(shè)備壽命、降低成本、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率無疑具有十分重要的意義。

比如說管道吧，管道腐蝕產(chǎn)生的原因： 1外界條件

① 輸管道涉及的土壤性質(zhì)比較復(fù)雜，準(zhǔn)確評定其腐蝕性非常困難道周圍介質(zhì)的腐蝕性介質(zhì)的腐蝕性強(qiáng)弱與土壤的性質(zhì)及其微生物密切相關(guān)，然而對于長。

② 周圍介質(zhì)的物理性狀的影響：主要包括地下水的變化、土壤是否有水分交替變化等情況，以及是否有蘆葦類的根系影響等。

③ 包括環(huán)境溫度和管道運(yùn)行期間產(chǎn)生的溫度。溫度的升高，腐蝕的速度會(huì)大大加快。溫度的高低與管路敷設(shè)深度有直接的關(guān)系，同時(shí)更受地域差別的影響。④ 蝕速度，雜散電流可對管道產(chǎn)生電解腐蝕。

⑤油氣本身含有氧化性物質(zhì)：如含水，及h s、c o 等酸性氣體可造成類似原電池的電化學(xué)反應(yīng)和破壞金屬晶格的化學(xué)反應(yīng)，可造成管道內(nèi)壁的腐蝕。

2.防腐措施的問題

防腐層失效是地下管道腐蝕的主要原因，輕度失效可增大陰極保護(hù)電流彌補(bǔ)防腐作用；特殊的失效，如因防腐層剝離引起的陰極保護(hù)電流屏蔽及防腐層的破壞，管道就會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的腐蝕。腐蝕發(fā)生的原因是防腐層的完整性遭到破壞，主要產(chǎn)生于防腐層與管道剝離或是防腐層破裂、穿孔和變形。

①防腐層剝離，即防腐層與管道表面脫離形成空問。如果剝離的防腐層沒有破口，空間沒有進(jìn)水一般不產(chǎn)生腐蝕。若有破口，腐蝕性介質(zhì)進(jìn)入就可能出現(xiàn)保護(hù)電流不能達(dá)到的區(qū)域，形成陰極保護(hù)屏蔽現(xiàn)象。在局部形成電位梯度，管道就會(huì)因此產(chǎn)生腐蝕。管道內(nèi)壁有足夠大的拉應(yīng)力，拉應(yīng)力與腐蝕同時(shí)作用，可產(chǎn)生危害更大的應(yīng)力腐蝕破裂。

②防腐層破裂、穿孔、變形，可直接破壞防腐層，腐蝕介質(zhì)從破口進(jìn)人防腐層，還能進(jìn)一步促成防腐層剝離，在一定條件下產(chǎn)生陰極屏蔽，破裂嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致管道腐蝕。破裂的主要原因?yàn)橥寥缿?yīng)力、外力和材料老化。穿孔多由施工時(shí)的創(chuàng)作不當(dāng)或外力所造成。還有報(bào)道認(rèn)為，腐蝕層不完整造成局部腐蝕加劇，如某油田計(jì)量站管道防護(hù)層多處破損點(diǎn)，形成小陽極，造成局部腐蝕。

③有些工程未能對金屬管道及時(shí)有效地實(shí)施陰極保護(hù)措施。陰極保護(hù)對延長金屬管道使用壽命十分重要，尤其是當(dāng)管道老化或局部破損后陰極保護(hù)的作用顯得非常重要。

④)管道補(bǔ)口、維修沒有完全按防腐標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范執(zhí)行。管道補(bǔ)口要求將粘附在金屬管道表面殘留物清除干凈，然后用電動(dòng)鋼絲刷等除銹達(dá)到2級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，再刷防腐漆或纏防腐膠帶，如果除銹2級(jí)標(biāo)準(zhǔn)達(dá)不到2級(jí)標(biāo)準(zhǔn)容易造成底漆與管道粘結(jié)不牢，發(fā)生剝離或陰極剝離，為管道腐蝕埋下隱患。

石油管道腐蝕的分類

(1)和一般的腐蝕一樣，按照最基本的可以分成3大類，一般化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕、與物理腐蝕，其中石油管道以其所處的的復(fù)雜環(huán)境，是這3中腐蝕都占有，但是是以電化學(xué)腐蝕為主。

(2)按石油管道破壞形式的分類：石油管道被破壞就只有內(nèi)壁及外壁，更具體的是

① 點(diǎn)蝕：在點(diǎn)或孔穴類的小面積上的腐蝕叫點(diǎn)蝕。這是一種高度局部的腐蝕形態(tài)，孔有大有小，一般孔表面直徑等于或小于它的深度，小而深的孔可能使金屬板穿孔；孔蝕通常發(fā)生在表面有鈍化膜或有保護(hù)膜的金屬（如不銹鋼﹑鈦等）。

② 縫隙腐蝕：金屬表面由于存在異物或結(jié)構(gòu)上的原因而形成縫隙（如焊縫、鉚縫﹑墊片或沉積物下面等），縫隙的存在使得縫隙內(nèi)的溶液中與腐蝕有關(guān)的物質(zhì)遷移困難，由此而引起的縫隙內(nèi)金屬的腐蝕，稱為縫隙腐蝕。由于石油管道都是里程很長不可能一根鋼管做的那么長，所以都是通過焊接技術(shù)將其連接起來的，所以這中腐蝕在石油管道中最常見。③晶間腐蝕：沿著合金晶界區(qū)發(fā)展的腐蝕叫間晶腐蝕。腐蝕由表面沿晶界深入內(nèi)部，外表看不出跡象，但用金相顯微鏡觀察可看出晶界呈現(xiàn)網(wǎng)狀腐蝕.這種腐蝕可使金屬在表面上看不出有任何變化的情況下喪失強(qiáng)度，造成構(gòu)件或設(shè)備的嚴(yán)重破壞.晶間腐蝕易發(fā)生在不銹鋼﹑鎳合金上。

④絲狀腐蝕：涂有透明清漆或油漆膜的金屬暴露在潮濕的大氣中時(shí)，金屬表面由于漆膜能滲透水分和空氣而發(fā)生腐蝕.腐蝕產(chǎn)物呈絲狀纖維網(wǎng)樣，這種腐蝕稱絲狀腐蝕。其產(chǎn)生原因是潮濕大氣的作用，其機(jī)理為氧的濃差電池作用。

⑤應(yīng)力腐蝕開裂：也稱scc。金屬和合金在腐蝕與拉應(yīng)力的同時(shí)作用下產(chǎn)生的破裂，稱為應(yīng)力腐蝕開裂。這是一種最危險(xiǎn)的腐蝕形態(tài)，但它只是在一定條件下才能發(fā)生：一是有一定的拉應(yīng)力；二是有能引起該金屬發(fā)生應(yīng)力腐蝕的介質(zhì)；三是金屬本身對應(yīng)力腐蝕敏感.如“奧氏體不銹鋼—氯離子”,“碳鋼－硝酸根離子”等。應(yīng)力腐蝕的裂縫形態(tài)有：沿晶界發(fā)展的晶間破裂和穿越晶粒的穿晶破裂，也有二者的混合型。一般認(rèn)為純金屬不會(huì)發(fā)生應(yīng)力腐蝕的，含有雜質(zhì)的金屬或是合金才會(huì)發(fā)生應(yīng)力腐蝕

⑥電偶腐蝕：當(dāng)兩種金屬浸在腐蝕性溶液中，由于兩種金屬之間存在電位差，如相互接觸，就構(gòu)成腐蝕電偶。較活潑的金屬成為陽極溶解，不活潑金屬（耐腐蝕性較高的金屬）則為陰極，腐蝕很小或完全不腐蝕。這種腐蝕稱為電偶腐蝕，或接觸腐蝕，亦稱為雙金屬腐蝕

管道防腐對策

目前石油管道防護(hù)工程上主要由四類防腐腐蝕技術(shù)，分別是覆蓋層技術(shù)電化學(xué)保護(hù)技術(shù)、緩蝕劑技術(shù)和合理選材優(yōu)化結(jié)構(gòu)。前兩種技術(shù)直接與管道材料——環(huán)境界面，是應(yīng)用最廣泛的技術(shù)類別；緩蝕劑著眼與環(huán)境，最后一種技術(shù)著眼與材料本身，似乎是機(jī)械設(shè)計(jì)部分的事。但是搞設(shè)計(jì)的一定要多知道防腐需要考慮的角度，可以達(dá)到事半功倍的效果。

以上是本人對這門課的認(rèn)識(shí)，感謝老師的講解。

大氣腐蝕與防護(hù)論文題目 金屬腐蝕防護(hù)的論文篇二

大氣腐蝕與防護(hù)

摘要：金屬材料是我們生產(chǎn)生活中運(yùn)用最廣泛的材料，它有著強(qiáng)度大，硬度高等優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用過程中，人們逐漸發(fā)現(xiàn)金屬材料容易被大氣腐蝕，每年因?yàn)榇髿飧g人們要承受巨大經(jīng)濟(jì)損失，本文主要探究大氣腐蝕的原理和原因，以及主要的防護(hù)措施。

關(guān)鍵字：金屬材料，大氣腐蝕，原因，防護(hù)措施。

前言：據(jù)統(tǒng)計(jì)，材料的大氣腐蝕所造成的損失占全部腐蝕的一半以上，因此，材料的大氣腐蝕與防護(hù)對策的研究在本世紀(jì)處成為一個(gè)重要的研究對象。美國試驗(yàn)與材料學(xué)會(huì)(astm)自1916年開始大氣腐蝕研究，并進(jìn)行大量的大氣腐蝕數(shù)據(jù)積累，近年來的大氣腐蝕試驗(yàn)研究項(xiàng)目主要集中在工程材料戶外長期腐蝕暴露試驗(yàn)，我國材料環(huán)境腐蝕試驗(yàn)自1982年開始國產(chǎn)常用材料大氣，海水，土壤環(huán)境長期系統(tǒng)的腐蝕試驗(yàn)研究，至今也取得了大量有價(jià)值的研究成果。那么究竟為甚么大氣會(huì)腐蝕金屬呢？其原理是怎么樣的呢？

一、大氣腐蝕的原理

金屬腐蝕，是指金屬材料與周圍環(huán)境發(fā)生化學(xué)、電化學(xué)和物理等作用而引起的變質(zhì)和破壞。大氣腐蝕是金屬腐蝕中最普遍的一種，在一定的相對濕度下，大氣中的水氣在金屬表面上凝聚或吸附成水膜是造成金屬大氣腐蝕的主要原因之一。由于在大氣環(huán)境中，金屬表面存在著一層飽和了氧的電解液膜，所以在合適的濕環(huán)境中 大氣腐蝕陰極過程優(yōu)先以氧的去極化過程進(jìn)行。

金屬材料的大氣腐蝕過程所涉及的體系是一個(gè)復(fù)雜的多相系統(tǒng)。影響大氣腐蝕的因素復(fù)雜眾多, 主要取決于金屬材料種類及其表面狀態(tài),環(huán)境濕度，溫度等氣候條件的影響,以及大氣中污染物質(zhì)的影響。人們通過研究發(fā)現(xiàn)大氣腐蝕與微滴的出現(xiàn)有著密切聯(lián)系。微液滴現(xiàn)象是一種新發(fā)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象!當(dāng)易被腐蝕的金屬表面上預(yù)先形成有腐蝕性主液滴時(shí)!在合適的條件下!主液滴的周圍有更小的微液滴出現(xiàn)并不斷擴(kuò)展“ 微液滴的形成和擴(kuò)展遵循一定的規(guī)律!并與大氣腐蝕起始過程密切相關(guān)” 電化學(xué)極化結(jié)果顯示!大氣腐蝕過程中的腐蝕電流是微液滴形成和發(fā)展的推動(dòng)力" 當(dāng)大量的微液滴出現(xiàn)，誘導(dǎo)期的長短取決于由材料，主液滴及環(huán)境氣氛所組成體系腐蝕性的強(qiáng)弱。體系的腐蝕性越強(qiáng)，腐蝕發(fā)生得越快，微液滴出現(xiàn)的誘導(dǎo)期越短。我們通過對微液滴的形成和擴(kuò)展來探究大氣腐蝕的影響因素。影響微液滴形成和擴(kuò)展的因素 1.環(huán)境氣氛

由前可知，微液滴現(xiàn)象與大氣的腐蝕過程密切相關(guān)。而大氣腐蝕過程是一種在飽和了氧的液膜下所發(fā)生的電化學(xué)腐蝕過程，其陰極過程優(yōu)先以氧的去極化反應(yīng)進(jìn)行。因此氣氛中有無氧化性氣體必將影響微液滴的形成與擴(kuò)展。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明： 當(dāng)實(shí)驗(yàn)箱中的空氣被惰性氣體替代時(shí)，不管金屬材料的耐腐蝕性好還是不好，也不管預(yù)先形成的主液滴是否具有腐蝕性，微液滴均不能形成，即微液滴的形成是以腐蝕過程的發(fā)生為前提。因此，在合適的條件下只要有腐蝕過程發(fā)生就能出現(xiàn)微液滴現(xiàn)象，這是微液滴現(xiàn)象與大氣腐蝕過程密切相關(guān)論斷的直接證據(jù)之一。

2.相對濕度

由于大氣腐蝕是一種薄電解液膜下的電化學(xué)反應(yīng)，空氣中的水氣分子在金屬表面凝聚而生成水膜和空氣中氧氣通過水膜進(jìn)入金屬表面是發(fā)生大氣腐蝕的基本條件。作為與大氣腐蝕過程密切相關(guān)的微液滴現(xiàn)象肯定要受大氣中的相對濕度的影響。

3.環(huán)境溫度

材料所處的環(huán)境溫度及其變化是影響大氣腐蝕的又一重要因素。因?yàn)樗苡绊懡饘俦砻嫠魵獾哪?水膜中各種腐蝕氣體和鹽類的溶解度，水膜電阻以及腐蝕電池中陰極和陽極過程的反應(yīng)速度。當(dāng)大氣中的相對濕度超過臨界值時(shí)，溫度的影響更為明顯。在微液滴的形成和擴(kuò)展過程中，溫度同樣起著很重要的作用。在一定的相對濕度下，溫度越高，氣相中水分子密度越大，越有利于水蒸氣的吸附和凝聚，微液滴也更容易形成和擴(kuò)展。結(jié)論

