金属腐蚀理论及腐蚀控制答案

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金属腐蚀理论总复习题

金属腐蚀理论及腐蚀控制复习题第一章绪论思考题1.举例说明腐蚀的定义，腐蚀定义中的三个基本要素是什么，耐蚀性和腐蚀性概念的区别。

答：腐蚀的定义：工程材料和周围环境发生化学或电化学作用而遭受的破坏举例：工程材料和周围环境发生相互作用而破坏三个基本要素：腐蚀的对象、腐蚀的环境、腐蚀的性质。

耐蚀性：指材料抵抗环境介质腐蚀的能力。

腐蚀性：指环境介质对材料腐蚀的强弱程度。

2.金属腐蚀的本质是什么，均匀腐蚀速度的表示方法有哪些？答:⑴金属腐蚀的本质：金属在大多数情况下通过发生化学反应或是电化学反应后，腐蚀产物变为化合物或非单质状态；从能量观点看，金属与周围的环境组成了热力学上不稳定的体系，腐蚀反应使体系能量降低。

⑵均匀腐蚀速度的表示方法：深度：年腐蚀深度（p V ）V P =t h ∆=8.76d -V △h 是试样腐蚀后厚度的减少量，单位mm;V -代表失重腐蚀速度； t 是腐蚀时间，单位y ；d 是金属材料的密度；V P 所以的单位是mm/y 。

失重：失重腐蚀速度(-V )-V = StW -∆=St W W 10- W0代表腐蚀前金属试样的质量，单位g ； W1代表腐蚀以后经除去腐蚀产物处理的试样质量，单位g ；S 代表试样暴露的表面积，单位m 2； t 代表腐蚀的时间，单位h 。

计算题计算题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Vp ，并进行比较，说明两种腐蚀速度表示方法的差别。

表1解：由题意得：（1）对碳钢在30%HNO 3( 25℃)中有： V ˉ=△W ˉ/st=(18.7153-18.6739)/45×2×(20×40＋20×3＋40×30)×0.000001=0.4694 g/㎡∙h又d=m/v=18.7154/20×40×0.003=7.798g/cm2∙hVp=8.76Vˉ/d=8.76×0.4694/7.798=0.53mm/y(25℃)中有：对铝在30%HNO3Vˉ=△Wˉ铝/st=(16.1820-16.1347)/2×(30×40＋30×5＋40×5)×45×10-6=0.3391g/㎡∙h/v=16.1820/(30×40×5×0.001)=2.697g/cm3d=m铝说明：碳钢的Vˉ比铝大，而Vp比铝小，因为铝在腐蚀的时候产生的是点腐蚀( 25℃)有：（2）对不锈钢在20%HNO3表面积S=2π×0.0152＋2π×0.015×0.004=0.00179 m2Vˉ=△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 cm3d=W/V=22.3367/2.827=7.901 g/cm3Vp=8.76Vˉ/d=8.76×0.08715/7.901=0.097mm/y对铝有：表面积S=2π×0.022＋2π×0.02×0.005=0.00314 m2Vˉ=△Wˉ/st=(16.9646-16.9151)/0.00314×20=0.7882 g/ m2∙h试样体积为：V=π×22×0.5=6.28 cm3d=W/V=16.9646/6.28=2.701 g/cm3Vp=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∙hVp=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∙hVp=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。

金属腐蚀理论及腐蚀控制答案解析

⾦属腐蚀理论及腐蚀控制答案解析《⾦属腐蚀理论及腐蚀控制》（跟着剑哥⾛，有⾁吃。

）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：V¯=△W¯/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/c m2?hVp=8.76V¯/d=8.76×0.4694/7.798=0.53mm/y对铝在30%HNO3(25℃)中有：V¯=△W¯铝/st=(16.1820-16.1347)/2×(30×40＋30×5＋40×5)×45×10-6 =0.3391g/㎡?hd=m铝/v=16.1820/30×40×5×0.001=2.697g/cm3说明：碳钢的V¯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 m2015V¯=△W¯/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 cm3d=W/V=22.3367/2.827=7.901 g/cm3Vp=8.76V¯/d=8.76×0.08715/7.901=0.097mm/y对铝有：表⾯积S=2π×202V¯=△W¯/st=(16.9646-16.9151)/0.00314×20=0.7882 g/m2?h 试样体积为：V=π×22×0.5=6.28 cm3d=W/V=16.9646/6.28=2.701 g/cm3Vp=8.76V¯/d=8.76×0.7882/2.701=2.56mm/y试样在98% HNO3(85℃)时有：对不锈钢：V¯=△W¯/st=(22.3367-22.2906)/0.00179×2=12.8771 g/ m2?hVp=8.76V¯/d=8.76×12.8771/7.901=14.28mm/y对铝：V¯=△W¯/st=(16.9646-16.9250)/0.00314×40=0.3153g/ m2?hVp=8.76V¯/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。

