电偶腐蚀
电偶腐蚀
电偶腐蚀也叫以异金属腐蚀或接触腐蚀，是指两种不同电化学性质的材料在与周围环境介质构成回路时，电位较正的金属腐蚀速率减缓，而电位较负的金属腐蚀加速的现象。构成这种现象的原因是这两种材料间存在着电位差，形成了宏观腐蚀原电池。电偶腐蚀作为一种普遍的腐蚀现象，可诱导甚至加速应力腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀、氢脆等腐蚀过程的发生。产生电偶腐蚀应同时具备下述三个基本条件：第一，具有不同腐蚀电位的材料，电偶腐蚀的驱动力是被腐蚀金属与电连接的高腐蚀电位金属或非金属之间产生的电位差；第二，存在离子导电支路，电解质必须连续地存在于接触金属之间，构成电偶腐蚀电池的离子导电支路；第三，存在电子导电支路，即被腐蚀金属与电位高的金属或非金属之间要么直接接触，要么通过其他电子导体实现电连接，构成腐蚀电池的电子导电支路。
浸泡试验
浸泡试验是常用的电偶腐蚀试验方法之一。将两种不同金属按实际的面积比例制成一定形状的试样，紧固在一起，构成一组点偶对试样。将上述电偶对试样暴露于腐蚀介质中进行腐蚀实验，并将其试验结果与在相同介质条件下未经偶接的这两种金属的腐蚀试验结果相比较，以判断电偶效应。根据试验的目的和要求，采用失重测量、电阻测量和表观检查等方法，对比上述两组试验结果。大气中的电偶腐蚀试验在实验技术上要比溶液中的试验容易一些。因为在大气条件下，作为电解质的水膜具有相当高的电阻，这就限制了电偶作用的距
离，从而限制了相对面积作用，即使是最不相容的金属，电偶作用也仅限于对接触线附近的5~6mm处。
电位测量
电位测量包括电偶对中各个金属本身的自然腐蚀电位测量、偶对金属的电位差测量和金属偶接后的电偶电对测量。
电位测量是研究电偶腐蚀的重要手段，测试简单易行。不同金属在接近实际使用介质条件下所测得的稳定开路电位的高低，标志着它们在该特定环境下相对的热力学稳定性。因此，可根据开路电位的测量结果，预测不同金属偶接后的电偶效应。在某些情况下，按金属在特定介质中稳定电极电位排列的电偶序中两种金属之间间隔远近来大致表征电偶效应的相对大小。需要特别注意的是，电位测量结果以及电偶序并没有反映金属的极化特征，所以并不能直接由此得到电偶腐蚀速度。此外，电极电位往往是随时间变化的，因此金属在电偶序中的位置也可能随时间而变化。
极化测量
根据混合电位理论，极化曲线可用来预测两种金属偶接后各自的腐蚀速度。首先分别测出各偶对金属在实际介质中单独存在时的阳极极化曲线和开路电位，然后再测出这两种金属按实际几何形状和面积比例偶接后的混合电位Eg。这一电位与上述两条阳极极化曲线相交所对应的电流密度，即为金属偶接后新的腐蚀速度，据此可预测这两种金属在偶接后的腐蚀速度的变化。极化测量在电偶腐蚀中的另一个重要应用是判断局部腐蚀。
电偶电流测量
两种金属在电解质溶液中偶接后，便有电流从一种金属流向另一种金属，称为电偶电流。电偶电流Ig或电偶电流密度ig在衡量电偶腐蚀的严重程度及其随时间的变化规律、最佳偶对的选择以及评价保护措施的有效性等方面都是极为有用的，而且可以通过分析计算来处理电偶电流与偶对中阳极的腐蚀速度之间的关系。连续地测量电偶电流随时间的变化可以提供电偶腐蚀程度及其变化的信息，也可指示可能发生的极性变化等。典型的电偶电流测试方法有：基本零电阻电流计方法、恒电位仪测电偶电流和利用运算放大器监测电偶电流及电位。