微液滴的出現(xiàn)是一種與大氣腐蝕密切相關(guān)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，其形成與擴(kuò)展與環(huán)境氣氛、相對濕度、溫度及主液滴的濃度等環(huán)境參數(shù)密切相關(guān)。同時(shí)，微液滴的形成和擴(kuò)展與主液滴的表面擴(kuò)散有關(guān)。對于腐蝕性體系，由于主液滴中央與邊緣之間的電勢差而形成的腐蝕電流是微液滴形成和擴(kuò)展的推動(dòng)力。微液滴的形成機(jī)理及其在大氣腐蝕過程中所起的作用仍在研究中。

二、各種金屬的大氣腐蝕對比

過總結(jié)各種金屬材料在中國不同環(huán)境下的長期大氣腐蝕試驗(yàn)結(jié)果，環(huán)境中包括了亞熱帶、溫帶，工業(yè)性、海洋性，干燥環(huán)境及濕熱環(huán)境等各種典型環(huán)境。材料中包括了最常用的碳鋼及低臺(tái)金鋼、不銹鋼，鋁及鋁臺(tái)金、銅及銅合金等典型材料。分析了環(huán)境對大氣腐蝕的作用，碳鋼、低合金鋼在不同腐蝕環(huán)境中所顯示的大氣腐蝕性規(guī)律在初期與后期大不相同。環(huán)境對碳鋼的影響極為明顯，不同環(huán)境的腐蝕率可以相差三十倍。不銹鋼隨鉻、鎳含量和環(huán)境的不同，其大氣腐蝕行為有較大差異。環(huán)境中的鹽粒子含量是造成鋁及鋁合金腐蝕的主要因素；銅及銅合金中的其他合金元素對其大氣腐蝕有較大的影響。

三、大氣腐蝕的防護(hù)措施

1.金屬腐蝕的危害：金屬腐蝕的危害首先在于腐蝕造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。這種損失可分為直接損失和間接損失。直接損失包括材料的損耗、設(shè)備的失效、能源的消耗以及為防止腐蝕所采取的涂層保護(hù)、電化學(xué)保護(hù)、選用耐蝕材料等的費(fèi)用。由于腐蝕,使大量有用材料變?yōu)閺U料,估計(jì)全世界每年因腐蝕報(bào)廢的鋼鐵設(shè)備約為其年產(chǎn)量的30% ,造成地球上的有限資源日益枯竭.全世界每90s就有1t鋼被腐蝕成鐵銹,而煉制1t鋼所需的能源可供一個(gè)家庭使用3個(gè)月,因此,腐蝕造成了對自然資源的極大浪費(fèi)。因腐蝕而造成的間接損失往往比直接損失更大,甚至難以估計(jì)。這些損失包括因腐蝕引起的停工停產(chǎn),產(chǎn)品質(zhì)量下降,大量有用有毒物質(zhì)的泄漏、爆炸,以及大規(guī)模的環(huán)境污染等。一些腐蝕破壞事故還造成了人員傷亡,直接威脅著人民群眾的生命安全。為了提高金屬材料的使用壽命和使用性能，減少因?yàn)楦g帶來的經(jīng)濟(jì)損失，我們需要對金屬的腐蝕進(jìn)行防護(hù)。2.金屬腐蝕防護(hù)的方法

1.改變金屬的組成這種方法最常見的是不銹鋼材料。通過在鋼鐵中加入12-30%的金屬鉻而改變鋼鐵原有的組成從而改善性能不易腐蝕。如目前迅速發(fā)展起來的不銹鋼炊具餐具等就是以此為材料的。2.形成保護(hù)層在金屬表面覆蓋各種保護(hù)層把被保護(hù)金屬與腐蝕性介質(zhì)隔開是防止金屬腐蝕的有效方法。可以形成以下幾種保護(hù)層來對金屬腐蝕進(jìn)行防護(hù)

（1）磷化處理: 鋼鐵制品去油、除銹后放入特定組成的磷酸鹽溶液中浸泡即可在金屬表面形成一層不溶于水的磷酸鹽薄膜這種過程叫做磷化處理。磷化膜呈暗灰色至黑灰色厚度一般為520μm在大氣中有較好的耐蝕性。

（2）氧化處理將鋼鐵制品加到naoh的混合溶液中加熱處理其表面即可形成一層厚度約為0.51.5μm 的藍(lán)色氧化膜(主要成分為四氧化三鐵)以達(dá)到鋼鐵防腐蝕的目的此過程稱為發(fā)藍(lán)處理。這種氧化膜具有較大的彈性和潤滑性不影響零件的精度。故精密儀器和光學(xué)儀器的部件彈簧鋼、薄鋼片、細(xì)鋼絲等常用發(fā)藍(lán)處理。

（3非金屬涂層用非金屬物質(zhì)如油漆、噴漆、搪瓷、陶瓷、玻璃、瀝青、高分子材料(如塑料、橡膠、聚酯)等涂在金屬表面上形成保護(hù)層稱為非金屬涂層也可達(dá)到防腐蝕的目的。例如船身、車廂、水桶等常涂油漆汽車外殼常噴漆槍炮、機(jī)器常涂礦物性油脂等。

（4）金屬保護(hù)層它是以一種耐腐蝕性較強(qiáng)的金屬或合金鍍在被保護(hù)的另一種金屬制品表面上所形成的保護(hù)鍍層。金屬鍍層的形成除電鍍、化學(xué)鍍外還有熱浸鍍、熱噴鍍、滲鍍、真空鍍等方法 陰極保護(hù)法金屬的腐蝕是一陽極過程。因此,防治金屬腐蝕的第三大對策就是將金屬置于陰極,即陰極保護(hù)法。陰極保護(hù)法具體又分為兩種。其一是將被保護(hù)的金屬(陰極)和電極電勢較低的金屬(作為犧牲性陽極而溶解掉)接在一起,這也稱為犧牲陽極保護(hù)法。比如海上航行的船只,在船底四周鑲上鋅塊,此時(shí),船體是陰極受到保護(hù),鋅塊是陽極代替船體而受腐蝕。其二是將被保護(hù)的金屬接在外加電源的負(fù)極上使之成為陰極,正極則接到一些廢鐵上作為犧牲性陽極或接到某些導(dǎo)體如石墨、高硅鑄鐵、鉛銀合金、鍍鉑鈦等上面作為惰性陽極。在化工廠中一些裝有酸性溶液的容器或管道以及地下的水管或輸油管常用這種方法防腐。3.4 緩蝕劑法緩蝕劑是一類能夠防止或減緩金屬腐蝕的無機(jī)物或有機(jī)物目前應(yīng)用范圍較廣,具有用量少、保護(hù)效能高、不改變金屬制品性能,使用方便等優(yōu)點(diǎn)。無機(jī)緩蝕劑如鉻酸鹽、鉬酸鹽、鎢酸鹽、亞硝酸鹽等。有機(jī)緩蝕劑如炔醇類、羧酸鹽類、雜環(huán)類、有機(jī)磷酸鹽類、胺類、醛類等譬如醫(yī)院中常用&解新潔爾滅和多亞硝酸鈉溶液浸泡鋼制器械, 以達(dá)到消毒和防腐蝕的雙重目的。3.5 尋找新的耐腐蝕替代品上述四大對策只能防護(hù)不能根治。解決金屬腐蝕問題的根本方法是研制開發(fā)新的耐腐蝕材料,如特種合金、新型陶瓷、復(fù)合材料等。比如實(shí)驗(yàn)室中常用鉑作坩鍋或惰性電極,防腐效果很好,但因其成本太高而不可能在工業(yè)上大規(guī)模使用。不銹鋼則是便宜得多因而也用得較為普遍。鈦也是一種很好的耐腐蝕金屬。由爆炸焊接新技術(shù)制造出的一種鈦鋼復(fù)合材料,既不怕酸、堿、鹽等的腐蝕,價(jià)格也較低。化工廠的反應(yīng)罐、輸液管道,用鈦鋼復(fù)合材料來替代不銹鋼,使用壽命可大大延長。科學(xué)家研制成功的一種貌似玻璃的透明金屬,稱“金屬玻璃”,它具有很高的抗張強(qiáng)度,還對外界酸堿的侵蝕顯現(xiàn)出驚人的抵抗力。精密陶瓷,已開始在精密機(jī)械和化工領(lǐng)域取代金屬材料和高分子材料。在宇航、核能等領(lǐng)域中,工程陶瓷可取代昂貴的耐蝕、耐熱合金。隨著科技的進(jìn)步,新的耐腐蝕材料正層出不窮。

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大氣腐蝕與防護(hù)論文題目 金屬腐蝕防護(hù)的論文篇三

航空材料的腐蝕與防護(hù)

姓 名：王 俊 專 業(yè)：材料物理 學(xué)號(hào)：1320122111

航空材料的腐蝕與防護(hù)

摘要：材料腐蝕的概念和研究材料腐蝕的重要性，航空材料的分類和演變，航空材料腐蝕防護(hù)技術(shù)的歷史和現(xiàn)狀特點(diǎn)，航空材料腐蝕現(xiàn)象及其機(jī)理，腐蝕對航空材料的影響，解決航空材料腐蝕問題及其防護(hù)與治理。

關(guān)鍵詞：航空材，腐蝕，防護(hù)。前言

金屬和它所在的環(huán)境介質(zhì)之間發(fā)生化學(xué)、電化學(xué)或物理作用，引起金屬的變質(zhì)和破壞，稱為金屬腐蝕。隨著非金屬材料的發(fā)展，其失效現(xiàn)象也越來越引起人們的重視。因此腐蝕科學(xué)家們主張把腐蝕的定義擴(kuò)展到所有材料，定義為：腐蝕是材料由于環(huán)境的作用而引起的破壞和變質(zhì)。

腐蝕現(xiàn)象在人們在社會(huì)生產(chǎn)及使用到的各種材料中都普遍存在，由于服役環(huán)境復(fù)雜多變, 不同構(gòu)成材料相互配合影響, 導(dǎo)致航空材料在飛行器的留空階段、停放階段遭受多種不同種類的腐蝕，增加了飛 行器的運(yùn)營成本，對飛行器的功能完整性和使用安全性造成嚴(yán)重的危害。因此開展航空產(chǎn)品的腐蝕與防護(hù)的研究具有明顯的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

1.航空材料的歷史與發(fā)展

1.1航空材料的概論

航空材料是航空工業(yè)主要基礎(chǔ)，航空材料與航空技術(shù)的關(guān)系極為密切，航空航天材料在航空產(chǎn)品發(fā)展中具有極其重要的地位和作用.航空材料既是研制生產(chǎn)航空產(chǎn)品的物質(zhì)保障，又是推動(dòng)航空產(chǎn)品更新?lián)Q代的技術(shù)基礎(chǔ)。1.2.航空材料的分類 航空材料有不同的分類方式。按成份可分為四大類: 

1）金屬材料:鋁合金、鎂合金、鈦合金、鋼、高溫合金、粉末冶金合金等。

2）無機(jī)非金屬材料:玻璃、陶瓷等。

3）高分子材料:透明材料、膠粘劑、橡膠及密封劑、涂料、工程塑料等。

4）先進(jìn)復(fù)合材料:聚合物基復(fù)合材料、金屬基復(fù)合材料、無機(jī)非金屬基復(fù)合材料、碳 /碳復(fù)合材料等。

按使用功能可分為兩大類:結(jié)構(gòu)材料和功能材料。1.3航空材料的演變

早期飛機(jī)的結(jié)構(gòu)以木材、蒙布、金屬絲綁扎而成，后來又發(fā)展為木材與金屬的混合結(jié)構(gòu)。到了二十世紀(jì)三十年代，隨著鋁合金材料的發(fā)展，全金屬承力蒙皮逐漸成為普遍的結(jié)構(gòu)形式。二十世紀(jì)三、四十年代，鎂合金開始進(jìn)入航空結(jié)構(gòu)材料的行列。

四、五十年代，不銹鋼 成為航空結(jié)構(gòu)材料。到五十年代中期開始出現(xiàn)鈦合金，嗣后并被用于飛機(jī)的高溫部位。二十世紀(jì)六十年代，開發(fā)出樹脂基先進(jìn)復(fù)合材料，后來在樹脂基復(fù)合材料的基礎(chǔ)上又出現(xiàn)了金屬基復(fù)合材料?，F(xiàn)代飛機(jī)大量采用新型材料。2.航空材料的不同腐蝕

航空器包括很多不同種類的航空材料，這些材料的種類不同，所處工作環(huán)境不同，導(dǎo)致航空材料的腐蝕具有多樣性。

2.1環(huán)境作用下的電化學(xué)腐蝕

電化學(xué)腐蝕是一種非常普遍的現(xiàn)象，很多材料物品都會(huì)受到其影響。而電位差與電解質(zhì)溶液就是形成電化學(xué)腐蝕的兩個(gè)基本條件。在飛行器結(jié)構(gòu)中，不同的結(jié)構(gòu)由于承擔(dān)的功能不同，所使用材料的性質(zhì)也不同。例如，飛行器的蒙皮多采用具有出色延展性而強(qiáng)度相對較低的鋁合金，起落架和龍骨梁則多選用高強(qiáng)度的合金鋼。材料不同，它們的電極，如果接觸就有可能產(chǎn)生腐蝕的隱患；就算是同種類的材料，由于其內(nèi)部雜質(zhì)的存在或其自身就是由不同電極電位多相組成。因此, 構(gòu)成飛行器的航空材料客觀上都存有電化學(xué)腐蝕的可能。僅有電極電位差，而沒有在電極間傳遞電荷的電解質(zhì)溶液, 并不會(huì)形成導(dǎo)致腐蝕現(xiàn)象的腐蝕電池，但現(xiàn)實(shí)中飛行器的電化學(xué)腐蝕現(xiàn)象說明電解質(zhì)溶液在飛行器中普遍存在。