腐蚀的机理及其控制措施

腐蚀的机理及其控制措施腐蚀是一种难以避免的自然现象，它会导致材料的破损、失效，对工业制造和设备维护带来极大的困扰。

有许多因素会影响材料的耐腐蚀性能，其中包括环境条件、材料成分、加工和使用方法等等。

在本文中，我们将深入探讨腐蚀的机理，以及如何采取措施来控制它。

1. 腐蚀机理腐蚀是材料在接触化学环境时发生的一系列反应的结果。

在这些反应中，材料的原子或分子被氧化或还原，从而导致其电位和化学性质发生变化。

这些反应可以来源于氧化、酸化、盐类反应和生物作用等不同因素。

一种常见的腐蚀形式是金属腐蚀，它具有很高的经济和环境影响。

在一般情况下，金属的腐蚀反应包括四种反应类型：腐蚀反应、电化学反应、热量反应和生物腐蚀。

腐蚀反应是指金属在非电解质(如酸、碱)中的离子交换反应。

电化学反应通常发生于电解质中，其中金属通过与溶液中的电荷交换来腐蚀。

热反应通常是指金属快速氧化和燃烧等高温现象。

生物腐蚀是指一些微生物在特定条件下对金属的化学反应。

除此之外，在腐蚀机理的研究中，需要探讨腐蚀的成因，包括干燥腐蚀、隐蔽腐蚀和应力腐蚀等等，因为它们都会成为影响腐蚀的因素。

干燥腐蚀是指材料在干燥的环境中产生氧化物而腐蚀，在一些研究中可以通过控制清洁度来避免。

隐蔽腐蚀是指在材料内部发生的腐蚀过程，难以发现和处理。

应力腐蚀则是指金属在受到外界应力和化学环境共同影响下的腐蚀过程。

2. 腐蚀控制措施腐蚀虽然不可避免，但可以通过多种措施来降低腐蚀的风险和减缓腐蚀速度。

以下是几种常见的腐蚀控制措施：2.1 材料选择选用合适的耐腐蚀材料是一种很有效的腐蚀控制措施。

例如，在重化工行业中，选用防腐钢材料可以有效地降低设备和管道的腐蚀风险，从而延长使用寿命。

而在食品加工业中，采用不锈钢、铸铁等材料也可以有效地降低食品中的有害物质含量，提高食品的质量和安全性。

2.2 防腐涂料防腐涂料是一种常见的腐蚀控制方式。

涂料中含有具有防腐性能的化学物质，能够形成一层保护膜，保护金属材料不被化学环境侵蚀。

金属腐蚀与防护课后题答案

1.材料腐蚀的定义:腐蚀是材料受环境介质的化学、电化学和物理作用产生的损坏或变质现象。

腐蚀包括化学、电化学与机械因素或生物因素的共同作用。

2.腐蚀的特点:自发性/铁腐蚀变成以水和氧化铁为主的腐蚀产物，这些腐蚀产物在结构或形态上和自然界天然存在的铁矿石类似，或者说处于同一能量等级自发性只代表反应倾向，不等于实际反应速度普遍性/ 元素周期表中约有三、四十种金属元素，除了金和铂金可能以纯金属单体形式天然存在之外，其它金属都以它们的化合物（氧化物、硫化物）形式存在隐蔽性/ 应力腐蚀断裂管道：表面光亮如新，几乎不存在均匀腐蚀迹象，金相显微镜下，可观察到管道内部布满细微裂纹3.按材料腐蚀形态如何分类:全面腐蚀<均匀和不均匀腐蚀> 局部腐蚀{ 点蚀（孔蚀、）缝隙腐蚀及丝状腐蚀、电偶腐蚀（接触腐蚀）晶间腐蚀}选择性腐蚀4.按材料腐蚀机理如何分类:化学腐蚀、电化学腐蚀、物理溶解腐蚀5.按材料腐蚀环境如何分类:自然环境腐蚀、工业环境腐蚀、生物环境腐蚀1、名词解释物理腐蚀：是指金属由于单纯的物理溶解作用而引起的破坏电化学腐蚀：就是金属和电解质组成两个电极，组成腐蚀原电池。