电偶腐蚀速度的测定
实验三：电偶腐蚀速度的测定 一、试验目的： 1.掌握电偶腐蚀测试原理； 2.掌握电极电位、耦合电流的测量方法； 3.掌握实验分析方法。 二、实验原理： 当两种金属或合金相接触在溶液中可以发现在该液中电，位较负的金属腐蚀速度加大，而电位较正的金属受到保护，这种现象就是电偶腐蚀。金属或合金制成电极，应用电偶腐蚀计测量，便可测定其各个电极开路电位，耦合电位，回路电流等值。 三、仪器药品 电偶腐蚀计，金属电极（Fe，紫铜，黄铜），饱和甘汞电极，烧杯，量筒，天平 砂纸，滤纸，酒精棉，pH试纸，NaCl， 四、实验内容及步骤 1．将各电极用水砂纸打磨光亮，用酒精棉擦干待用； 2．配制100毫升3％NaCl溶液，连接电偶腐蚀计线路； 3．测定各电极在3％NaCl溶液中相对于石墨电极的自腐蚀电位，填入表格； 4．测Fe－紫铜和黄铜－紫铜电偶电流随时间的变化 待电极自腐蚀电位稳定后接通电路，测定电偶电流随时间的变化情况，直到电流比较稳定时为止，测量耦合电极相对于参比电极的电位。电偶电流最初随时间变化较快，可适当缩小记录时间间隔，15秒或半分钟计一次数。 五、实验数据及结果处理 1．所有测量数据记录于表格中 自腐蚀电位：Fe：-0.595V 黄铜：-0.208V 紫铜：-0.192V 耦合电位：Fe－紫铜：-0.552V 黄铜－紫铜：-0.218V Fe－紫铜电偶电流随时间变化
黄铜－紫铜电偶电流随时间变化
2．将Fe－紫铜和黄铜－紫铜电偶电流随时间的变化绘制在同一张图中； Ig/mA t (s) 3．结果及讨论 1.测量个电极开路电位时，其电位一直浮动不定，这是由于金属表面的极化和由 于阴、阳极反应生成表面膜或腐蚀产物的影响。 2.两金属电极电位差越大，其测量电流Ig越大，试验中Fe-紫铜电偶为-0.552V， 大于紫铜-黄铜电偶的耦合电位，所以其测量的Ig也大于后者。 3.随着反应的进行，Ig均随时间而减小，反应初始时Ig下降迅速，之后，随着 极化的进行，由于电极外侧生成钝化膜等原因，电流都逐渐减小，之后趋于平 稳，中间也有波动起伏的过程。 4.电极是否打磨干净会影响试验中电流的稳定和大小，但整体Ig-t变化趋势不变。 参考文献 1、《实验电化学》王圣平编中国地质大学出版社 2、《腐蚀电化学原理》第一版曹楚南编
电偶腐蚀
电偶腐蚀 电偶腐蚀也叫以异金属腐蚀或接触腐蚀，是指两种不同电化学性质的材料在与周围环境介质构成回路时，电位较正的金属腐蚀速率减缓，而电位较负的金属腐蚀加速的现象。构成这种现象的原因是这两种材料间存在着电位差，形成了宏观腐蚀原电池。电偶腐蚀作为一种普遍的腐蚀现象，可诱导甚至加速应力腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀、氢脆等腐蚀过程的发生。产生电偶腐蚀应同时具备下述三个基本条件：第一，具有不同腐蚀电位的材料，电偶腐蚀的驱动力是被腐蚀金属与电连接的高腐蚀电位金属或非金属之间产生的电位差；第二，存在离子导电支路，电解质必须连续地存在于接触金属之间，构成电偶腐蚀电池的离子导电支路；第三，存在电子导电支路，即被腐蚀金属与电位高的金属或非金属之间要么直接接触，要么通过其他电子导体实现电连接，构成腐蚀电池的电子导电支路。 浸泡试验 浸泡试验是常用的电偶腐蚀试验方法之一。