2.2 承力結(jié)構(gòu)應(yīng)力腐蝕

材料除受環(huán)境作用外還受各種應(yīng)力作用，因此會(huì)導(dǎo)致較單一因素下更嚴(yán)重的腐蝕破壞形式。應(yīng)力腐蝕是應(yīng)力和腐蝕環(huán)境共同作用下的材料破壞形式。應(yīng)力腐蝕僅發(fā)生在特定的腐蝕環(huán)境和材料體系中，其特點(diǎn)是造成此種破壞的靜應(yīng)力遠(yuǎn)低于材料的屈服強(qiáng)度，斷裂形式為沒有塑性變形的脆斷，且主要由拉應(yīng)力造成。

以起落架的應(yīng)力腐蝕為例，飛行器的起落架結(jié)構(gòu)為飛行器的主要受力結(jié)構(gòu)之一，當(dāng)飛行器處于停放狀態(tài)時(shí)，起落架的輪軸受拉應(yīng)力作用，可能在相應(yīng)的腐蝕介質(zhì)作用下發(fā)生應(yīng)力腐蝕。起落架材質(zhì)一般為鍍鉻的高強(qiáng)鋼，鉻鍍層強(qiáng)度高、耐磨但鍍層較脆，容易在飛行器起降的交變載荷作用下沿缺陷剝落而失效。

2.3 發(fā)動(dòng)機(jī)的高溫腐蝕

發(fā)動(dòng)機(jī)的主要腐蝕表現(xiàn)形式是高溫氧化腐蝕。推力大、效率高、油耗低、壽命長是航空發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展趨勢。只有對渦輪進(jìn)口燃?xì)鉁囟冗M(jìn)行提升，才能供給出需 要的增壓比與流量比，實(shí)現(xiàn)提升推力的同時(shí)降低油耗。所以發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片的抗高溫腐蝕性能極其關(guān)鍵。對此主要可采取以下幾種方法:保障性能前提之下，提高葉片材料本身的熔點(diǎn)及高溫抗氧化能力；使用與基體材料親和力更好、高溫性 能更好的抗氧化保護(hù)涂層。

2.4 意外腐蝕

飛行器服役中還存在意外腐蝕。這種腐蝕與飛行器的設(shè)計(jì)、選材及運(yùn)行環(huán)境無關(guān)，完全是由人為不當(dāng)操作造成。比如機(jī)上承載強(qiáng)腐蝕性物質(zhì)，發(fā)生泄漏而造成飛行器發(fā)生腐蝕。通過編制詳細(xì)的操作流程與有關(guān)部門加強(qiáng)監(jiān)督管理，并制定相應(yīng)的強(qiáng)制性規(guī)定規(guī)范，并由專人進(jìn)行負(fù)責(zé)落實(shí)便可完全避免人為因素而造成的腐蝕現(xiàn)象。

3.腐蝕機(jī)理和測試技術(shù)研究

高強(qiáng)度航空材料在力學(xué)-環(huán)境因素的交互作用下可能會(huì)發(fā)生應(yīng)力腐蝕而導(dǎo)致災(zāi)難性的事故。因此開展應(yīng)力腐蝕的測試和研究是腐蝕和防護(hù)的一項(xiàng)重要內(nèi)容。目前已經(jīng)發(fā)展了一些應(yīng)力腐蝕敏感性的測試標(biāo)準(zhǔn)。這些試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)在研究新研材料和引進(jìn)飛機(jī)材料的應(yīng)力腐蝕性能方面發(fā)揮了重要作用。另外也有人設(shè)計(jì)了一些非標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)來模擬試件的服役條件，試驗(yàn)的結(jié)果與實(shí)際情況符合的較好。由于實(shí)際的應(yīng)力腐蝕往往發(fā)生在大氣環(huán)境中,所以設(shè)計(jì)了一種便攜式拉伸應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)器,用于開展戶外大氣應(yīng)力腐蝕的研究。

飛機(jī)結(jié)構(gòu)往往由多種材料構(gòu)成,在一定條件下不同材料的相互接觸會(huì)導(dǎo)致接觸腐蝕和電偶腐蝕。研究者對鋼與鋁合金和鈦合金接觸時(shí)的電偶腐蝕和防護(hù)方法進(jìn)行研究,得到了很多對實(shí)際工程有指導(dǎo)價(jià)值的結(jié)論。隨著復(fù)合材料在航空產(chǎn)品上得到應(yīng)用,復(fù)合材料和金屬材料接觸時(shí)所引起的相容性問題開始得到人們的重視,并提出了一些防護(hù)措施。現(xiàn)役飛機(jī)鋁合金構(gòu)件的主要腐蝕形式是點(diǎn)腐蝕，點(diǎn)蝕形成的蝕坑通常是腐蝕疲勞的裂紋的裂紋源，航空材料的腐蝕疲勞損傷往往是在腐蝕點(diǎn)上的裂紋生成和擴(kuò)展導(dǎo)致的。點(diǎn)蝕形成現(xiàn)在比較公認(rèn)的是蝕點(diǎn)內(nèi)部發(fā)生的自催化過程。鋁合金材料點(diǎn)蝕形成是一種自發(fā)催化閉塞電池作用的結(jié)果，蝕點(diǎn)不斷向金屬深處腐蝕，并使在鈍化過程受到抑制，由于閉塞電池的腐蝕電流使周圍得到了陰極保護(hù)，因而抑制了蝕點(diǎn)周圍的全面腐蝕，但是加速了點(diǎn)蝕的迅速發(fā)展。隨著腐蝕時(shí)間的延長，點(diǎn)蝕的深度和表面半徑都在不斷的增大，相鄰的蝕點(diǎn)會(huì)相互交錯(cuò)形成更大更深的蝕點(diǎn)。

4.表面強(qiáng)化和防護(hù)

4.1 航空發(fā)動(dòng)機(jī)高溫防護(hù)涂層

航空發(fā)動(dòng)機(jī)所用的高溫防護(hù)涂層一般可分成擴(kuò)散涂層和包覆涂層。目前我國已經(jīng)發(fā)展出多種發(fā)動(dòng)機(jī)部件所使用的鎳鎘擴(kuò)散涂層、滲al，al+si料漿涂層、pt-al涂層、包覆型m、cr、al、x涂層、熱障涂層、抗氧化防脆化涂層、封嚴(yán)涂層等,部分涂層進(jìn)入批量生產(chǎn)階段。mc r a iy 涂層是一種包覆性涂層,它克服了傳統(tǒng)鋁化物涂層與基體之間互相制約的弱點(diǎn)，進(jìn)一步提高了發(fā)動(dòng)機(jī)材料的抗氧化的能力。隨著航空燃?xì)廨啓C(jī)向高流量比、高推重比、高進(jìn)口溫度的方向發(fā)展,燃燒室中的燃?xì)鉁囟群蛪毫Σ粩嗵岣?我國開展了熱障涂層（thermal barrier coatings,簡稱tbc s)的研究。熱障涂層是由陶瓷隔熱面層和金屬粘結(jié)底層組成的涂層系統(tǒng)。zro2 是目前陶瓷隔熱面層中研究最多的成分。熱循環(huán)試驗(yàn)證明柱狀晶組織較普通的纖維狀組織具有更高的抗熱疲勞性能另外我國還開展了納米陶瓷熱障涂層的研究。4.2表面強(qiáng)化

表面強(qiáng)化工藝技術(shù)涉及到各種金屬材料(鋼、鋁合金、鈦合金、高溫合金、金屬基復(fù)合材料等)，對于不同的晶體結(jié)構(gòu)(面心立方、體心立方、密排六方)有多種不同的強(qiáng)化方法和工藝參教；同時(shí)根據(jù)航空高強(qiáng)度構(gòu)件外形的幾何形狀不同，選擇不同工藝參教和前后順序的搭配方式。但是，所有強(qiáng)化工藝處理后材料都會(huì)因?yàn)樗苄宰冃我鸨韺咏M織結(jié)構(gòu)、殘余應(yīng)力和硬度的梯度以及表面形貌等發(fā)生變化，起到降低外加拉應(yīng)力和應(yīng)力集中系數(shù)的作用，從而對耐磨性和疲勞性能 產(chǎn)生影響。電子束表面處理是利用高能量密度的電子束對材料表面進(jìn)行加工，是不同于機(jī)械加工的一種新型加工方法悄。

12i，其中電子束物理氣相沉積以及電子束表面處理等在工業(yè)上的應(yīng)用最為廣泛。電子束加工方法起源于德國，經(jīng)過幾十年的 發(fā)展，目前全世界已有幾千臺(tái)設(shè)備在核工業(yè)、航空航天工業(yè)、精密加工業(yè)及重型 機(jī)械等工業(yè)部門應(yīng)用，現(xiàn)已完全被工業(yè)部門所接受。電子束表面改性技術(shù)是20世紀(jì)70年代才發(fā)展起來的新技術(shù)。電子束表面改性處理包括金屬材料的表面淬 火、表面合金化、表面清洗及熔覆、薄極退火，以及半導(dǎo)體材料的退火和摻雜等。目前，電子束表面非晶態(tài)處理及沖擊淬火等先進(jìn)處理工藝的研究也已經(jīng)在世界各國廣泛展開。激光沖擊強(qiáng)化(laser shock pening，lsp)技術(shù)是一種利用激光沖擊波對材料表面進(jìn)行改性，提高材料的抗疲勞、磨損和應(yīng)力腐蝕等性能的技術(shù)。目前激光沖擊技術(shù)在工程中應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域是合金材料的表面強(qiáng)化，與滾壓、噴丸、冷擠壓等材料表面強(qiáng)化處理的方法相比，激光沖擊強(qiáng)化處理具有非接觸，無熱影響區(qū)和強(qiáng)化效果顯著等突出的優(yōu)點(diǎn)。其原理是當(dāng)短脈沖(十幾納秒)的高峰值功率密度(大于109w／cm2)的激光輻射金屬靶材時(shí)，金屬表面吸收層吸收激光能量發(fā)生爆炸性汽化蒸發(fā)，產(chǎn)生高溫(大于10000k)、高壓(大于1gpa)的等離子體，該等離子體受到約束層約束時(shí)產(chǎn)生高強(qiáng)度壓力沖擊波，作用于金屬表面并向內(nèi)部傳播。材料表層就產(chǎn)生應(yīng)變硬化，殘留很大的壓應(yīng)力。激光束經(jīng)過凸透鏡聚焦后，功率密度可以達(dá)到1～50 gw／cm2，接著大部分激光能量將被涂層吸收，能量轉(zhuǎn)化成沖擊波的形式，透明物質(zhì)水即所謂限制層，它將基體和基體表面的涂層包覆起來。

5.航空材料的腐蝕與防護(hù)的意義

我國的腐蝕和防護(hù)研究為我國航空工業(yè)的發(fā)展做出了應(yīng)有的貢獻(xiàn),在腐蝕機(jī)理和測試、航空發(fā)動(dòng)機(jī)高溫防護(hù)涂層以及表面處理和防護(hù)技術(shù)等方面都取得了不小成績。

參考文獻(xiàn)

[ 1]《航空材料與腐蝕防護(hù)》--------------講義中國民航大學(xué)理學(xué)院材料化學(xué)教研室------------蘇景新

[ 2]《我國航空材料的腐蝕與防護(hù)現(xiàn)狀與展望》----------蔡健平，陸峰，吳小梅.[3]《航空材料腐蝕疲勞研究進(jìn)展.腐蝕與防護(hù)》-------耿德平，宋慶功。[4] 《ta 15鈦合金與鋁合金接觸腐蝕與防護(hù)研究》-------------張曉云，孫志華，湯智慧等 [5]《航空材料的腐蝕問題與防治對策》------------------------------崔坤林.[6]《民機(jī)結(jié)構(gòu)外露關(guān)鍵部位涂層加速腐蝕環(huán)境譜研究》--------楊洪源，劉文。

[7]《材料腐蝕與防護(hù)》-------------冶金工業(yè)出版社------------孫秋霞主編。

大氣腐蝕與防護(hù)論文題目 金屬腐蝕防護(hù)的論文篇四

材料腐蝕與防護(hù)復(fù)習(xí)題

適用于材料成型與控制專業(yè)

一、名詞解釋

1、腐蝕:

材料與所處環(huán)境介質(zhì)之間發(fā)生作用而引起材料的變質(zhì)和破壞。

2、腐蝕原電池：只能導(dǎo)致金屬材料破壞而不能對外界作功的短路原電池；

特點(diǎn)：1.陽極反應(yīng)都是金屬的氧化反應(yīng)，造成金屬材料的破壞

2.反應(yīng)最大限度的不可逆

3.陰、陽極短路，不對外做功

3.腐蝕電池的工作環(huán)節(jié)：1.陽極反應(yīng)通式：me→men++ne

可溶性離子，如

fe-2e＝fe2+

；2.陰極反應(yīng)通式：d+me＝[]

2h++2e＝h2

析氫腐蝕或氫去極化腐蝕；3.電流回路

金屬部分：電子由陽極流向陰極溶液部分：正離子由陽極向陰極遷移

4.形成腐蝕電池的原因：金屬方面：成分不均勻；表面狀態(tài)不均勻；組織結(jié)構(gòu)不均勻；應(yīng)