电极电位：金属-溶液界面上建立了双电层，使得金属与溶液间产生电位差，这种电位差称为电极电位（绝对电极电位）非平衡电极电位：（在生产实际中，与金属接触的溶液大部分不是金属自身离子的溶液）当电极反应不处于平衡状态，电极系统的电位称为非平衡电位。

平衡电极电位：水合金属离子能够回到金属中去，水合-金属化过程速率相等且又可逆，这时的电极电位。

标准电极电位：金属在25℃浸于自身离子活度为1mol/L的溶液中，分压为1×105Pa时的平衡电极电位极化：电流流过电极表面，电极就会失去平衡，并引起电位的变化去极化：能降低电极极化的因素称为去极化因素过电位：是电极的电位差值，为一个电极反应偏离平衡时的电极电位与这个电极反应的平衡电位的差值。

活化极化：设电极反应的阻力主要来自电子转移步骤，液相传质容易进行，这种电极反应称为受活化极化控制的电极反应。

金属腐蚀与防护课后思考题

1、举例说明腐蚀的定义,腐蚀定义中的三个基本要素是什么,耐蚀性与腐蚀性概念的区别。

2、金属腐蚀的本质是什么，均匀腐蚀速度的表示方法有哪些？3、腐蚀电池的概念和特点以及形成腐蚀电池的原因，与作为化学电源的原电池的区别在哪里？为什么说干电池本身不是腐蚀电池，而锌壳内表面上形成的原电池是腐蚀电池？4、举例说明腐蚀电池的工作环节。

5、推导金属腐蚀电流密度和失重腐蚀速度的换算公式。

6、说明极化、去极化、过电位、极化值的基本概念，画出测量极化曲线的基本装置图，指出各部分所起的作用。

7、Evans极化图的意义和作法，用Evans极化图表示腐蚀电流的影响因素。

请用Evans极化图说明锌和铁在同样的酸溶液中，虽然锌的平衡电位比铁的平衡电位更负，但由于析氢反应在锌上更难进行，因而锌的腐蚀电流比铁的腐蚀电流小。

（画图说明）。

8、请说明：电位的表示方法、平衡电位的意义、能斯特公式的应用、非平衡电位的概念。

9、如何进行电化学腐蚀倾向的判断，以及电位比较准则的应用。

10、在Fe-水体系中用电位-pH平衡图说明金属铁的腐蚀控制的途径。

11、含杂质铜的锌在酸中的腐蚀速度比在纯锌在酸中的腐蚀速度大，这是因为前者形成了腐蚀电池。

因此有人认为形成腐蚀电池是发生电化学腐蚀的原因，这种观点是否正确？为什么？12、请说明：交换电流密度的概念及意义，与电极反应极化性能的关系；过电位和电极反应反应速度的关系；动力学方程的一般表达式；Tafel方程式的数学形式、图形表示以及适用条件；极限扩散电流密度的计算。

13、请说明：均匀腐蚀的腐蚀电位和腐蚀电流密度的概念；电极反应的耦合、混合电位、电流加和原理的应用（举例）。

14、微极化和强极化的公式的应用条件是什么？15、用活化极化腐蚀体系的理论说明析氢腐蚀的特点。

用阳极反应受活化极化控制的，阴极反应受浓度极化控制腐蚀体系的理论说明吸氧腐蚀特点。

16、对受氧扩散控制的吸氧腐蚀体系，当id增加到一定的程度，阴极反应将由浓度极化控制转变为浓度极化与活化极化共同影响。

金属腐蚀原理

《金属腐蚀原理》作业题绪论1、金属腐蚀按照腐蚀过程的特点可以分为几类？2、均匀腐蚀情况下金属腐蚀速度的衡量指标有哪几种？第一章金属电化学腐蚀倾向的判断1、什么是内电位、外电位、电化学位？2、什么是绝对电极电位、相对电极电位？两者有何区别？3、相间电位差产生的原因是什么？4、什么是金属的平衡电极电位？5、结合电位-pH图说明处于腐蚀状态的金属可以采取哪几种防腐蚀方法？第二章电化学腐蚀动力学1、什么是原电池的极化作用？什么是阳极极化、阴极极化？2、极化现象的本质是什么？3、掌握电化学极化时，极化电流与过电位之间的关系方程式。

4、熟练掌握稳态极化时的动力学公式，掌握强极化区和微极化区极化过电位和极化电流之间近似极化公式的推导过程。

5、什么是共轭体系？分析课本p61页图2-17中各点所对应的电流和电位的物理意义。

6、结合图2-19详细说明牺牲阳极保护法的基本原理。

7、结合活化控制的腐蚀体系极化公式（课本公式2-60）分析金属腐蚀速度测试的电化学方法都有哪些？8、腐蚀体系中，当电流处于强极化区时采用何种测试方法？微极化区采用何种测试方法？各有何适用条件？各自的原理和具体操作步骤是什么？弱极化区的测试方法有哪几种？掌握两点法和三点法的推导过程。