将两种不同金属按实际的面积比例制成一定形状的试样，紧固在一起，构成一组点偶对试样。将上述电偶对试样暴露于腐蚀介质中进行腐蚀实验，并将其试验结果与在相同介质条件下未经偶接的这两种金属的腐蚀试验结果相比较，以判断电偶效应。根据试验的目的和要求，采用失重测量、电阻测量和表观检查等方法，对比上述两组试验结果。大气中的电偶腐蚀试验在实验技术上要比溶液中的试验容易一些。因为在大气条件下，作为电解质的水膜具有相当高的电阻，这就限制了电偶作用的距
离，从而限制了相对面积作用，即使是最不相容的金属，电偶作用也仅限于对接触线附近的5~6mm处。 电位测量 电位测量包括电偶对中各个金属本身的自然腐蚀电位测量、偶对金属的电位差测量和金属偶接后的电偶电对测量。 电位测量是研究电偶腐蚀的重要手段，测试简单易行。不同金属在接近实际使用介质条件下所测得的稳定开路电位的高低，标志着它们在该特定环境下相对的热力学稳定性。因此，可根据开路电位的测量结果，预测不同金属偶接后的电偶效应。在某些情况下，按金属在特定介质中稳定电极电位排列的电偶序中两种金属之间间隔远近来大致表征电偶效应的相对大小。需要特别注意的是，电位测量结果以及电偶序并没有反映金属的极化特征，所以并不能直接由此得到电偶腐蚀速度。此外，电极电位往往是随时间变化的，因此金属在电偶序中的位置也可能随时间而变化。 极化测量 根据混合电位理论，极化曲线可用来预测两种金属偶接后各自的腐蚀速度。首先分别测出各偶对金属在实际介质中单独存在时的阳极极化曲线和开路电位，然后再测出这两种金属按实际几何形状和面积比例偶接后的混合电位Eg。这一电位与上述两条阳极极化曲线相交所对应的电流密度，即为金属偶接后新的腐蚀速度，据此可预测这两种金属在偶接后的腐蚀速度的变化。极化测量在电偶腐蚀中的另一个重要应用是判断局部腐蚀。
腐蚀测试方法
一、 填空题 1. 腐蚀的定义：物质（通常是金属）或其性能由于与环境发生反应所引起的变质。 2. 金属腐蚀测试方法按测试方法的性质可分为物理的、化学的和电化学的的试验方法。 3. 在重量法中清除腐蚀产物的方法有：机械法、化学清洗法、电解去膜法。 4. 在确定采用何种腐蚀研究方法时应从腐蚀介质、金属材质、腐蚀类型等三方面综合考虑。 5. 腐蚀试验结果的误差包括系统误差和偶然偏差。 6. 参比电极必需具备的性能有1）参比电极应是可逆电极，它的电极电位时可逆电位，符 合能斯特电极电位公式、2）电极过程的交换电流密度高，不易极化、3）具有良好的电 位稳定性和重现性、4）如果参比电极突然流过电流，断电后其电极电位应很快回复到 原先的电位值、5）电极电位随温度的变化小、6）制备、使用、维护简单方便。 7. 当两种不同金属在介质中相互接触，其中自腐蚀电位较负的金属在接触处的局部腐蚀速 度将加剧，而自腐蚀电位较正的金属在接触处的局部腐蚀速度将减慢。 二、 不定项选择题 1. 下列电极中，在任何温度时电极电位均为零的是：（C ） A 饱和甘汞电极 B 银—氯化银电极 C 标准氢电极 D 铜—硫酸铜电极 2. 下述方法中不属于电化学测试方法的有：（A 、C ） A 重量法 B 极化曲线法 C 电阻法 D 电偶法 E 交流阻抗法 3. 某金属工件由异种金属铆钉铆接而成，其工作时处于腐蚀介质中，从安全角度考虑，应 选用：（B ） A 小阳极大阴极结构 B 大阳极小阴极结构 C A 、B 都可以 4. 