力和形變不均勻；

“亞微觀”不均勻；環(huán)境方面：金屬離子濃度差異；氧濃度的差異；

溫度差異

5.交換電流密度：當(dāng)電極反應(yīng)處于平衡時(shí)，電極反應(yīng)的兩個(gè)方向進(jìn)行的速度相等，此時(shí)按兩

個(gè)反應(yīng)方向進(jìn)行的陽極反應(yīng)和陰極反應(yīng)的電流密度絕對值叫做交換電流密度。

6.電動(dòng)序：將各種金屬的標(biāo)準(zhǔn)電位

e0的數(shù)值從小到大排列起來，就得到

“電動(dòng)序”。

7.腐蝕電位：金屬在給定腐蝕體系中的電極電位

。電偶序：在某給定環(huán)境中，以實(shí)測的金屬和合金的自然腐蝕電位高低，依次排列的順序

8.電化學(xué)腐蝕傾向的判斷：自由焓準(zhǔn)則

當(dāng)△g<0，則腐蝕反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行。

|δ

g|愈大則腐蝕傾向愈大。當(dāng)△g=

0，腐蝕反應(yīng)達(dá)到平衡。當(dāng)△g>

0，腐蝕反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。

9.電極：金屬浸于電解質(zhì)溶液中所組成的系統(tǒng)。

10.電位:金屬和溶液兩相之間的電位差叫做電極系統(tǒng)的絕對電極電位，簡稱電位，記為e。

11.電極電位：電極系統(tǒng)中金屬與溶液之間的電位差稱為該電極的電極電位。

11、平衡電位：當(dāng)電極反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，電極系統(tǒng)的電位稱為平衡電位，記為

ee

意義：

當(dāng)電極系統(tǒng)處于平衡電位時(shí)，電極反應(yīng)的正逆方向速度相等，凈反應(yīng)速度為零。在兩相ｃ、a

之間物質(zhì)的遷移和電荷的遷移都是平衡的。

12.、非平衡電位：當(dāng)電極反應(yīng)不處于平衡狀態(tài)，電極系統(tǒng)電位稱為非平衡電位

13.標(biāo)準(zhǔn)電位：電極反應(yīng)的各組分活度(或分壓)都為

1，溫度為

250

c

時(shí)，平衡電位

ee

等

于

e0，e0

稱為標(biāo)準(zhǔn)電位。

14.平衡電位的意義：平衡電位總是和電極反應(yīng)聯(lián)系在一起的。當(dāng)電極系統(tǒng)處于平衡電位時(shí)

電極反應(yīng)的正方向速度和逆方向速度相等，凈反應(yīng)速度為零。

在兩相之間物質(zhì)的過程和

電荷的遷移都是平衡的。

15.活化極化：

電子轉(zhuǎn)移步驟的阻力所造成的極化叫做活化極化，或電化學(xué)極化；

濃度極化：

液相傳質(zhì)步驟的阻力所造成的極化叫做濃度極化，或濃差極化。電極反應(yīng)是受電化學(xué)反應(yīng)速度控制。

16.陽極極化(陰極極化)

答：當(dāng)通過電流時(shí)陽極電位向正的方向移動(dòng)的現(xiàn)象，稱為陽極極化。（當(dāng)通過電流時(shí)陰極電位向負(fù)的方向移動(dòng)的現(xiàn)象，稱為陰極極化）

17.極化：由于電極上有凈電流通過，電極電位顯著地偏離了未通過凈電流時(shí)的起

始點(diǎn)位的變化現(xiàn)象。

去極化：消除或減弱陽極和陰極的極化作用的電極過程稱為去極化作用，則能消除或減弱極化的現(xiàn)象稱為去極化。

19.鈍性:金屬或合金在一定條件下有活化態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)殁g態(tài)的過程為鈍化，金屬或合金鈍化后所具有的耐蝕性為鈍性。

20．混合電位：指腐蝕過程可分為兩個(gè)或兩個(gè)以上的氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)，且反應(yīng)過程不會(huì)有凈電荷的積累，也稱為自腐蝕電位。

21.吸氧腐蝕：指金屬在酸性很弱或中性溶液里，空氣里的氧氣溶解于金屬表面水膜中發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)引起陽極金屬或合金不斷溶解的腐蝕現(xiàn)象。

析氫腐蝕

以氫離子作為去極化劑的腐蝕過程，稱為析氫腐蝕

22.材料失效的三種形式是：

斷裂、磨損

和

磨蝕。

23.全面腐蝕

：是指整個(gè)金屬表面均發(fā)生腐蝕，它可以是均勻的也可以是不均勻的。

17．局部腐蝕：指僅局限或集中在金屬的某一特定部位的腐蝕，其腐蝕速度遠(yuǎn)大于其他部位的腐蝕速度。

24.應(yīng)力腐蝕

：是指敏感材料在拉應(yīng)力和特定介質(zhì)的共同作用下引起的斷裂。

25.晶間腐蝕

：是金屬材料在特定的腐蝕介質(zhì)中沿著材料的晶界發(fā)生的一種局部腐蝕。在金屬（合金）表面無任何變化的情況下，使晶粒間失去結(jié)合力，金屬強(qiáng)度完全喪失，導(dǎo)致設(shè)備突發(fā)性破壞。

26.腐蝕疲勞

：是指材料或構(gòu)件在交變應(yīng)力與腐蝕環(huán)境的共同作用下產(chǎn)生的脆性斷裂。

點(diǎn)（孔）腐蝕：是一種腐蝕集中在金屬（合金）表面數(shù)十微米范圍內(nèi)且向縱深發(fā)展的腐蝕形式。

27.縫隙腐蝕：由于縫隙的存在，使縫隙內(nèi)溶液中與腐蝕有關(guān)的物質(zhì)遷移困難而引起縫隙內(nèi)金屬的腐蝕的現(xiàn)象。

28.選擇性氧化：如果合金中b組元的濃度低于臨界濃度，則最初在合金表面只形成ao，b組元從氧化膜/金屬界面向合金內(nèi)部擴(kuò)散。但由于b組元與氧親和力大，隨著氧化的進(jìn)行，當(dāng)界面處b的濃度達(dá)到形成bo的臨界濃度時(shí)，將發(fā)生b+ao---a+bo的反應(yīng)，氧化產(chǎn)物將轉(zhuǎn)變?yōu)閎o。這種情形稱為合金的選擇性氧化。

29.選擇腐蝕：是指多元合金中較活潑組分或負(fù)電性金屬的優(yōu)先溶解。

30.腐蝕疲勞:材料或構(gòu)件在交變應(yīng)力與腐蝕環(huán)境的共同作用下產(chǎn)生的脆性斷裂。

磨損腐蝕指在磨損和腐蝕的綜合作用下材料發(fā)生的加速腐蝕破壞。有三種表現(xiàn)形式：

摩振腐蝕、湍流腐蝕

和

空泡腐蝕。

31.電化學(xué)保護(hù)：通過施加外電動(dòng)勢將被保護(hù)的金屬的電位移向免蝕區(qū)或鈍化區(qū)，以減小或防止金屬腐蝕的方法。

32.陰極保護(hù)：將被保護(hù)的金屬與外加直流電源的負(fù)極相連，在金屬表面通入足夠的陰極電流，使金屬電位變負(fù)，陰極極化以降低或防止金屬腐蝕的方法。

33.陽極保護(hù)：將被保護(hù)的金屬構(gòu)件與外加直流電源的正極相連，在電解質(zhì)溶液中使金屬構(gòu)件陽極極化至一定電位，使其建立并維持穩(wěn)定的鈍態(tài)，從而陽極溶解受到抑制，腐蝕速度顯著降低，使設(shè)備得到保護(hù)。

34.外加電流陰極保護(hù)法：將被保護(hù)金屬設(shè)備與直流電源的負(fù)極相連，使之成為陰

極，陽極為一個(gè)不溶性的輔助電極，利用外加陰極電流進(jìn)行陰極極化，二者組成宏觀電池實(shí)現(xiàn)陰極保護(hù)的方法。

13.犧牲陽極陰極保護(hù)法:

在被保護(hù)的金屬上連接電位更負(fù)的金屬或合金作為陽極，依靠它不斷溶解所產(chǎn)生的陰極電流對金屬進(jìn)行陰極極化。

35．保護(hù)電位：在陽極極化曲線中，在極化電流上升時(shí)進(jìn)行回掃，與正掃曲線相交，此點(diǎn)的電位稱為保護(hù)電位。

二、判斷題

1、陰極反應(yīng)是電解質(zhì)中的金屬失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)程。(×)

2、只能導(dǎo)致金屬材料腐蝕破壞而不能對外做有用功的短路原電池稱為腐蝕電池。(√)

3、在電極系統(tǒng)中，溶液中金屬離子濃度越高，電極的電極電位越負(fù)。(×)

4、電極反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)所具有的電位，通常稱為平衡電極電位。(√)

5、因外電流流入或流出，電極系統(tǒng)的電極電位隨電流密度改變所發(fā)生的偏離平衡電極電位的現(xiàn)象稱為電極極化現(xiàn)象。(√)

6、由于腐蝕介質(zhì)中去極化劑的存在，使得單一金屬不能夠與腐蝕介質(zhì)構(gòu)成腐蝕電池。(×)

7、在對金屬實(shí)施電化學(xué)保護(hù)時(shí)，為避免氫損傷，陰極保護(hù)電位不能高于析氫電位。(×)

8、非氧化性酸的腐蝕速度隨氫氧根離子濃度的增加而上升。(×)

9、在覆層缺陷處形成的腐蝕電池中，陽極性覆蓋層能夠?qū)w金屬起到陽極保護(hù)作用。(√)

10、在生產(chǎn)中的有色金屬零件和黑色金屬零件集中堆放。(×)

11.發(fā)生電化腐蝕時(shí)都有能量的轉(zhuǎn)變，且被腐蝕的金屬總是失電子。(×)

12.非平衡電極電位的物質(zhì)交換和電荷交換均不平衡。(×)

13.在充氧的h2so4

中cu

片首先發(fā)生吸氧腐蝕，然后發(fā)生析氫腐蝕。(×)

14.對氫脆敏感的材料不能采取陰極保護(hù)。(√)

三、填空題

1.材料腐蝕是指材料由于環(huán)境的作用而引起的破壞和變質(zhì)。

2.金屬的電化學(xué)腐蝕的發(fā)生條件是金屬或合金的化學(xué)成分不均一，含有各種雜質(zhì)和合金元.存在，組織結(jié)構(gòu)不均一，物理狀態(tài)不均一，表面氧化（保護(hù)）膜不完整。

3.根據(jù)腐蝕傾向的熱力學(xué)判據(jù)，金屬發(fā)生腐蝕的電化學(xué)判據(jù)為（(△g)t,p＜0）。

4．pb在酸性含氧的水溶液中會(huì)發(fā)生

吸氧

腐蝕。

5．氧去極化腐蝕速度主要取決于（溶解氧向電極表面的傳遞速度和氧在電極表面的放電速度）。

6．在氧去極化的電化學(xué)反應(yīng)中，對于敞開體系，當(dāng)溫度升高時(shí)，腐蝕速度（降低）。

7.發(fā)生析氫腐蝕的條件介質(zhì)中必須有

h

+

存在和腐蝕電池的陽極金屬電位必須低于氫的平衡電極電位。

8．點(diǎn)蝕通常發(fā)生在（有鈍化膜）金屬表面上，并且介質(zhì)條件為（含有cl-離子）。

9．縫隙腐蝕發(fā)生應(yīng)滿足的條件為：（氧濃差電池與閉塞電池自催化效應(yīng)共同作用）。

10、一般涂層的結(jié)構(gòu)包括

底漆、中間層、面

漆。

11、發(fā)生吸氧腐蝕時(shí)，在堿性介質(zhì)中陰極反應(yīng)式

（o2

+

2h2o

+

4e

=

4oh-），在酸性介質(zhì)中

陰極反應(yīng)式（o2

+

4h+

+

4e

=

2h2o）

12、析氫腐蝕體系主要受

活化

極化控制，而吸氧腐蝕體系主要受

濃差

極化控制。

13、在陰極保護(hù)中,判斷金屬是否達(dá)到完全保護(hù),通常用

最小保護(hù)電位、最小保

護(hù)電流密度

判斷。

14、發(fā)生析氫腐蝕的條件

介質(zhì)中必須有

h

+

存在和腐蝕電池的陽極金屬電位必須低于氫的平衡電極電位。

15．按緩蝕劑的作用機(jī)理，可將緩蝕劑分為：陽極型緩蝕劑、陰極型緩蝕劑和混合型緩蝕劑，其中陽極型緩蝕劑用量不足易造成孔蝕。

16．在電化學(xué)保護(hù)法中，如控制不當(dāng)，外加電流陰極保護(hù)法易造成雜散電流腐蝕，陽極保護(hù)法易加劇金屬的腐蝕。

17.金屬發(fā)生化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕的傾向均可用自由能進(jìn)行判斷。

18.陽極保護(hù)基本原理是將金屬進(jìn)入陽極極化，使其進(jìn)入鈍化區(qū)而得到保護(hù)。

19.材料的防護(hù)常從以下五方面進(jìn)行:(1)正確選材;(2)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);(3)

覆蓋層保護(hù);(4)電化學(xué)保護(hù);(5)緩蝕劑保護(hù)。

20.合金中的雜質(zhì)、碳化物等第二相一般是作為陰極，使合金的腐蝕速度

加

快。

21.由于生成了h2co3，使co2

對金屬構(gòu)件有極強(qiáng)的腐蝕性。

22.在電化學(xué)腐蝕中，腐蝕速度可以用

電流密度i

表征。

23.就腐蝕的危害性而言，局部腐蝕和全面腐蝕，局部腐蝕的危害更大。

24．在氧去極化的電化學(xué)反應(yīng)中，對于敞開體系，當(dāng)溫度升高時(shí)，腐蝕速度降低。

25.發(fā)生析氫腐蝕的條件

介質(zhì)中必須有

h

+

存在和腐蝕電池的陽極金屬電位必須(低

于)氫的平衡電極電位。

1、金屬的腐蝕過程，其實(shí)質(zhì)就是金屬單質(zhì)被（氧化）形成化合物的過程。

2、金屬材料的化學(xué)腐蝕是指金屬表面與（環(huán)境）介質(zhì)直接發(fā)生純化學(xué)作用而引起的破壞。

3、借助于氧化還原反應(yīng)將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)椋娔埽┑难b置叫做原電池。

4、當(dāng)電極系統(tǒng)處于平衡電位時(shí)，電極反應(yīng)的正方向速度和逆方向速度（相等）。

5、當(dāng)金屬與介質(zhì)或不同金屬相接觸時(shí)，（電化學(xué)腐蝕）時(shí)才發(fā)生腐蝕。

6、電極的任何去極化過程，都將導(dǎo)致金屬腐蝕速度的（加快）。

7、兩種或兩種以上的異種金屬或合金、甚至同一金屬的不同部位，在腐蝕介質(zhì)中相互接觸時(shí)，都將因（腐蝕）電位的不同而發(fā)生電偶腐蝕現(xiàn)象。