第三章氢去极化腐蚀和氧去极化腐蚀1、什么是氢去极化？什么是氧去极化？各自发生的条件是什么？2、什么是氢过电位？氢过电位的数值大小对氢去极化腐蚀有何影响？3、金属中具有不同氢过电位的杂质存在对基体金属腐蚀速度的影响情况是什么？4、什么是铂盐效应？以铁和锌在酸中的腐蚀速度为例说明氢过电位对于腐蚀速度的影响情况。

5、氧去极化腐蚀的影响因素有哪些？6、什么是氧浓差电池？在氧浓差电池中何者做阳极，何者做阴极？第四章金属的钝化1、什么是钝化作用？什么是化学钝化、电化学钝化？2、结合金属的钝化曲线分析钝化过程中的电化学参数，并说明阳极保护的基本原理是什么？3、阳极钝化曲线的测定和塔菲尔法测定金属腐蚀速度时的极化曲线各自采用什么方法测定？4、目前钝化理论主要包括哪几种？每种钝化理论所能够成功解释的问题是什么？第五章常见的局部腐蚀1、什么是电偶腐蚀？其原理是什么？2、什么是差异效应？什么是正差异效应、负差异效应？3、电偶序的排序理论依据什么？在实际应用中，对于构成电偶腐蚀的原电池如何判断其阴阳极？4、什么是小孔腐蚀？小孔腐蚀发生的条件是什么？小孔腐蚀的作用机理是什么？小孔腐蚀的电化学测试方法是什么？5、什么是缝隙腐蚀？缝隙腐蚀发生的原因是什么？与孔蚀相比较，缝隙腐蚀有什么不同？6、什么是晶间腐蚀？结合不锈钢说明晶间腐蚀发生的机理是什么？7、什么是应力腐蚀破裂？发生应力腐蚀破裂的条件是什么？8、什么是腐蚀疲劳？磨损腐蚀？选择性腐蚀？第八章腐蚀控制方法1、什么是阴极保护？阴极保护包括哪两种方法？这两种方法有何不同？2、什么是负保护效应？什么是阴极保护的最小保护电位？3、说明牺牲阳极保护法和外加阴极电流保护法的基本原理是什么？能够结合伊文思极化图进行分析。

(完整版)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ϕ = V MO/ V M = m' ρ /（ m ρ ' ）当ϕ > 1 金属氧化膜具备完整性条件部分金属的ϕ值氧化物ϕ氧化物ϕ氧化物ϕMoO3 3.4 WO3 3.4 V2O5 3.2Nb2O5 2.7 Sb2O5 2.4 Bi2O5 2.3Cr2O3 2.0 TiO2 1.9 MnO 1.8FeO 1.8 Cu2O 1.7 ZnO 1.6Ag2O 1.6 NiO 1.5 PbO2 1.4SnO2 1.3 Al2O3 1.3 CdO 1.2MgO 1.0 CaO 0.7MoO3 WO3 V2O5这三种氧化物在高温下易挥发，在常温下由于ϕ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，ϕ值适中。