在经典电化学测试中，应通过盐桥与体系相连的是：（B ） A 辅助电极 B 参比电极 C 工作电极 D 全部需要 5. 在测定金属M 的电极电位M ?时，如测得M 与参比电极组成的电池的开路电压V 且连 接电极M 导线的极性为负，则M ?可表示为：（A ） A M V ??=-参比 B M V ??=+参比 C M V ?= D M V ??=-参比 6. A 、B 两种金属，令,c A ?＜B ?c ，，在介质中偶合后，如体系属于电化学极化控制体系， 则偶合电流I g 可表示为：（A ） A ,,,exp()0.434c A g g a A c A k I I I b ??-=- B ,,,exp()0.434c A g g a A c A k I I I b ??-=+ C ,,,exp()0.434c A g g a A c A k I I I b ??+=- D ,,,exp()0.434c A g g a A c A k I I I b ??+=+ 7. 金属腐蚀速率最常用的三种指标是：（A 、B 、C ） A 重量指标 B 深度指标 C 电流指标 D 机械强度指标 8. 一个金属浸在被氢气饱和的溶液中，则金属的有效溶解速度可表示为：（B ） A 1,1,a a k i i i =+ B 1,1,a a k i i i =- C 1,2,a a a i i i =- D 1,2,a a k i i i =-
腐蚀挂片实验的操作步骤123
挂片实验的步骤 腐蚀挂片悬挂于监测试容器内或现场监测换热器或测试管道上，测定腐蚀用的标准金属试片。用以监测或评价冷却水系统的腐蚀状况。--般将预先处理和称重后的金属试片置入测试系统一段时间(如30~90天)，然后取出观察腐蚀情况，清洗称重，确定金属年腐蚀率(以密耳/年计，1mpy=0.0254mm/a)、腐蚀的类型以及点蚀深度等。金属挂片的数据除受腐蚀介质影响外，还与挂片表面处理、放置部位、暴露时间长短以及样片冶金方式等因素有关。腐蚀类型分为:电偶腐蚀;缝隙腐蚀;坑蚀;晶间腐蚀;脱层腐蚀(选择性浸蚀);应力腐蚀;水中某些特殊的微量成份的干扰，必要时应在试验室做进一步研究。 一、试验步骤 1)应用范围 本方法是在不停工条件下监测冷却水系统相对腐蚀和积污情况的常规测试方法之一。 这个方法既可单独使用，也可与“线性极化法”、“监测换热器法”配合使用。 其测试结果对于冷却水化学处理方案的确认和调整以及药剂效果的评定是有用的。但通常情况下不能把测试结果认定为系统设备本身的实况(腐蚀、结垢和积污)。 2)标准腐蚀试片，测腐蚀挂片规格: I型50X25X2保存、使用方法: 1、将标准腐蚀试片(测腐蚀挂片)在蒸馏水中用脱脂擦洗一遍，再用蒸馏
水冲洗15秒钟; 2、将标准腐蚀试片(测腐蚀挂片)在化学纯无水乙醇(50ml/每10片)中用脱脂棉擦洗两遍; 3、标准腐蚀试片(测腐蚀挂片)置干燥滤纸上，冷风吹干; 4、标准腐蚀试片(测腐蚀挂片)用滤纸包好，置干燥器中，24小时后称重待用。 5、原封装的试片置无腐蚀性气体处，防潮存放; 6、已启封而未用完的标准腐蚀试片(测腐蚀挂片)，仍置于防锈纸内，放在干燥器中。 3)新挂片处理(密封包装的标准挂片) 1、将新挂片浸入无水乙醇中用脱脂棉擦洗两遍; 2、然后再移入清洁的无水乙醇中浸泡片刻; 3、置干净滤纸上，冷风吹干; 4、用滤纸包好，置千燥器中，24小时后称重待用(称重精确到0.0001g并记 录挂片号) 4)用后挂片的处理 1、将用后的挂片小心取出，观察记录表面状况后再处理; 2、对腐蚀沉积不明显的，用绘图橡皮擦拭，使其露出金属本色，然后浸入无水乙醇中用脱脂棉擦洗两遍，再浸入清洁的无水乙醇中浸泡片刻，取出，置干净滤纸上，冷风吹干，用滤纸包好，置干燥器中，24小时后称重称重精确到0. 0001g并记录挂片号)，得出失重，计算