8、金屬電化學(xué)腐蝕導(dǎo)致氫損傷的主要原因是因?yàn)椋ㄎ鰵洌┓磻?yīng)。

9、金屬在鹽酸中的腐蝕速度隨鹽酸濃度的（升高）而上升。

10、靜止淡水中金屬腐蝕的過程主要受（氧）的擴(kuò)散步驟所控制。

11、按潮濕程度，大氣腐蝕可分為（干大氣腐蝕）（潮大氣腐蝕）（濕大氣腐蝕）。

12、涂料的組成分為三部分：（主要成膜物質(zhì)）（次要成膜物質(zhì)）（輔助成膜物質(zhì)）。

13、陰極保護(hù)分為（犧牲陽極保護(hù)）和（外加電流陰極保護(hù)）兩種。

14、能阻止或減緩金屬腐蝕的物質(zhì)就是（緩蝕劑）

15、金屬腐蝕的本質(zhì)是金屬由能量高的（單質(zhì)狀態(tài)）向能量低的化合物狀態(tài)轉(zhuǎn)變的過程。

16、按腐蝕反應(yīng)的機(jī)理分，腐蝕分為（化學(xué)腐蝕）和（電化學(xué)腐蝕）。按腐蝕形態(tài)分，腐蝕分為（全面腐蝕）和（局部腐蝕）。

17、根據(jù)控制步驟的不同，可將極化分為兩類，（電化學(xué)極化）和（濃差極化）。

18、混合電位理論：當(dāng)一個(gè)電絕緣的金屬試件腐蝕時(shí)，（總氧化速度）與（總還原速度）相等。

19、腐蝕定義中所指的（材料）是內(nèi)因，（環(huán)境）是外因。

20、常見的局部腐蝕有（電偶腐蝕）（點(diǎn)蝕）（縫隙腐蝕）（晶間腐蝕）及（應(yīng)力腐蝕破裂）等。

21、由閉塞電池引起的孔內(nèi)酸化作用從而加速腐蝕的作用，稱為（自催化酸化作用）。

22、縫寬在（0.025~0.1）mm之間的微小縫隙才能發(fā)生縫隙腐蝕。

23、對于縫隙腐蝕，（氧濃差電池）的形成，對腐蝕開始起促進(jìn)作用，而（自催化酸化作用）是造成腐蝕加速的根本原因。

24、縫隙腐蝕的起因是（氧濃差電池）的作用，（閉塞電池的酸化自催化作用）是造成縫隙腐蝕加速進(jìn)行的根本原因。

25、金屬發(fā)生高溫氧化時(shí)，氧化膜具有保護(hù)性的必要條件是

pbr>1。

發(fā)生應(yīng)力腐蝕的3個(gè)基本條件是(敏感的金屬材料)、(特定的腐蝕介質(zhì))、(足夠大的拉伸應(yīng)力)，應(yīng)力腐蝕斷裂分3個(gè)階段，依次為(孕育期)、(裂紋擴(kuò)展期)(快速斷裂期)。

二、選擇題

1.下列哪種說法是錯(cuò)誤的？（b）

a、化學(xué)腐蝕是金屬與環(huán)境介質(zhì)直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的損傷。

b、化學(xué)腐蝕過程中有電流產(chǎn)生。

c、高溫會(huì)加速化學(xué)腐蝕。

d、如果腐蝕產(chǎn)物很致密的話，能形成保護(hù)膜，減慢腐蝕速度，甚至使腐蝕停止下來。

2.電化學(xué)腐蝕中（b）

a．電位高的金屬容易被腐蝕。

b.電位低的金屬容易被腐蝕。

c．兩種金屬同時(shí)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。

d.無論是否有電解質(zhì)溶液存在，只要有電位差就會(huì)發(fā)生腐蝕。

3.下列哪種說法正確？（d）

a、化學(xué)腐蝕發(fā)生在有電位差的兩種金屬接觸面處。

b、對于化學(xué)腐蝕來說，電位低的金屬容易被腐蝕。

c、溫度對化學(xué)腐蝕沒有影響。

d、化學(xué)腐蝕是金屬與環(huán)境介質(zhì)直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的損傷

4.構(gòu)件外觀可能沒有明顯變化的腐蝕是什么腐蝕？

（d）

a.表面腐蝕。

b.絲狀腐蝕。

c.磨損腐蝕。

d.晶間腐蝕。

5.根據(jù)腐蝕的過程將腐蝕分為（b)

a.全面腐蝕和局部腐蝕

b.化學(xué)和電化學(xué)腐蝕

c.大氣腐蝕和海水腐蝕d.應(yīng)力腐蝕和微生物腐蝕

6.晶體中的空位屬于（c）。

a、線缺陷

b、面缺陷

c、點(diǎn)缺陷

d、體缺陷

7.點(diǎn)腐蝕是金屬表面（a）由于微電池作用而發(fā)生的腐蝕。

a.某個(gè)局部b.基體大部

c

.基體全部

金屬在腐蝕介質(zhì)中同時(shí)受（b）作用而發(fā)生的腐蝕，叫疲勞腐蝕。

a.熱應(yīng)力

b.交變應(yīng)力

c

.殘余應(yīng)力

8.金屬電偶腐蝕（d）

a．與兩種相互接觸金屬之間的電位差無關(guān)。

b.與是否存在腐蝕介質(zhì)無關(guān)。

c．發(fā)生在電極電位相同的兩種金屬之間。

d.取決于兩種相接觸金屬之間的電位差

9.應(yīng)力腐蝕是（b）

a、發(fā)生在受拉應(yīng)力的純金屬中的一種腐蝕開裂。

b、發(fā)生在受恒定拉應(yīng)力作用的合金構(gòu)件中的一種腐蝕開裂。

c、發(fā)生在受壓應(yīng)力的純金屬中的一種腐蝕開裂。

d、發(fā)生在受壓應(yīng)力作用的合金構(gòu)件中的一種腐蝕開裂。

10.應(yīng)力腐蝕的三要素是（d）

a、純金屬、拉應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)環(huán)境。

b、純金屬、剪應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)環(huán)境。

c、拉應(yīng)力和剪應(yīng)力，腐蝕介質(zhì)。

d、合金，恒定拉應(yīng)力，腐蝕介質(zhì)

11.鋁合金的絲狀腐蝕（d）

a、是金屬表面發(fā)生的均勻腐蝕。

b、是由于金屬暴露在氧中而發(fā)生的腐蝕。

c、是由于熱處理不當(dāng)而發(fā)生的腐蝕。

d、其特征是漆層下面有隆起。

12.不能用來解釋不銹鋼點(diǎn)蝕機(jī)理的是：（a）

a．

能斯特公式

b自催化酸化作用c．閉塞電池

d．“環(huán)狀”陽極極化曲線

13.、腐蝕疲勞發(fā)生的條件是（c）

a特定材料和敏感介質(zhì)

b靜應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)

c交變應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)

d特定材料和靜應(yīng)力

14.下列材料在相同條件下較易腐蝕的是（b）

a金屬材料表面均勻

b金屬材料表面粗糙

c金屬材料電位較正

d金屬材料表面光滑

15．能夠用來判斷金屬電化學(xué)腐蝕速度大小的是

d

a．電極電位

b．能斯特公式

c．電位－ph圖

d．腐蝕極化圖

16．中性鹽水的陰極極化曲線

d

a.只反映氫去極化行為

b.只反映氧去極化行為

c.先反映氫去極化行為后反映氫和氧共同去極化行為

d.先反映氧去極化行為后反映氧和氫共同去極化行為

17．為了控制奧氏體不銹鋼的晶間腐蝕，以下方法無效的是：c

a．重新固溶處理

b．穩(wěn)定化處理

c．降低含碳量

d．低溫回火處理

18．鋼鐵設(shè)備在封閉系統(tǒng)的水中發(fā)生耗氧腐蝕時(shí)，腐蝕速度隨著溫度的升高而：c

a．增大

b．減小

c．先增大后減小

d．不變

19．下列金屬中最不易發(fā)生鈍化的是：b

a．鉻

b．銅

c．鈦

d．鉬

20．犧牲陽極保護(hù)法的依據(jù)是：d

a.鈍化機(jī)理

b.成膜理論

c.線性極化理論

d.電偶腐蝕原理

21．下列體系中，不屬于應(yīng)力腐蝕的體系是：c

a．低碳鋼在熱濃氫氧化鈉溶液中

b．黃銅在氨水溶液中

c．低碳鋼在海水中

d．不銹鋼在熱的氯離子溶液中

22．不能用來解釋不銹鋼點(diǎn)蝕機(jī)理的是：a

a．能斯特公式

b．自催化酸化作用

c．閉塞電池

d．“環(huán)狀”陽極極化曲線

23．下列物質(zhì)中不能作為腐蝕過程去極化劑的是：a

a．h2

b．o2

c．cu2+

d．cl2

24．進(jìn)行陰極保護(hù)時(shí)：b

a．被保護(hù)設(shè)備是陽極

b．輔助電極是陽極

c．設(shè)備的極化電位比自腐蝕電位正

d．輔助電極不受腐蝕

25.下面那個(gè)圖與原電池的極化曲線圖最接近：b

26.、下列防腐措施中，屬于電化學(xué)保護(hù)法的是（c）

a、用氧化劑使金屬表面生成一層致密穩(wěn)定的氧化物保護(hù)膜

b、在金屬中加入一些鉻或鎳支撐金屬或合金

c、在輪船的船殼水線以下部分裝上一鋅錠

d、金屬表面噴漆

27.有關(guān)氯離子腐蝕，下列說法錯(cuò)誤的是：c

a、氯離子容易穿透金屬表面氧化層進(jìn)入金屬內(nèi)部，破壞金屬的鈍態(tài)。

b、氯離子容易被吸附在金屬表面，取代保護(hù)金屬的氧化層中的氧，使金屬受到破壞。

c、大多數(shù)金屬，在含氯離子的溶液中是通過氫去極化而腐蝕的，所以在氯離子濃度高的時(shí)候，容易產(chǎn)生腐蝕。

d、氯離子的電負(fù)性質(zhì)高，離子半徑相對較小，使得其對金屬的腐蝕很容易發(fā)生。

四、簡答題

1、化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕的主要差別是什么

答:化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕的主要差別在于:化學(xué)腐蝕是金屬直接與周圍介質(zhì)發(fā)生純化

學(xué)作用而引起的腐蝕,腐蝕中沒有自由電子的傳遞;電化學(xué)腐蝕是指金屬在電解質(zhì)溶液

中由于原電池的作用而引起的腐蝕,腐蝕中有自由電子的傳遞。

2、金屬點(diǎn)蝕一般在什么條件下發(fā)生?以鋁材在充氣的nacl溶液中孔蝕為例簡述小孔腐蝕的機(jī)理。

答:金屬點(diǎn)蝕發(fā)生條件有:(1)表面容易產(chǎn)生鈍化膜的金屬材料;(2)有特殊介質(zhì)離子存在;(3)電位大于點(diǎn)蝕電位。

點(diǎn)蝕的發(fā)展機(jī)理目前主要用蝕孔內(nèi)自催化機(jī)制作用(閉塞腐蝕電池理論)。鋁材易于鈍化，在充氣的nacl

溶液中，易于形成蝕孔，于是蝕孔內(nèi)外構(gòu)成膜-孔電池，孔內(nèi)金屬處于活化狀態(tài)(電位較負(fù))，蝕孔外的金屬表面處于鈍態(tài)(電位較正)。

孔內(nèi)陽極反應(yīng):

al→al

3+

+3e

孔外

陰極反應(yīng):

1/2o2+h2o+2e→2oh

孔口

ph

數(shù)值增高，產(chǎn)生二次反應(yīng):

al

3+

+2oh

→al(oh)3



al(oh)3



沉積在孔口形成多孔的蘑菇狀殼層，使得孔內(nèi)外物質(zhì)交換困難，孔內(nèi)介

質(zhì)相對孔外介質(zhì)呈滯流狀態(tài)?？變?nèi)o2

濃度繼續(xù)下降，孔外富氧，形成氧濃差電池。其作

用加快孔內(nèi)不斷離子化，孔內(nèi)al

3+

濃度不斷增加，為保持中性，孔外cl

向孔內(nèi)遷移，與孔內(nèi)

al

3+

形成alcl3，alcl3

濃縮、水解等使得孔內(nèi)

ph

數(shù)值下降，ph

可以達(dá)到

2~3，點(diǎn)

蝕以自催化過程不斷發(fā)展下去。

孔底

由于孔內(nèi)的酸化、h

+

去極化的發(fā)生以及孔外氧去極化綜合作用，加速孔底金屬溶解速度，從而使蝕孔不斷向縱深迅速發(fā)展。

3、簡述金屬在極化過程中腐蝕速度減慢的主要原因是什么

答:金屬在極化過程中腐蝕速度減慢的原因主要有以下三方面:(1)活化極化。由于電

極反應(yīng)速度緩慢引起極化,從而造成金屬腐蝕速度減慢。(2)濃差極化。電極反應(yīng)過程

中,由于電化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行得很快,而電解質(zhì)中物質(zhì)傳輸過程很緩慢,導(dǎo)致反應(yīng)物擴(kuò)散遷

移速度不能滿足電極反應(yīng)速度的需要,而引起極化,從而造成金屬腐蝕速度減慢;生成物從電極表面向溶液深處擴(kuò)散過程的滯后,使反應(yīng)物或生成物在電極表面的濃度和溶液

中的濃度出現(xiàn)差異,形成濃度差,而引起極化,從而造成金屬腐蝕速度減慢。(3)電阻極化。在電極表面生成鈍化膜,從而產(chǎn)生極化,造成金屬腐蝕速度減慢。

4.簡述鈍化產(chǎn)生的原因及鈍化的意義。

化學(xué)因素：由強(qiáng)氧化劑引起的；電化學(xué)因素:外加電流的陽極極化產(chǎn)生的鈍化。

意義：提高金屬材料的鈍化性能；促使金屬材料在使用環(huán)境中鈍化，是腐蝕控制的最有效途徑之一。

5.簡述晶間腐蝕產(chǎn)生的條件、機(jī)理、影響因素及其防止晶間腐蝕的措施。

產(chǎn)生的條件:

組織因素--晶界與晶內(nèi)的物理化學(xué)狀態(tài)及化學(xué)成分不同，導(dǎo)致其電化學(xué)性質(zhì)不均勻;環(huán)境因素--腐蝕介質(zhì)能顯示出晶粒與晶界的電化學(xué)不均勻性。