金属腐蚀的机理及其控制技术

金属腐蚀的机理及其控制技术金属腐蚀是指金属与其周围环境作用产生的一种物理或化学反应，使金属发生腐蚀和破坏的现象。

金属腐蚀是工业、生活生产中不可避免的问题，因此控制金属腐蚀是十分必要的。

本文将从金属腐蚀的机理、类型和其控制技术等方面进行介绍。

一、金属腐蚀的机理金属腐蚀的机理是指金属与周围环境发生化学、电化学反应，导致金属原子丢失、离开金属内部，最终导致金属的腐蚀及破坏。

在自然环境中，金属腐蚀通常是由于金属与外界氧气、水等物质发生反应，而导致的。

具体而言，金属腐蚀可以分为以下几种类型：1. 干腐蚀干腐蚀是指金属在氧气和水分离的条件下腐蚀。

例如，铝的表面会自然形成一层致密的氧化物覆盖层，保护铝不被腐蚀。

2. 溶液腐蚀溶液腐蚀是指金属在水溶液或其他溶剂中腐蚀。

例如，铜为了提高其导电性通常利用盐酸进行处理，让铜表面形成一层致密的氯化物覆盖层。

3. 电化学腐蚀电化学腐蚀是指金属在电解质溶液中，被其周围的化学物质和微观环境引起的化学和电化学反应而腐蚀。

电化学腐蚀是金属腐蚀中一种主要的类型，它包括了放电腐蚀、脱金属腐蚀和形成电池腐蚀等等。

4. 应力腐蚀应力腐蚀是指金属在外力（包括内部应力）的作用下，在腐蚀介质中发生的各种腐蚀现象。

比如，由于金属材料受到作用的应力、拉伸等就会导致金属表面形成裂纹，这样会导致金属的腐蚀。

二、金属腐蚀的控制技术为了控制金属腐蚀产生的损害，通常可以采用下列的方法：1. 涂层防护涂层防护是通过表面涂覆一种具有防护性的金属材料，防止金属与周围环境发生化学反应而导致的腐蚀损坏。

比如，我们平时买车的时候，可以在车的表面涂上一层具有抗腐蚀性能的防腐漆，这样就可以起到防腐的作用，延长车辆使用寿命。

2. 金属镀层金属镀层是将一层具有防护性能的金属物质贴附在需要防护的金属表面，防止金属与周围环境发生化学反应而导致的腐蚀和破坏。

例如，白银是一种优良的防腐金属，可以用来对其它金属表面进行镀银，也可以使用镍、铬等金属对金属表面进行镀层。

金属腐蚀与防护课后习题答案 (1)

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。

PB原理的数学表示：反应的金属体积：V M = m/? m-摩尔质量氧化物的体积： V MO = m'/ ? '用? = V MO/ V M = m' ? /（ m ? ' ）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 WO3 V2O5Nb2O5 Sb2O5 Bi2O5Cr2O3 TiO2 MnOFeO Cu2O ZnOAg2O NiO PbO2SnO2 Al2O3 CdOMgO CaOMoO3 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。

