材料腐蚀与防护复习题

材料腐蚀与防护复习题
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 polarisation
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。

16．Mixed 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. 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,P＜0 ）。

4．Pb在酸性含氧的⽔溶液中会发⽣吸氧腐蚀。

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（0.025~0.1）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，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)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: Al→Al 3+ +3e 孔外阴极反应: 1/2O2+H2O+2e→2OH - 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。

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 2~3，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Fe—H2O的E—pH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：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，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，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，便可以促进或抑制⾦属的阳极溶解。

①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H＋·nH2O→H＋＋nH2O
b. 形成吸附氢原⼦H＋＋M(e)→MH （电化学步骤）
c. 吸附氢原⼦脱附MH＋MH→H2＋2M （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。

②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（内因）有：○1、⾦属的种类，○2、合⾦元素与杂质，○3、表⾯状态，○4、内应⼒，○5、热处理，○6、电偶效应；环境因素（外因）：○1、去极剂种类与浓度，○2、溶液PH值，○3、温度，○4、流速，○5、溶解盐与阴、阳离⼦；设备结构因素：○1、应⼒，○2、表⾯状态与⼏何形状，○3、异种⾦属组合，○4、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：○1、存在电位差，○2、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本的原因，○3、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？
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++4e→2H2O
在碱性条件下： O2+2H2O+4e→4OH-
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) (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:Me →Me n+ ++ne B-C 区:活化-钝化过渡
区:3Me+4H2O →Me3O4+8H + +8e C-D 区:钝化区或稳定钝化区:2Me+3H2O →Me2O3+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。