機(jī)理:

貧化理論和晶間雜質(zhì)偏聚理論。貧化理論：在某些條件作用下，鉻沿晶界擴(kuò)散速度要比晶粒內(nèi)擴(kuò)散慢，補(bǔ)充不上，在晶界上出現(xiàn)貧鉻區(qū)，當(dāng)處于適宜的介質(zhì)條件下時(shí)，就會(huì)形成腐蝕原電池，cr23c6及晶粒為陰極，貧鉻區(qū)為陽極而遭受腐蝕。雜質(zhì)偏聚或第二相析出理論：這種晶間腐蝕與σ

相在晶界析出有關(guān)。在過鈍化電位下，發(fā)生的σ相選擇溶解。

影響因素：1）加熱溫度與時(shí)間，鋼的最短加熱時(shí)間和晶間腐蝕敏感性大小都與它的成分有關(guān)。2）合金成分：碳：奧氏體不銹鋼中碳量愈高，晶間腐蝕傾向愈嚴(yán)重；鉻：能提高不銹鋼耐晶間腐蝕的穩(wěn)定性。鎳：增加不銹鋼晶間腐蝕敏感性。鈦、鈮：高溫能形成穩(wěn)定的碳化物。

防止晶間腐蝕措施。

①變介質(zhì)的腐蝕性；

②采用適當(dāng)?shù)墓に嚧胧┮员M量避免金屬或合金在不適宜的溫度受熱，③采用低碳和高純的不銹鋼或合金，把碳、氮等含量降到合理水平；

④在不銹鋼中添加鈦、鈮等強(qiáng)碳化物形成元素，形成碳化鈦和碳化鈮，以減少晶界貧鉻現(xiàn)象。

6.以不銹鋼在充氣的溶液中孔蝕為例，簡述小孔腐蝕的機(jī)理。

蝕孔內(nèi)的自催化酸化機(jī)制，即閉塞電池作用。蝕孔一旦形成，孔內(nèi)金屬處于活化狀態(tài)（電位較負(fù)），蝕孔外的金屬表面仍處于鈍態(tài)（電位較正），蝕孔內(nèi)外構(gòu)成了膜

孔電池。孔內(nèi)陽極反應(yīng)：

孔外陰極反應(yīng)：

孔口ph值增高，產(chǎn)生二次反應(yīng)：

fe（oh）3沉積在孔口形成多孔的蘑菇狀殼層。使孔內(nèi)外物質(zhì)交換困難?？變?nèi)o2濃度繼續(xù)下降，孔外富氧，形成氧濃差電池。其作用加速了孔內(nèi)不斷離子化，孔內(nèi)fe2+濃度不斷增加，為保持電中性，孔外cl-向孔內(nèi)遷移，并與孔內(nèi)形成fecl2。孔內(nèi)氯化物濃縮、水解等使ph值下降，點(diǎn)蝕以自催化過程不斷發(fā)展下去?？椎祝捎诳變?nèi)的酸化，h+去極化的發(fā)生及孔外氧去極化的綜合作用，加速了孔底金屬的溶解速度。

7.簡述應(yīng)力腐蝕產(chǎn)生的條件、機(jī)理、影響因素及其防止應(yīng)力腐蝕的措施。

產(chǎn)生的條件:

1.敏感材料:合金比純金屬更易發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂。

2.特定的腐蝕介質(zhì):發(fā)生應(yīng)力腐蝕斷裂與其所處的特定的腐蝕介質(zhì)有關(guān).3.拉伸應(yīng)力:增加拉伸應(yīng)力會(huì)降低疲勞壽命，增加拉伸應(yīng)力會(huì)降低疲勞壽命，而增加壓縮應(yīng)力則可提高疲勞強(qiáng)度。

機(jī)理:

閉塞電池理論:

認(rèn)為在已存在的陽極溶解的活化通道上，腐蝕優(yōu)先沿著這些通道進(jìn)行，在應(yīng)力協(xié)同作用下，閉塞電池腐蝕所引發(fā)的蝕孔擴(kuò)展為裂紋，產(chǎn)生scc

。這種閉塞電池作用與前面的孔蝕相似，也是一個(gè)自催化的腐蝕過程，在拉應(yīng)力作用下使裂紋不斷擴(kuò)展，直至斷裂。膜破裂理論:

認(rèn)為金屬表面是由鈍化膜覆蓋，并不直接與介質(zhì)接觸。在應(yīng)力或活性離子cl-的作用下易引起鈍化膜破裂，露出活性的金屬表面。介質(zhì)沿著某一擇優(yōu)途徑浸入并溶解活性金屬，最終導(dǎo)致應(yīng)力腐蝕斷裂。

影響因素:應(yīng)力、環(huán)境、冶金因素。

防止應(yīng)力腐蝕的措施:

a.合理選擇材料;

b.減少或消除殘余拉應(yīng)力;

c.改善介質(zhì)條件;

d.電化學(xué)保護(hù);

e.涂層保護(hù)

8.簡述腐蝕電池的三個(gè)工作環(huán)節(jié)。

（1）陽極反應(yīng)：通式：me→men++ne

（2）陰極反應(yīng)：通式：d+me＝[]

析氫反應(yīng)：2h++2e＝h2

吸氧反應(yīng)：o2+4h++4e＝2h2o

（酸性溶液中）；

o2+2h2o+4e＝4oh-（中性或堿性溶液中）

（3）電流回路

金屬部分：電子由陽極流向陰極

溶液部分：正離子由陽極向陰極遷移

9.金屬氧化膜具有良好保護(hù)性需要滿足哪些基本條件？

1)pbr大于1；2）膜要致密、連續(xù)、無空洞、晶體缺陷少；3）穩(wěn)定性好、蒸汽壓低、熔點(diǎn)高；4）膜與基體的附著力強(qiáng)，不易脫落；5）生長內(nèi)應(yīng)力?。?）與基體具有相近的熱膨脹系數(shù)；7）膜的自愈能力強(qiáng)。

10.繪出fe—h2o的e—ph圖，指出保護(hù)區(qū)、腐蝕區(qū)、鈍化區(qū)和過鈍化區(qū)。并舉例說明該圖的應(yīng)用。

答案：

金屬的e—ph圖的應(yīng)用

預(yù)計(jì)一定條件下的金屬腐蝕行為

反應(yīng)金屬自發(fā)腐蝕熱力學(xué)傾向

指明金屬實(shí)施保護(hù)的可能性與方向

總結(jié)e—ph圖的規(guī)律：上腐蝕、下穩(wěn)定、兩邊（左右）腐蝕、中間鈍化。

常見金屬在中性介質(zhì)中都比較穩(wěn)定。

應(yīng)用舉例：如圖，當(dāng)環(huán)境條件在圓點(diǎn)處時(shí)，通過調(diào)整酸度可使其進(jìn)入鈍化區(qū)；實(shí)行陰極保護(hù)可使其進(jìn)入保護(hù)區(qū)。

11.理論電位—ph圖的局限性？

答案：一些局限性：

1．由于金屬的理論電位—ph圖是一種以熱力學(xué)為基礎(chǔ)的電化學(xué)平衡圖，因此它只能預(yù)示金屬腐蝕傾向的大小，而不能預(yù)測腐蝕速度的大小。

2．圖中的各條平衡線，是以金屬與其離子之間或溶液中的離子與含有該離子的腐蝕產(chǎn)物之間建立的平衡為條件的，但在實(shí)際腐蝕情況下，可能偏離這個(gè)平衡條件。

3．電位—ph圖只考慮了oh-這種陰離子對平衡的影響。但在實(shí)際腐蝕環(huán)境中，往往存在cl-、so42-、p032-等陰離子，它們可能因發(fā)生一些附加反應(yīng)而使問題復(fù)雜化。

4．理論電位—ph圖中的鈍化區(qū)并不能反映出各種金屬氧化物、氫氧化物等究竟具有多大的保護(hù)性能。

5．繪制理論電位—ph圖時(shí)，往往把金屬表面附近液層的成分和ph大小等同于整體的數(shù)值。實(shí)際腐蝕體系中，金屬表面附近和局部區(qū)域內(nèi)的ph值與整體溶液的ph值其數(shù)值往往并不相同。

因此，應(yīng)用電位—ph圖時(shí)，必須針對具體情況，進(jìn)行具體分析，過分夸大或貶低電位—ph圖的作用都是不對的。

12.何謂腐蝕極化圖?說明其應(yīng)用。

答案：一腐蝕電池，開路時(shí)，測得陰、陽極的電位分別為e0,c和e0,a。然后用可變電阻把二電極連接起來，依次使電阻r值由大變小，電流則由零逐漸變大，相應(yīng)地測出各電流強(qiáng)度下的電極電位，繪出陰、陽極電位與電流強(qiáng)度的關(guān)系圖，就是腐蝕極化圖。因此，腐蝕極化圖是一種電位—電流圖，它是把表征腐蝕電池特征的陰、陽極極化曲線畫在同一張圖上構(gòu)成的。

腐蝕極化圖的應(yīng)用

（1）極化圖用于分析腐蝕速度的影響因素

(a)腐蝕速度與腐蝕電池初始電位差的關(guān)系：腐蝕電池的初始電位差（eo,c-

eo,a)，是腐蝕的原動(dòng)力；（例氧化性酸對鐵的腐蝕；不同金屬平衡電位對腐蝕電流的影響）

(b)極化性能對腐蝕速度的影響：若腐蝕電池的歐姆電阻很小，則極化性能對腐蝕電流有很大的影響；（例鋼在非氧化酸中的腐蝕極化圖）

(c)溶液中含氧且及絡(luò)合劑對腐蝕速度的影響；（例銅在含氧酸及氰化物中腐蝕極化圖）

(d)其他影響腐蝕速度的因素，如陰、陽極面積比和溶液電阻等。

（2）腐蝕速度控制因素：陽極控制、陰極控制、混合控制和歐姆控制。

13.鈍化過程可劃為四個(gè)階段

活化溶解區(qū)：隨電位升高值e1,電流密度由i1逐漸增加至i2,電位達(dá)到e2就不再增加。稱e1為初始電位，稱i1為初始電流密度，e2為致鈍電位，i2為致鈍電流密度。

人們稱e1—e2區(qū)為活化溶解區(qū)。

活化—鈍化過渡區(qū)：電位到達(dá)e2之后阻隔陽極過程的氧化膜不但生成和溶解，隨著電位的升高，氧化膜越來越完整。這段電流測得的是上下抖動(dòng)的虛線。但電位到達(dá)e3時(shí)，電流密度穩(wěn)定一較小值i3

。人們稱e3對應(yīng)的電流密度i3為維鈍電流密度，稱e2—e3區(qū)為活化—鈍化過渡區(qū)。

鈍化區(qū)：電位到達(dá)e3后，隨電位升至e4時(shí)，電流密度始終維持在i3。

在e3—e4電位區(qū)間內(nèi)，當(dāng)電流密度小于i3時(shí)，金屬就會(huì)再度腐蝕。這對陽極實(shí)施電化學(xué)保護(hù)有重要意義。人們稱e3—e4電位區(qū)間為鈍化區(qū)。

過鈍化區(qū)：當(dāng)電位到達(dá)e4后繼續(xù)升高，形成的氧化膜物質(zhì)可能被氧化成更高價(jià)陽離子或變成可溶性陰離子或升華，或再更高的為電場作用下，氧化膜的半導(dǎo)體性質(zhì)已不能夠保護(hù)金屬的進(jìn)一步氧化。從而使腐蝕再度開始并加劇。人們稱大于e4電位為過鈍化區(qū)。

結(jié)論：由金屬鈍化過程㏒i—e曲線可知，具有意義的是鈍化區(qū)。這一區(qū)域可使金屬處于保護(hù)。要達(dá)到這一區(qū)域，金屬充當(dāng)陽極時(shí)的外電位與電流密度必須控制到這一區(qū)域。若不是外加電壓和電流，金屬與鈍化劑及環(huán)境要有較好的對應(yīng)和選擇。

顯然，鈍化區(qū)的e3越低，e4越高，其鈍化能力越強(qiáng)。越易實(shí)現(xiàn)陽極保護(hù)。

14.金屬鈍化的解釋有幾種理論？

（1）成相膜理論

這種理論認(rèn)為，當(dāng)金屬陽極溶解時(shí)，可以在金屬表面生成一層致密的、覆蓋得很好的固體產(chǎn)物薄膜。這層產(chǎn)物膜構(gòu)成獨(dú)立的固相膜層，把金屬表面與介質(zhì)隔離開來，阻礙陽極過程的進(jìn)行，導(dǎo)致金屬溶解速度大大降低，使金屬轉(zhuǎn)入鈍態(tài)。

（2）吸附理論

吸附理論認(rèn)為，金屬鈍化是由于表面生成氧或合氧粒子的吸附層，改變了金屬/溶液界面的結(jié)構(gòu)，并使陽極反應(yīng)的活化能顯著提高的緣故。即由于這些粒子的吸附，使金屬表面的反應(yīng)能力降低了，因而發(fā)生了鈍化。

15、根據(jù)極化圖說明外加電流陰極保護(hù)原理，并說明陰極保護(hù)的主要參數(shù)，應(yīng)如何選擇這些參數(shù)。

原理：由外電路向金屬通入電子，以供去極化劑還原反應(yīng)所需，從而使金屬氧化反應(yīng)受到抑制。當(dāng)金屬氧化反應(yīng)速度降低到零時(shí)，金屬表面只發(fā)生去極化劑陰極反應(yīng)。

保護(hù)參數(shù)

保護(hù)電位epr：陰極保護(hù)中所取的極化電位。要使金屬的腐蝕速度降低到零，取陽極反應(yīng)平衡電位作為保護(hù)電位（epr=

eea）。

(最小)保護(hù)電流密度ipr：與保護(hù)電位對應(yīng)的外加極化電流密度叫做保護(hù)電流密度。保護(hù)電位是基本的控制指標(biāo)。

確定保護(hù)電位時(shí)應(yīng)考慮兩個(gè)方面的因素：第一，epr值（越負(fù)越好）；第二，析氫反應(yīng)的影響。

16.說出幾種恒溫氧化的動(dòng)力學(xué)規(guī)律，并說明其意義。

直線規(guī)律：y=kt+c,y—氧化膜厚度，t—時(shí)間，k—氧化線性速度常數(shù)。意義：表面氧化膜多孔，不完整，不具有保護(hù)性，對金屬進(jìn)一步氧化沒有抑制作用。