腐蚀及腐蚀的控制

腐蚀及腐蚀的控制许多物品和构件涂漆主要是为了装饰；即：改变其外观。

使用保护涂料时，其目的则是为了保护表面免遭腐蚀。

当然，大多数涂料施工在表面上起着保护和装饰双重作用。

基本了解腐蚀过程将有助于使检查人员懂得为什么要使用保护涂料，并学会应用将碰到的各种配套。

每个人都亲眼目睹过一种或多种形式的腐蚀。

在工作场所和日常生活中有许多关于腐蚀的实例。

定义NACE按如下定义腐蚀:腐蚀是一种材料(通常为金属)因与周围环境发生反应而变坏的现象。

该定义范围甚广，并说明除了金属以外，其它材料例如：混凝土，木材和塑料等也会变坏或遭受腐蚀。

对于本讨论，我们将主要关注用于建造业的钢材以及其它金属的电化学腐蚀。

[在本大纲的高级单元中，我们将研究混凝土的‘腐蚀’并发现钢筋混凝土的损坏往往由于增强(钢)筋遭受腐蚀而造成。

]腐蚀是一种遵循科学规律的自然现象或过程，所以我们不应对腐蚀发生的现实情况感到惊奇。

几乎所有材料暴露于自然环境中都会变坏。

例如：铁或钢暴露于空气和水中时，我们会看到锈在几小时内逐步显现出来，出现我们所熟悉的红棕色氧化铁。

有时甚至会在几分钟内产生腐蚀。

如果是其它材料，例如：用铜，黄铜，锌，铝或不锈钢代替铁，也会发生某种程度的腐蚀，但可能所花时间较长。

这些材料腐蚀速率降低的一个原因是由于铜，锌，铝或铬形成了保护性金属氧化物。

这种氧化层虽然相当薄，但对不断的侵蚀形成了一种保护屏障，因而降低了腐蚀速率，使其几乎处于停止状态。

这种自然过程称作钝化。

无论是氧化物，碳酸盐，氯化物，硫酸盐，还是其它化合物，这一表面层的形成是耐腐蚀的主要因素，特别是如果表面层能有效地将金属与所处环境隔离开来。

这种自然形成的涂层必定是既具耐扩散性又具耐水性。

不幸的是，铁或钢不形成这种有效的屏障。

所生成的锈可渗透氧气和潮气，使钢材继续锈蚀。

如果不另采取措施进行保护，金属最终必将遭至损坏。

在大多数情况下，保护涂料用于在金属表面上生成人工保护层并延长金属的有使用寿命。

不锈钢的腐蚀

PRE值
点腐蚀
应力腐蚀破裂SCC
定义：指金属材料在固定拉应力和特定介质的共同作用下所引起的破裂.
特征：1.纯金属SCC敏感性小于合金. 2.硬度高容易产生SCC. 3.拉应力才能产生SCC. 4.有主裂纹,有分支裂纹,主裂纹
垂直于拉应力方向. 5.断裂形式：沿晶、穿晶、混合
形 6.温度高,SCC发生几率高. 60℃以下几乎不发生SCC 7.腐蚀环境有选择性：304 Cl离
电位
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ Ⅳ 时间
18-8钢在沸腾的42%
MgCl2溶液中的电位-时间曲线
应力腐蚀破裂SCC
SCC机理目前,没有定论 1.几种观点 A.电化学腐蚀为主的观点 B.吸附理论 C.氢脆理论 D.断裂力学理论 2.机理电化学腐蚀为主的观点 1材料表面总会存在电化学的不均匀性钝化膜不连续、缺陷等 2表面缺陷是形成裂纹源的活性点,表面的划伤、小孔、缝隙就是现成的
子溶液, 氯脆,NaOH、H2S在高温高浓度下也能导致SCC,碳钢碱脆,黄铜氨脆.
应力腐蚀破裂SCC
SCC历程：
第Ⅰ阶段：表面产生钝化膜. 孕育期
第Ⅱ阶段：试样在应力作用下产生滑移,使表面保护膜破裂. 裂纹成核期、形成裂纹源
第Ⅲ阶段：钝化,膜破裂交互进行.裂纹形成期
第Ⅳ阶段：裂纹超出断裂的临界尺寸断裂.失稳、扩展
缝隙腐蚀
机理1Cr13 1.开始时,只有微小的阴极电流从缝内流出,但整个金
属表面包括缝隙内、外仍处于等电位状态,即仍处于钝态. 2.经一段时间,缝内、外氧浓差增加,缝内金属的电位变负,使缝内阳极溶解速度增加,结果引起Fe离子、 Cr离子的浓度增加,Cl离子往缝内迁移. 3.氯化物水解,缝内pH值下降,电池的腐蚀电流亦不断增加. 4.缝内金属致钝电位由于pH值下降而上升时,腐蚀进入发展阶段.大阴极-小阳极形成,产生严重腐蚀.

腐蚀与控制1~6习题与题解

绪论习题解1.为什么说“材料的腐蚀是自发产生的”？自然界中物质最稳定的存在状态是以金属化合物的形态存在。

如：Fe2O3、FeS、Al2O3等等。

由于它们的强度、硬度、刚度等性能不能满足工业结构材料的要求，用冶金方法外加能量将它们还原成金属元素及其合金，它们比其化合物具有更高的自由能，根据热力学第二定律，金属元素必然自发地转回到热力学上更稳定的化合物状态。

这就是金属的腐蚀过程。

有机非金属材料是由有机小分子材料经聚合成为大分子材料而具有一定的强度、刚度和硬度，具备满足工业结构材料性能的。

在聚合过程中加入的能量，使其比小分子具有更高的自由能。

在介质中材料发生一些化学或物理作用，使其从高能的聚合态向低能而稳定的小分子状态转变，使材料的原子或分子间的结合键破坏。

也是服从热力学第二定律的。

无机非金属材料有天然的和人工的。

两者均是由在自然界较稳定的化合物状态的分子或元素，在天然或人工外部作用下，结合成具有一定形状、强度、刚度和硬度的材料。

这些材料在形成过程中受到的外部作用，使其内能增加，具有比它们的化合物状态的分子或元素高的能态，同样由热力学第二定律，它们在腐蚀性介质环境下，发生化学或物理作用，使材料的原子或分子间的结合键断裂破坏。

也服从热力学第二定律。

2.材料的腐蚀有哪些危害性？a.涉及范围广泛：因腐蚀是自发产生的，腐蚀现象就涉及到所有使用材料的一切领域；b.造成的经济损失巨大；间接损失：由于腐蚀引起停产、更新设备、产品和原料流失、能源浪费。