实验一电偶腐蚀
实验一、电偶腐蚀 试验目的： 通过失重法和电位、电流测量实验，了解电偶的形成与单一金属腐蚀速率、耦合电位等参数的相互关系，同时通过实验数据了解电偶腐蚀的特点、腐蚀介质、电位差、面积比等因素对电偶腐蚀的影响规律，并总结出相对应的预防措施。 穿插进行伊文斯盐水滴试验，观察氧浓差腐蚀原电池的阴、阳极反应以及阴、阳极区的划分。 试验原理： 电偶腐蚀：当一种不太活泼的金属(阴极)和一种比较活泼的金属(阳极)在电解质溶液中接触时，因构成腐蚀原电池而引发电流，从而造成（主要是阳极金属）电偶腐蚀。电偶腐蚀也称双金属腐蚀或金属接触腐蚀。 电偶腐蚀首先取决于异种金属之间的电极电位差。这一电位指的是两种金属分别在电解质溶液(腐蚀介质)中的实际电位。通常在手册、资料中能找到的是各种金属、合金在特定的介质中按腐蚀电位高低排列的电位顺序表，称作电偶序。在其它条件不变的情况下，它们之间的电位差愈大，腐蚀初始驱动力愈大。 影响电偶腐蚀的因素还有介质导电性、极化性及面积比。面积比是指阴、阳极面积比，比值愈大，即大阴极小阳极组成的电偶，其阳极腐蚀电流密度愈大，腐蚀愈严重。在腐蚀电偶的阳极区有涂层时也会出现大阴极小阳极的情况，结果造成极严重的局部腐蚀而迅速穿孔。 对于耦合电流的测定，可以采用零欧姆计直接测定耦合电流，主要就是在测定耦合电流时，不引入耦合电阻，使得测定结果具有较高的准确度。在实验室测定时如果没有零欧姆计，可以采用万用表或者直流电流表直接测定，也可以采用外加标准电阻测定电位差的方式进行评价，需要注意的是外加标准电阻越小测定准确度就越高，一般采用0.05欧姆或者更小的外加电阻，最后换算成耦合电流即可。 常用的腐蚀评定方法： 1. 失重法 由于腐蚀作用，材料的重量会发生系统变化，此即重量法测定材料抗蚀能力的理论基础。虽然近年来发展了许多新的腐蚀研究方法，但重量法仍然是最基本的定量评定腐蚀的方法，并已被广泛应用。重量法简单而直观，适用于实验室和现场试验。 失重法是一种筒单而直接的方法；它不要求腐蚀产物牢固附着在材料表面，也不考虑腐蚀产物的可溶牲，因为试验结束后必须从试样上请除全部腐蚀产物。失重法直接表示由于腐蚀而损失的材料重量，不经过腐蚀产物的化学组成分析和换算。这些优点使失重法得到广泛的应用。 失重法试验过程为：对预先制备的试样测量尺寸、经准确称重后置于腐蚀介质中，试验金属结束后取出，清除全部腐蚀产物后清洗、干燥、再称重。试样的失重直接表征材料的腐蚀程度。 在暴露试验前后与试验过程中，以及在清除腐蚀产物前后，必须仔细观察并记录材料表面和介质中的
第一章腐蚀基本原理