拋物線規(guī)律：y2=kt+c，表明氧化膜具有保護(hù)性，氧化受離子通過擴(kuò)散通過表面氧化膜速度控制。

立方規(guī)律：y3=3kt+c,擴(kuò)散阻滯作用比膜增厚所產(chǎn)生的阻滯更為嚴(yán)重。

對數(shù)與反對數(shù)規(guī)律：y=klg(t+t0)+a,說明氧化過程擴(kuò)散阻滯作用遠(yuǎn)比拋物線規(guī)律大。

17.腐蝕極化圖不能由實(shí)驗(yàn)直接測定，試畫圖說明使用tafel極化曲線反推法如何得到腐蝕極化圖。

測得tafel曲線后，將兩條曲線做切線，切線交點(diǎn)為s，過s做平行線，得ecorr。

將s與兩平衡電位，eo,a，eo,c連接起來就得到腐蝕極化圖。

18.影響氫去極化腐蝕的主要因素

.金屬材料的性狀：金屬材料的本質(zhì)、表面狀態(tài)及金屬陰極相雜質(zhì)都會(huì)影響到金屬的氫去極化腐蝕。材料與表面狀態(tài)不同其氫過電位值不同，氫過電位值愈大，氫去極化腐蝕速度愈小，反之亦然。若雜質(zhì)相的氫過電位很小，就會(huì)加速金屬的腐蝕。

.ph值減小，氫離子濃度增大，氫電極電位變得更正，加速金屬的腐蝕.陰極區(qū)的面積增加，氫過電位減小，陰極極化率降低，析氫反應(yīng)加快，從而導(dǎo)致腐蝕速度增大。

.溫度升高也使氫過電位減小，而且溫度升高，陽極反應(yīng)和陰極反應(yīng)都將加快，所以腐蝕速度隨溫度的升高而增大。

19.影響氧去極化腐蝕的主要因素：

陽極材料電極電位降低則氧去極化腐蝕的速度增大。溶解氧濃度增大，氧去極化腐蝕速度隨之增大。但當(dāng)溶解氧濃度提高到使腐蝕電流密度達(dá)到該金屬的臨界鈍化電流密度時(shí)，金屬將由活化溶解態(tài)向鈍化態(tài)轉(zhuǎn)化，其腐蝕速度就會(huì)顯著降低。.溶液流速越大，腐蝕速度也就越大。但當(dāng)流速增大到氧的還原反應(yīng)不再受濃差極化控制時(shí)，腐蝕速度便與流速無關(guān)。對于可鈍化金屬，金屬便轉(zhuǎn)入鈍態(tài)。.鹽濃度的增大，溶液的電導(dǎo)率增大，腐蝕速度將有所提高。但當(dāng)鹽濃度高到一定程度后，腐蝕速度反而會(huì)隨鹽濃度的提高而減慢。.溫度升高氧的擴(kuò)散和電極反應(yīng)速度加快，因此在一定溫度范圍內(nèi)，隨溫度升高腐蝕速度加快。但溫度升高又會(huì)降低氧的溶解度（敞口系統(tǒng)），使金屬的腐蝕速度減小。

20.影響腐蝕的材料因素、環(huán)境因素及結(jié)構(gòu)因素各有哪些？

答：影響腐蝕的材料因數(shù)（內(nèi)因）有：、金屬的種類，、合金元素與雜質(zhì)，、表面狀態(tài)，、內(nèi)應(yīng)力，、熱處理，、電偶效應(yīng)；環(huán)境因素（外因）：、去極劑種類與濃度，、溶液ph值，、溫度，、流速，、溶解鹽與陰、陽離子；設(shè)備結(jié)構(gòu)因素：、應(yīng)力，、表面狀態(tài)與幾何形狀，、異種金屬組合，、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理等。

21.金屬構(gòu)件發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)，對于大陰極-小陽極和小陰極-大陽極的結(jié)構(gòu)，哪種的腐蝕危害性大？為什么？

答：大陰極-小陽極的電化學(xué)腐蝕的危害性大。因?yàn)殛帯㈥枠O面積比增大與陽極的腐蝕速度成直線函數(shù)的關(guān)系，增加比較迅速。即陰極的面積增大，陽極的腐蝕速度加快。

22.應(yīng)力腐蝕發(fā)生必須滿足的條件是什么？

答：應(yīng)力腐蝕必須是在拉應(yīng)力和特定介質(zhì)的聯(lián)合作用下發(fā)生，構(gòu)成一定材料發(fā)生應(yīng)力腐蝕的條件是：拉應(yīng)力和特定介質(zhì)。

23.何謂腐蝕疲勞?

與純機(jī)械疲勞和應(yīng)力腐蝕斷裂相比有何特點(diǎn)?

答：腐蝕疲勞：是指材料或構(gòu)件在交變應(yīng)力與腐蝕環(huán)境的共同作用下產(chǎn)生的脆性斷裂

腐蝕疲勞的特點(diǎn)：①腐蝕疲勞的s—n曲線與純力學(xué)疲勞的s—n曲線形狀不同，腐蝕疲勞不存在疲勞極限。

②腐蝕疲勞與應(yīng)力腐蝕不同，只要存在腐蝕介質(zhì)，純金屬也能發(fā)生腐蝕疲勞。

③腐蝕疲勞強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度間沒有一定的聯(lián)系。

④腐蝕疲勞裂紋多起源于表而腐蝕坑或表面缺陷．往往成群出現(xiàn)，裂紋主要是穿晶型，并隨腐蝕發(fā)展裂紋變寬。

⑤腐蝕疲勞斷口即有腐蝕的特征又有疲勞的特征(疲勞輝紋)、而純力學(xué)疲勞斷口有兩種情況：對于塑性材料斷口為纖維狀，呈暗灰色；脆性材料斷口呈現(xiàn)出一些結(jié)晶形狀。

24.寫出吸氧腐蝕在不同ph條件下的反應(yīng)方程式，論述氧的陰極還原過程，討論可能的控制步驟并說明原因。

在中性或酸性條件下：o2+4h++4e→2h2o

在堿性條件下：

o2+2h2o+4e→4oh-

氧的陰極還原過程

：

(1)氧由空氣/溶液界面溶解進(jìn)入溶液；

(2)氧在擴(kuò)散和對流的作用下進(jìn)入陰極附近；

(3)氧在擴(kuò)散作用下進(jìn)入雙電層，吸附在電極表面；

(4)氧在陰極上得到電子，發(fā)生吸氧腐蝕。

控制步驟：

(1)

為控制步驟，因?yàn)檠醪蛔阋韵年帢O上的電子，使腐蝕減慢。

(2)

為控制步驟。

25.論述點(diǎn)蝕的機(jī)理，并闡述點(diǎn)蝕與縫隙腐蝕的區(qū)別。

點(diǎn)蝕是閉塞性腐蝕，在金屬面上首先有金屬的溶解，形成蝕坑，在蝕坑內(nèi)氧濃度比外界低，形成濃差腐蝕。使腐蝕進(jìn)一步加速蝕孔生長。由于金屬的腐蝕而產(chǎn)生金屬離子的濃度升高，吸引負(fù)離子和水解產(chǎn)生h+形成hcl等繼續(xù)維持了點(diǎn)蝕（5）。

點(diǎn)蝕先前沒有蝕孔，形成之后繼續(xù)腐蝕，在回掃形成的包絡(luò)曲線所環(huán)繞的面積上，點(diǎn)蝕只繼續(xù)生長，不會(huì)有新的點(diǎn)蝕生成。

縫隙腐蝕是在腐蝕前就已經(jīng)有了縫隙，在腐蝕介質(zhì)中繼續(xù)沿縫隙進(jìn)行腐蝕，在回掃形成包絡(luò)曲線所環(huán)繞的范圍內(nèi)，縫隙腐蝕不但繼續(xù)生長還有新的腐蝕生長。

26.試畫出氧去極化過程的陰極極化曲線并解釋圖中各拐點(diǎn)的意義。

作圖

當(dāng)陰極電流密度較小且供氧充分時(shí)，相當(dāng)于極化曲線的ep段，這時(shí)過電位與電流密度的對數(shù)呈直線關(guān)系，陰極過程的速度取決于氧的離子化反應(yīng)。

當(dāng)陰極電流密度增大時(shí)，相當(dāng)于圖中的pfs段，由于氧的擴(kuò)散速度有限，供氧受阻，出現(xiàn)了明顯的濃差極化。陰極過程受氧的離子化反應(yīng)和擴(kuò)散共同控制。

當(dāng)ic大約等于id時(shí)，氫的去極化過程就開始與氧的去極化過程同時(shí)進(jìn)行，得到總的陰極去極化曲線。

27.何為緩蝕劑？緩蝕劑的分類？簡要介紹不同緩蝕劑的作用機(jī)理。

答案：緩蝕劑是一種當(dāng)它以適當(dāng)?shù)臐舛然蛐问酱嬖谟诮橘|(zhì)中時(shí)，可以防止和減緩腐蝕的化學(xué)物質(zhì)或復(fù)合物質(zhì)。

緩蝕劑的分類：

(1)按化學(xué)結(jié)構(gòu)分為無機(jī)緩蝕劑和有機(jī)緩蝕劑。

(2)按使用介質(zhì)的ph值分為酸性介質(zhì)(ph

≤1～4)緩蝕劑、中性介質(zhì)(ph＝

5～9)緩蝕劑和堿性介質(zhì)(ph

≥

10～12)緩蝕劑。

(3)按介質(zhì)性質(zhì)分為油溶性緩蝕劑、水溶性緩蝕劑和氣相緩蝕劑。

作用機(jī)理：

(一)緩蝕劑的吸附理論

吸附理論認(rèn)為，許多有機(jī)緩蝕劑屬于表面活性物質(zhì)，這些有機(jī)物分子由親水疏油的極性基和親油疏水的非極性基組成；當(dāng)它們加入到介質(zhì)中后，緩蝕劑的極性基定向吸附排列在金屬表面，從表面上排除了水分子和氫離子等致腐粒子，使之難于接近金屬表面，從而起到緩蝕作用。如各種胺類化合物。

(二)緩蝕劑的成膜理論

．

成膜理論認(rèn)為，緩蝕劑能與金屬或腐蝕介質(zhì)的離子發(fā)生反應(yīng)，結(jié)果在金屬表面上生成不溶或難溶的具有保護(hù)作用的各種膜層，膜阻礙了腐蝕過程，起到緩蝕作用。

(1)這類緩蝕劑中有一大部分是氧化劑，如鉻酸鹽、重鉻酸鹽、硝酸鹽、亞硝酸鹽等，它們使金屬表面生成是有保護(hù)作用的氧化膜或鈍化膜。這類緩蝕劑相當(dāng)于鈍化劑的作用。

(2)有一些非氧化性的有機(jī)緩蝕劑，如硫醇與鐵在酸性介質(zhì)中、喹啉與鐵在鹽酸中，能夠生成難溶的化合物膜層，叫做沉淀膜。沉淀膜起到類似于氧化膜的作用，達(dá)到緩蝕效果。

(三)電極過程抑制理論

這種理論認(rèn)為，緩蝕劑的作用是由于緩蝕劑的加入抑制了金屬在腐蝕介質(zhì)中的電化學(xué)過程，減緩了電化學(xué)腐蝕速度。由圖3—3可以看出，緩蝕劑的存在可能分別增大陰極極化或陽極極化，也可能同時(shí)增大陰極極化和陽極極化，根據(jù)緩蝕劑對電化學(xué)過程阻滯的類型，將緩蝕劑分為以下三種。

1．陽極抑制型緩蝕劑

2．陰極抑制型緩蝕劑

3．混合抑制型緩蝕劑

五、綜合題

1、下圖是典型的陽極極化曲線，請指出:(金屬用me

表示)

(1)er、b

e、p

e、op

e、b

i、p

i

和b

點(diǎn)、d

點(diǎn)、e

點(diǎn)、f

點(diǎn)的意義。

(2)a-b

區(qū)、b-c

區(qū)、c-d

區(qū)、d-e

區(qū)、e-f

區(qū)、f-g

區(qū)的名稱和a-b

區(qū)、b-c

區(qū)、c-d

區(qū)、d-e

區(qū)可能發(fā)生的陽極反應(yīng)式。

(3)利用該圖說明外加電流法陽極保護(hù)的基本原理，并說明陽極保護(hù)的主要參數(shù)，應(yīng)如何選擇這些參數(shù)。

答:(1)er--自腐蝕電位

b

e

--臨界鈍化電位(致鈍電位)

i

b

i

p

陽

極

電

流

密

度

i

陽極電位e

p

e

--鈍態(tài)電位(維鈍電位)

op

e

--過鈍化電位

b

i

--臨界鈍態(tài)電流密度(致鈍電流密度)

p

i

--鈍態(tài)電流密度(維鈍電流密度)

b--金屬鈍化的開始點(diǎn)

d--金屬過鈍化的開始點(diǎn)

e--金屬二次鈍化的開始點(diǎn)

f--金屬二次過鈍化的開始點(diǎn)

(2)a-b

區(qū):活性溶解區(qū):me→me

n+

++ne

b-c

區(qū):活化-鈍化過渡區(qū):3me+4h2o→me3o4+8h

+

+8e

c-d

區(qū):鈍化區(qū)或穩(wěn)定鈍化區(qū):2me+3h2o→me2o3+6h

+

+6e

d-e

區(qū):過鈍化區(qū):me3o4+4h2o

→me2o7

+8h

+

+8e

可能還發(fā)生:4oh

→o2+2h2o+4e

e-f

區(qū):二次鈍化區(qū)

f-g

區(qū):二次過鈍化區(qū)