一般间接损失比直接损失大很多。

污染环境、造成中毒、火灾、爆炸等重大事故。

c.阻碍新技术、新工艺的发展。

3.什么是直接损失？直接损失：由于腐蚀造成的材料自身的损失，使材料变成废物。

4.什么是间接损失？间接损失：由于腐蚀引起停产、更新设备、产品和原料流失、能源浪费。

一般间接损失比直接损失大很多。

污染环境、造成中毒、火灾、爆炸等重大事故。

5.控制腐蚀有哪些重要意义？研究材料的腐蚀规律，弄清腐蚀发生的原因及采取有效的防腐蚀措施，可以延长设备寿命、降低成本、提高劳动生产率。

腐蚀学第三章题目及答案

腐蚀学第三章题目及答案一、解释题1.腐蚀:材料由于环境的作用而引起的破坏和变质。

2.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。

3.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。

4.铸铁的石墨化腐蚀:铸铁的铁素体相对石墨是阳极，石墨为阴极。

铁被溶解下来，只剩下粉末状的石墨沉积在铸铁的表面上，称此现象为铸铁的石墨化腐蚀。

5.空泡腐蚀:流体与金属构件相对高速流动时，在金属表面局部区域产生涡流,伴随有气泡在金属表面迅速生成和破灭，造成材料表面粗化，导致材料丧失使用性能的一种破坏形式称为空泡腐蚀。

二、填空题1.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，其中阻极型缓蚀剂用量不足易造成孔蚀。

2.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。

3.在海水中，小面积的不锈钢和大面积的黄铜接触时丕锈钢遭受腐蚀;大面积的不锈钢和小面积的黄铜接触时黄铜遣受腐蚀。

4.金属发生化学腐蚀和电化学腐蚀的倾向均可用自由能进行判断。

5.一根铁管经过腐殖土和沙土，腐殖土端易遭受腐蚀，其阴极反应式为: O2 +4H* +4e→2H20.6.已知Pb的标准电极电位E= -0.126V，在酸性土壤中会发生__吸氧腐蚀。

7. Fe:03是典型的n型半导体，在Fe20.中加入Li元素，则Fe20.的氧化速度_增加;而导电率_减小。

8.铝材在酸性介质中的腐蚀行为是_析氢腐蚀_____ ; 人体环境中的金属植入物的腐蚀行为是___吸氧腐蚀9.发生高温氧化时，金属表面一旦形成氧化膜，氧化过程的继续进行将取决于界面反应速度和参加反应的物质通过氧化膜的扩散速度。

10.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三、问答题1.金属在极化过程中为什么腐蚀速度会减慢?请简述之。

《材料腐蚀及控制工程》习题答案

全书习题答案第1章一、填空题1. 点腐蚀、缝隙腐蚀、电偶腐蚀、晶间腐蚀、选择性腐蚀、应力腐蚀断裂、腐蚀疲劳及氢脆2. Uhlig、Hoar、NBS/BCL3. 腐蚀经济二、名词解释金属腐蚀：金属在周围介质（通常是液体或气体）作用下，由于它们之间所产生的化学、电化学反应，或者由于物理溶解作用而引起的破坏或变质。

材料腐蚀：材料受环境介质的化学、电化学和物理溶解作用产生的破坏或变质的现象。

腐蚀学：是研究腐蚀的学科。

微观腐蚀学：着眼于腐蚀现象的微观分析，建立腐蚀理论，在它的指导下，开发防蚀技术，即材料的腐蚀与防护。

宏观腐蚀学：着眼于从整体上分析腐蚀问题，即将腐蚀现象的整体作为研究对象—系统，考察它与社会环境之间的交互作用以及腐蚀学的经济及社会效应，腐蚀经济是宏观腐蚀学的核心。

三、下列现象是否属于腐蚀，简述原因。

升华和金属因磨损失重不属于腐蚀，因为没有外部介质的作用；聚合物老化和金属表面生锈属于腐蚀，因为二者均满足腐蚀发生的材料、环境及破坏三因素。

四、计算题I= i/S=1.5×10-3/10=1.5×10-4 A/ cm2I=26.8×10-4vn/A(g/m2h) v=1.5×10-4×65.4/2×26.8×10-4=1.83 g/m2hB=8.76v/ρ=8.76×1.83/7.1=2.26mm/a五、思考题1.参见教材P4-5。