1、腐蚀原电池原电池是腐蚀原电池的基础。腐蚀原电池的实质是一个短路的原电池。腐蚀 原电池的形成条件：阳极阴极电解质溶液电路。阳极过程：金属溶解过程，以离子形式转入溶液，并把电子留在金属上，又称为氧化过程。M M n+ + ne。电子转移：在电路中电子由阳极流至阴极。 ?阴极过程：接受电子的还原过程。 ?腐蚀原电池工作所包含的三个基本过程既是互相独立、又是彼此联系的。只要其中 一个过程受到阻滞不能进行，则其他两个过程也将停止，金属腐蚀过程也就停止了。 ?①、析氢腐蚀②、吸氧腐蚀 2、腐蚀原电池与一般原电池的比较:二者结构和原理无本质的区别。腐蚀原电池是一种短路的原电池，有电流但不能利用，以热的形式散失，其直接结果是造成了金属的腐蚀。 3、宏电池：用肉眼能明显看到的由不同电极所组成的腐蚀原电池。形成条件分类：电偶腐蚀电池：不同金属与同一电解溶液接触，如钢管本体金属与焊缝金属，镀锌钢管与黄铜阀。浓差电池：同一金属不同部位接触不同的电解质。造成不同区域电位不同，可分为氧浓差电池和盐浓差电池。温差电池：同一金属在同一电解质溶液中，由于各部位温度不同而构成的腐蚀电池。如换热器。 4、微电池：由金属表面上许多微小的电极所组成的腐蚀原电池叫微电池。形成微电池的基本原因：金属化学成分的不均匀性；金属组织的不均匀：晶粒晶界的电位不同；金属物理状态不均匀：变形和应力不均匀；金属表面膜的不均匀；土壤微结构的差异。 5、电极：电子导体（金属）与离子导体（液、固电解质）接触，并且有电荷在两相之间迁移而发生氧化还原反应的体系，称为电极。电极反应：在电极与溶液界面上的进行的电化学反应称为电极反应。双电层：当金属浸入电解质溶液中时，其表面离子与溶液中的离子相互作用，使界面处金属和溶液分别带异电荷，即双电层(electrostatic double layer, double electrode layer)。电极电位：双电层两侧的电位差，即金属与溶液之间的电位差称为电极电位。1.双电层的建立（establishment of double electrode layer）通常有两种双电层：（1）活性强金属：金属表面带负电荷，溶液带正电荷。（2）活性弱金属（贵金属）：金属表面带正电荷，溶液带负电荷。特殊双电层：吸附双电层。2.双电层的结构1双电层是有紧密层和分散层两大部分组成。2电极电位是金属表面与扩散层末端的电位差。3电极电位的大小是由双电层上金属表面的电荷密度（单位面积上的电荷数）决定的。 6、电极电位的测量方法：将待测金属电极相对一个参比电极测出该腐蚀原电池的电动势（电压），为相对的电极电位值。氢标准电极电位(SHEP）：是指被测电极与标准氢电极组成的腐蚀原电池的电位差。标准氢电极（SHE）:1atm,25℃，氢离子活度为1，进行氢电离可逆反应的电极体系。人为规定氢的标准电极电位E0=0。电动序：电位越低，金属的负电性越强，离子化越大，腐蚀趋势就更加严重。其他常用的参比电极（reference electrode）1)饱和甘汞电极（SCE）2）铜/硫酸铜电极(CSE)。 7、电位—PH图：是以纵坐标表示电极反应的平衡电极电位(相对于：SCE)，横坐标表示溶液pH值的热力学平衡图。腐蚀区，非腐蚀区，钝化区。
各种腐蚀检测仪器介绍