(3)外加電流法陽極保護(hù)的基本原理是將me

進(jìn)行陽極極化，使其進(jìn)入鈍態(tài)區(qū)而得到保

護(hù)。陽極保護(hù)的主要參數(shù):臨界電流密度

b

i、鈍化區(qū)電位范圍（p

e

~

op

e)、維鈍電流

密度

p

i

。選擇這些參數(shù)時(shí)

b

i

應(yīng)越小越好，便于

me

易于進(jìn)入鈍態(tài)區(qū)，且降低設(shè)備的投資

費(fèi)用;（p

e

~

op

e)越寬越好，便于

me

維持在鈍態(tài)區(qū)，否則

me

很容易從鈍化區(qū)進(jìn)入活

化區(qū)或過鈍化區(qū)，不但起不到保護(hù)作用，相反，在通電情況下，只會(huì)加速me的腐蝕;

p

i

應(yīng)越小越好，便于me

維持在鈍態(tài)，且耗電量小。

2、fe在25℃，3%nacl中腐蝕時(shí)，歐姆電阻不計(jì)。其腐蝕電位ecorr=-0.54v(sce)。試計(jì)算此腐蝕體系中陰極、陽極控制程度。已知fe(oh)2的金屬在與空氣接觸溶度積ksp=1.65x10-15，飽和甘汞電極（sce）電位為0.244v，氧還原標(biāo)準(zhǔn)電位為0.401v，fe溶為fe2+的標(biāo)準(zhǔn)電位為-0.44v。

fe-2e→fe2+

fe2++2oh—=fe(oh)2

解答：因?yàn)?/p>

[oh-]=10-7

所以

o2+2h2o+4e=4oh—

陽極占：

陰極占：

所以腐蝕屬于陰極控制。

3、試說明zn在cuso4溶液中能否腐蝕？

解答：設(shè)zn在cuso4溶液中能被腐蝕，產(chǎn)生兩個(gè)電化學(xué)反應(yīng)。兩個(gè)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)電極電位為：陽極反應(yīng)：zn→zn2++2e

陽極反應(yīng)cu

2++2e→cu

=-2×96484×【0.337-（-0.763）】=-2122645j<0

zn在cuso4溶液中有腐蝕傾向。

4、金屬在與空氣接觸的中性介質(zhì)中，依靠氧還原（去極化）反應(yīng)進(jìn)行腐蝕。試確定金屬可能發(fā)生腐蝕的可逆電位。（介質(zhì)溫度為250c,空氣中氧分壓p=21278.25pa）。

解答：計(jì)算氧在陰極過程的氧電極電位。

中性介質(zhì)陰極反應(yīng)o2

+

2h2o

+

4e→4oh-

由能斯特方程式o(氧化態(tài))+ne→r(還原態(tài))

只有在中性溶液中的可逆電位比0.805v小的金屬，才有可能在250c的中性溶液中依靠氧的去極化作用維持電化學(xué)腐蝕過程。

5、由butler-volmer方程

正向陰極反應(yīng)電流密度

逆向陽極反應(yīng)電流密度

推導(dǎo)tafel公式和線性極化方程。

解:

強(qiáng)極化時(shí)的近似公式

(當(dāng)h

200mv):

當(dāng)強(qiáng)陽極極化時(shí)（ha很大),ia=

io

exp

(bnfha

/rt)

當(dāng)強(qiáng)陰極極化時(shí)（hc很大),ic=

-io

exp

(anf

hc

/rt)

上式取對數(shù)整理，獲tafel關(guān)系

—過電位與極化電流的關(guān)系：

h

=

a

+

b

lg

i

其中

a

=

-2.3rt

lg

io

/

anf,b

=

2.3rt

/

anf

a

—

tafel常數(shù)，與電極材料、表面狀態(tài)、溶液組成及溫度有關(guān)；

b

—

tafel

斜率，與材料無關(guān)不大。

（2）弱極化時(shí)的近似公式（h

＜

5mv）：

將以下電化學(xué)極化方程式：

ia

=

io[exp(2.3

ha/ba)

exp(-2.3

hc/

bc)]

ic

=

io[exp(-2.3

hc

/

bc)

exp(2.3

ha

/

ba)]

指數(shù)項(xiàng)按級(jí)數(shù)展開(x→0,ex=1+x)，略去高次項(xiàng)，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

—法拉第電阻或電化學(xué)傳荷電阻，表征電化學(xué)腐蝕的速度。

6.為了確定亞汞離子在水溶液中是以hg+

還是以形式存在，涉及了如下電池

測得在18

oc

時(shí)的e

=

mv，求亞汞離子的形式。

解：設(shè)硝酸亞汞的存在形式為，則電池反應(yīng)為

電池電動(dòng)勢為

作為估算，可以取。

所以硝酸亞汞的存在形式為。

理論推導(dǎo)k常數(shù)過程：陽極反應(yīng)：，陰極反應(yīng)：，電池總反應(yīng)：

總電阻=離子電阻+電子電阻

假設(shè)在t秒內(nèi)形成氧化膜的克當(dāng)量數(shù)為j，膜長大速度以通過膜的電流i表示，則有

積分得，則

式中na、nc、ne分別為陰、陽離子、電子遷移數(shù)，ｋ為氧化膜比導(dǎo)電，f為法拉第常數(shù)，e為金屬氧化膜的電動(dòng)勢（），d為擴(kuò)散系數(shù)，j為氧化物當(dāng)量。

大氣腐蝕與防護(hù)論文題目 金屬腐蝕防護(hù)的論文篇五

《材料腐蝕與防護(hù)》思考題 第一章緒論

何謂腐蝕？為何提出幾種不同的腐蝕定義？

表示均勻腐蝕速度的方法有哪些？它們之間有何聯(lián)系？

鎂在海水中的腐蝕速度為1.45g/m2.d, 問每年腐蝕多厚？若鉛以這個(gè)速度腐蝕，其?深(mm/a)多大？

已知鐵在介質(zhì)中的腐蝕電流密度為0.1ma/cm2，求其腐蝕速度?失和?深。問鐵在此介質(zhì)中是否耐蝕？

第二章電化學(xué)腐蝕熱力學(xué)

如何根據(jù)熱力學(xué)數(shù)據(jù)判斷金屬腐蝕的傾向？如何使用電極電勢判斷金屬腐蝕的傾向？ 何謂電勢-ph圖？舉例說明它在腐蝕研究中的用途及其局限性。何謂腐蝕電池？有哪些類型？舉例說明可能引起的腐蝕種類。金屬化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕的基本區(qū)別是什么？

a)計(jì)算zn在0.3mol/lznso4溶液中的電解電勢（相對于she）。b)將你的答案換成相對于sce的電勢值。

當(dāng)銀浸在ph=9的充空氣的kcn溶液中，cn-的活度為1.0和ag(cn)2-的活度為0.001時(shí)，銀是否會(huì)發(fā)生析氫腐蝕？

zn浸在cucl2溶液中將發(fā)生什么反應(yīng)？當(dāng)zn2+/cu2+的活度比是多少時(shí)此反應(yīng)將停止？ 第三章電化學(xué)腐蝕反應(yīng)動(dòng)力學(xué)

從腐蝕電池出發(fā)，分析影響電化學(xué)腐蝕速度的主要因素。在活化極化控制下決定腐蝕速度的主要因素是什么？ 濃差極化控制下決定腐蝕速度的主要因素是什么？

混合電位理論的基本假說是什么？它在哪方面補(bǔ)充、取代或發(fā)展了經(jīng)典微電池腐蝕理論？ 何謂腐蝕極化圖？舉例說明其應(yīng)用。

試用腐蝕極化圖說明電化學(xué)腐蝕的幾種控制因素以及控制程度的計(jì)算方法。何謂腐蝕電勢？試用混合電位理論說明氧化劑對腐蝕電位和腐蝕速度的影響。

鐵電極在ph=4.0的電解液中以0.001a/cm2的電流密度陰極化到電勢-0.916v（相對1mol/l甘汞電極）時(shí)的氫過電勢是多少？

cu2+離子從0.2mol/lcuso4溶液中沉積到cu電極上的電勢為-0.180v（相對1mol/l甘汞電極），計(jì)算該電極的極化值。該電極發(fā)生的是陰極極化還是陽極極化？

碳鋼在ph=2的除去空氣的溶液中，腐蝕電勢為-0.64v（相對飽和cu-cuso4電極）。對于同樣的鋼的氫過電勢（單位為v）遵循下列關(guān)系：(=0.7+0.1lg?，式中?單位為a/cm2。假定所有的鋼表面近似的作為陰極，計(jì)算腐蝕速度（以mm/a為單位）。第四章析氫腐蝕與吸氧腐蝕

在稀酸中工業(yè)鋅為什么比純鋅腐蝕速度快？酸中若含有pb2+離子為什么會(huì)降低鋅的腐蝕速度？

說明影響析氫腐蝕的主要因素及防止方法，并解釋其理由。影響吸氧腐蝕的主要因素是什么？為什么？

假定所有的zn表面起陰極作用，tafel斜率為±0.10v，zn和h2在zn上的交換電流密度分別為0.1和10-4a/m2，求zn在1mol/l鹽酸中的腐蝕電勢和腐蝕速度（以mm/a為單位）。計(jì)算純銅與含質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%鋅的銅合金在非含氧酸中的腐蝕速度比。第五章金屬的鈍化 畫出金屬的陽極鈍化曲線，并說明該曲線上各特性區(qū)和特性點(diǎn)的物理意義。衡量金屬鈍化性能好壞的電化學(xué)參數(shù)是什么？ 何謂過鈍化現(xiàn)象？過鈍化對金屬的腐蝕有何影響？ 4 金屬自鈍化必須滿足的兩個(gè)條件是什么？ 試用成相膜理論、吸附膜理論解釋金屬的鈍化現(xiàn)象，并比較兩種理論的不同之處。第六章局部腐蝕

點(diǎn)蝕產(chǎn)生的條件和誘發(fā)因素是什么？ 簡要闡述點(diǎn)蝕機(jī)理及防止措施。

鐵鉻合金在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.5%nacl水溶液中遭受點(diǎn)蝕時(shí)，其蝕孔為什么會(huì)成為較深的坑？ 從電化學(xué)保護(hù)的觀點(diǎn)論述鐵基體上多層鎳鉻鍍層體系的耐蝕性。什么是電偶腐蝕？用混合電勢理論闡述其基本原理。鐵板上裝銅鉚釘浸入海水，鐵的腐蝕為何增加不多？ 白鐵（鐵上鍍鋅）制成的容器為什么不宜用來盛沸水？

何謂晶間腐蝕、石墨化腐蝕、選擇性腐蝕？這些腐蝕各有何特點(diǎn)？ 哪些金屬材料易產(chǎn)生選擇性腐蝕？闡述黃銅脫鋅的機(jī)理和防止辦法。

根據(jù)貧cr理論指出合金元素cr、ni、c、ti、nb等對奧氏體不銹鋼抗晶間腐蝕的作用及它們之間的相互關(guān)系。

暴露于海水的18-8不銹鋼中的一個(gè)蝕坑以每年0.5cm的深度增長，這個(gè)速度相當(dāng)于蝕坑底部流過多大的平均電流密度？

5個(gè)鐵鉚釘，每個(gè)的總暴露面積為3.2cm2，插入暴露面積為7430cm2的銅板中，此板浸入一充空氣的攪拌著的電解液中。已知該溶液中未鉚接時(shí)鐵以0.165mm/a的速度腐蝕。試問鉚接后鐵鉚釘?shù)母g速度為多大（以mm/a計(jì)）？

若同樣尺寸的5個(gè)銅鉚釘插入同樣尺寸的鐵板，問鐵板的腐蝕速度多大？ 第七章應(yīng)力作用下的腐蝕

比較應(yīng)力腐蝕斷裂、氫損傷和腐蝕疲勞在產(chǎn)生條件上各有何特點(diǎn)？ 應(yīng)力腐蝕斷裂有何特征？防止應(yīng)力腐蝕斷裂的主要措施有哪些？ 金屬中的氫是怎么來的？在金屬中以什么形式存在？ 何謂疲勞腐蝕，試述疲勞腐蝕機(jī)理 第八章金屬在自然環(huán)境中的腐蝕與防護(hù) 為什么說大氣腐蝕屬于電化學(xué)腐蝕的范疇？

影響大氣腐蝕的主要因素有哪些？so2和固體塵粒為什么會(huì)加速大氣腐蝕？ 在大氣中長期暴露的鋼材，其腐蝕速度逐漸變慢，請敘述其變慢的原因。海水腐蝕的主要特點(diǎn)是什么？與海水的組成和性質(zhì)有何關(guān)系？ 闡述土壤腐蝕的特點(diǎn)及其電極過程控制因素。

土壤中細(xì)菌和雜散電流為什么會(huì)引起土壤中金屬的腐蝕？如何控制這兩種腐蝕？ 金屬構(gòu)件埋設(shè)在粘土處比埋設(shè)在沙土處的腐蝕速度為什么嚴(yán)重些？ 第九章高溫腐蝕

如何判斷高溫下氧化膜的穩(wěn)定性？

決定金屬氧化膜的完整性的條件是什么？金屬氧化膜的保護(hù)性取決于哪些重要因素？ 金屬氧化膜生長的動(dòng)力學(xué)有哪幾種主要規(guī)律？每種氧化的控制過程是什么？

試用wagner氧化膜生長模型推導(dǎo)金屬高溫氧化的拋物線動(dòng)力學(xué)規(guī)律，并用導(dǎo)出結(jié)果對氧化過程進(jìn)行分析，指出該理論的指導(dǎo)意義。提高合金抗氧化性能的途徑有那些？

純鎳在1000℃氧氣氛中遵循拋物線氧化規(guī)律，常數(shù)k=39×10-12cm2/s,如這種關(guān)系不受氧化膜厚度的影響，試計(jì)算使懸掛在此氣氛中0.1cm厚鎳板全部氧化所需要多少年? 第十章金屬材料的耐蝕性

1．利用合金化提高金屬耐蝕性的途徑有哪些？ 2．簡述金屬耐蝕合金化機(jī)理。

3．試比較鐵在氧化性酸和非氧化性酸中的腐蝕規(guī)律。

4．耐候鋼的主要合金成分是什么？其耐大氣腐蝕的主要原因是什么？ 5．不銹鋼的主要腐蝕類型有哪些？簡述其腐蝕原理。

6．黃銅的主要腐蝕形態(tài)是什么？說明腐蝕原因、機(jī)理和預(yù)防方法。