2. 化学腐蚀包括金属在干燥气体（或高温气体）作用下的腐蚀和金属在非电解质溶液中的腐蚀。

其反应过程的历程特点是金属表面的原子与氧化剂直接发生氧化还原反应而形成腐蚀产物，电子在金属和氧化剂之间直接传递，无腐蚀电流产生。

电化学腐蚀是金属表面与电解质溶液发生电化学反应而引起的破坏。

例如钢铁在土壤中的腐蚀。

电化学腐蚀的特点是腐蚀反应过程中至少有一个阳极反应和阴极反应，在反应过程中发生电荷转移，伴有电流产生。

金属腐蚀理论及腐蚀控制

第一部分腐蚀原理一、均匀腐蚀速度1-1.根据表1-1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。

1-2.奥氏体不锈钢和铝是硝酸工业中使用很多的材料。

根据表1-2中的数据，分别计算不锈钢和铝在两种硝酸溶液中的腐蚀速度V p，并分析所得结果，比较两种材料的耐蚀性能。

1-3.已知锌氧化生成的表面膜组成为ZnO，根据表1-3中所列的数据计算不同试验时间所得到的平均腐蚀速度V p，画出V p随时间变化的曲线。

所得结果说明了什么？1-4.镁在0.5mol/L NaCl 溶液中浸泡100小时，共放出氢气330cm3。

1- 1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 ）1-5. 表面积20cm 2的铜试样在700︒C 的氧气中氧化2小时，消耗了13.6cm 3的氧气(在25︒C ，1atm 下进行测量)。

求铜试样的腐蚀速度V p 。

已知腐蚀产物是Cu 2O 。

1-6. 表面积4cm 2的铁试样，浸泡在5%盐酸溶液中，测出腐蚀电流为 Icor = 55mA 。

计算铁试样的腐蚀速度V - 和V p 。

1-7. 铝试样的表面积15cm 2，初重为16.9560g ，浸在70%硝酸中经过100小时。

试验后除去腐蚀产物，重量减少为16.9052g 。

另外，用电化学方法测得的平均腐蚀电流等于1.65mA 。

如果以失重法求出的腐蚀速度为标准，计算电化学方法测得的腐蚀速度的误差是多少？1-8. 由Faraday 定律可得腐蚀电流密度i cor 与失重腐蚀速度V - 之间的关系式而V - 和V p 的换算关系为dV V p -=76.8i cor 、V - 和V p 的单位分别为A/m 2、g/m 2⋅hr 、mm/y ；金属密度d 单位用g/cm 3。

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与其反应是什么？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）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 = - 0.44）2．写出V -与i corr 的关系式与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与其标准电极电位：Cu = Cu 2+ + 2e E 0Cu 2+/Cu = + 0.337VH 2 = 2H + + 2e E 02H +/H = 0.000V2H 2O = O 2 + 4H + + 4e E 0O 2/H 2O = +1.229V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。

金属腐蚀及控制

金属腐蚀及控制什么是金属腐蚀？金属腐蚀指的是金属表面与周围环境发生化学反应，导致金属本身的质量、性能以及外观均发生不同程度的改变的过程。

金属腐蚀是一种多因素、多种体系、多种形式的不可避免的破坏过程。

金属腐蚀的主要类型包括电化学腐蚀、化学腐蚀和微生物腐蚀等。

其中，电化学腐蚀是最为严重的一种金属腐蚀形式，占到了所有金属腐蚀形式的90%以上。

金属腐蚀的危害金属腐蚀的危害十分严重，主要体现在以下几个方面：1.对金属材料的结构和性能造成损害，使其失去或降低了原有的性能。

比如金属的强度、韧性、延展性、硬度等都会受到不同程度的影响。

2.对原材料和成品的功能造成影响，导致产品的使用寿命缩短。

3.金属腐蚀会加快机械设备的老化和损坏，导致设备的降效、停机等问题。

4.金属腐蚀还会污染土壤、水体和空气，给环境带来影响。

金属腐蚀的原因金属腐蚀有多种原因，主要包括以下几个方面：1.金属本身的结构和性能。

不同金属的结构和性能存在差异，不同金属对于腐蚀的抵抗能力也不同。

2.介质的性质。

介质的PH值、含氧量、温度、湿度、化学成分、流速等都会对金属的腐蚀起到重要影响。

3.外部因素的影响。

如电场、光照、机械应力、震动等。

4.工艺和设备的影响。

加工、制造、运输和使用过程中的因素也会导致金属腐蚀。

金属腐蚀的控制金属腐蚀的控制可以从以下几个方面入手：1.选用耐腐蚀金属材料。

钢铁、不锈钢、铜、铝等金属在不同介质中的耐腐蚀能力不同，因此在选材时需要根据具体情况进行选择。

2.采取防腐措施。

通过物理屏障或涂层的方式实现对金属的保护，如在金属表面涂上陶瓷、金属氧化物等。

3.对介质进行处理。

通过对介质的控制和处理降低腐蚀速度，如调整PH值、降低温度等。

4.采用电化学控制方法。

利用电位差和电位梯度对金属进行处理，例如利用阳极保护、阳极氧化等技术。

5.合理设计结构和工艺。

通过结构设计、加工工艺等方面的措施降低金属的腐蚀风险。

结论金属腐蚀是一种不可避免的金属破坏过程。