CMB2510A腐蚀速度测量仪 （价格：-- 元） CMB-2510A腐蚀速度测量仪是采用电化学线性极化、弱极化、交流阻抗技术相结合的方法研制的，专门用于介质电阻较大的腐蚀环境。一般的线性极化和弱极化方法所测得的极化电阻还包括了腐蚀体系的介质电阻，经计算所得到的腐蚀速率隐含了介质电阻的影响所带来的误差，使得实测的腐蚀速率比真实的腐蚀速率小得多。采用交流阻抗方法，对腐蚀体系施加微小的高频正弦信号，高频信号可穿过金属和腐蚀介质之间所形成的电化学双电层电容，使得施加的高频信号全部作用在介质电阻上，由此可准确的测得腐蚀体系的介质电阻。从线性极化所测得的极化电阻中减掉介质电阻得到实际的极化电阻值，从而准确的获得腐蚀速率。 CMB-2510A腐蚀监测仪对于土壤环境下的腐蚀速率监测、水中含油以及大气环境下的腐蚀监测、缓蚀剂的缓蚀效率监测是一种非常好的测量手段。 CMB-4510A缓蚀剂快速评定仪 （价格：-- 元） 仪器可以准确地监测体系腐蚀率的变化，尤其适用于缓蚀剂的快速评价和筛选。提供了一种快速有效的药剂缓蚀性能评价手段。 仪器采用电化学弱极化原理同交流阻抗测量技术相结合，通过高频区测量，有效地消除了溶液电阻IR降的影响，使测量更准确。 仪器可同时进行四种药剂的缓蚀效果评定。可直接测得每种药剂的腐蚀速度的瞬时值、平均值，测量平均值同挂片误率小于10%，仪器可将测得的数据实时在线地传到计算机并通过功能强大的数据通讯和处理软件直接绘出腐蚀速度随时间变化的曲线，通过曲线可了解药剂的缓蚀效果和药剂失效过程。
计算机直接输出测量结果 年腐蚀率：mm/a 极化阻力：Rp 主要性能指标 极化电阻测量误差：<3%（模拟电阻） Ecorr测量范围：±800mV 相对湿度：≤80% 仪器工作环境温度：0-40℃ 测量范围：2×10-4-10mm/a（电极1cm2） 测量范围：20Ω-200kΩ（模拟电阻） CMB-1510B瞬时腐蚀速度测量仪 （价格：-- 元） 工业循环水设备运行时，现场人员需要随时了解腐蚀状态的变化，因而需要进行瞬时腐蚀速度的测量。我们依据中国科学院曹楚南院士在弱极化区测量腐蚀电流的电化学理论研制开发的国家实用新型专利产品，可进行腐蚀速度的瞬时测量。仪器以单片机为核心，采用高精度A/D转换器。提供菜单式操作界面，一分钟内测量结果直接输出，监测数据输出到计算机进行处理并绘图。 仪器直接输出 腐蚀电流：Icorr 年腐蚀率：mm/a 极化阻力：Rp 电化学参数：B 主要用途 水质腐蚀在线监测 换热器腐蚀状态预测
腐蚀与防护实验指导书
金属腐蚀与防护的实验 一、重量法测定金属腐蚀速度 一、目的要求 1.掌握重量法测定金属腐蚀速度的原理和方法。 2.用重量法测定碳钢在稀硫酸中的腐蚀速度。 二、基本原理 重量法是根据腐蚀前后金属试件的重量的变化来测定金属腐蚀速度的。把待测的金属做成一定形状和大小的试件，放在测试环境中，经过一定时间后，取出并测量其重量和尺寸变化，计算其腐蚀速度。对于失重法，可由下面公式计算腐蚀速度。 V-=（w0-w1）/（st） 式中：V—金属的腐蚀速度，g/m2·h； w0—试件腐蚀前的重量，g； w1—试件腐蚀后并经过除去腐蚀产物后的重量，g； s—试件暴露在腐蚀环境中的面积，m2； t—试件腐蚀的时间，h。 腐蚀深度指标表示公式如下： V l=8.76×V-/ρ —用腐蚀深度表示的金属腐蚀速度，mm/a 式中： V l ρ—金属的密度，g/cm3。 三、仪器与药品 碳钢试件、稀硫酸8%、金相砂纸、细尼龙丝、电子天平等 四、操作步骤 1.试样用金相砂纸打磨，以除去表面氧化膜。 2.在电子天平上称重，精确到0.1mg。用游标卡尺测量暴露的全部表面积，精确到0.02mm。在烧杯中注入8%硫酸水溶液，将试件系于尼龙丝的一端，另一端系在玻璃棒上。然后用无水酒精和丙酮棉球清洗试件的表面以除污垢。把玻璃棒横担于烧杯上，使试件处于溶液的中部。观察并记录现象。 3.记录时间，从试件进入溶液时起，到试件取出时止，实验时间为1小时。 4.试验结束后取出试件，用自来水冲洗。 5.试样干燥后(可用冷风吹)，称重，除去腐蚀产物，再清洗干燥并称重，如此反复几次，直至前后相邻两次去膜后的重量差不大于0.5mg，即视为腐蚀产物完全清除，记录之。 五、数据记录 室温介质 试样浸入时间试样取出时间
金属材料的电偶腐蚀综述
金属材料的电偶腐蚀 王俊 摘要：电偶腐蚀，是指当两种或者两种以上不同金属在导电介质中接触后，由于各自电极电位不同而构成腐蚀原电池。电偶腐蚀是一种普遍存在的且危害极大的腐蚀形成，它广泛地存在石油、天然气、船舶、航空和建筑工业等行业中，一旦发生则极有可能造成严重的损失。本文针对金属材料的电偶腐蚀从其腐蚀原理、影响因素、控制方法及腐蚀评定进行综述。并展望了金属材料的电偶腐蚀的研究发展趋势。 关键词：金属接触；电偶腐蚀；电位差 1、前言 现代社会中，金属材料的应用及其广泛，已然涉及到方方面面，这种情况下，研究金属材料的腐蚀及其防护就成为了一项重要任务。金属在其使用过程中或多或少会产生各种各样的腐蚀，如若防不当会造成金属材料在其使用寿命结束之前就产生破坏，特别是在航空等国防领域，金属材料的腐蚀引起的后果是灾难性的，所以，针对金属材料的腐蚀及其防护的研究日益重要。 2、电偶腐蚀的原理 2.1 概述 由于腐蚀电位不同，造成同一介质中异种金属接触处的局部腐蚀，就是电偶腐蚀（galvanic corrosion），亦称接触腐蚀或双金属腐蚀。当两种或两种以上不同金属在导电介质中接触后，由于各自电极电位不同而构成腐蚀原电池，电位较正的金属为阴极，发生阴极反应，导致其腐蚀过程受到抑制;而电位较负的金属为阳极，发生阳极反应，导致其腐蚀过程加速。它是一种危害极为广泛和可能产生严重损失的腐蚀形式，广泛地存在于船舶、油气、航空、建筑工业和医疗器械中。它会造成热交换器、船体推进器、阀门、冷凝器与医学植入件的腐蚀失效，是一种普遍存在的腐蚀类型。可以是金属与金属，也可以是金属与导电的非金属材料（如石墨纤维环氧树脂复合材料）在介质中形成回路，形成电偶腐蚀[1]。电偶腐蚀往往会诱发和加速应力腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀、氢脆等其他各种类型的局部腐蚀，从而加速设备的破坏。 两种或两种以上不同电极电位的金属处于腐蚀介质相互接触而引起的电化学腐蚀，又称接触腐蚀或双金属腐蚀。电偶腐蚀原理见图1。发生电偶腐蚀时,电极电位较负的金属通常会加速腐蚀，而电极电位较正的金属的腐蚀则会减慢。
金属腐蚀思考题
一．1.腐蚀的类型有哪些？ 2.已知A=55.84克，设S=10cm2,阳极过程的电流强度Ia=10-3安培，求其重量指标和深度指标（该金属的密度为7.8克/厘米3）？ 二．1.双电层的类型有哪些？ （1）金属离子和极性水分子之间的水化力大于金属离子与电子之间的结合力 （2）金属离子和极性水分子之间的水化力小于金属离子与电子之间的结合力 （3）吸附双电层 平衡电极电位、电极电位的氢标度的定义？ 氢标度：以标准氢电极作为参考电极而测出的相对电极电位值称为电极电位的氢标度。 金属浸入含有同种金属离子的溶液中，参与物质迁移的使同一种金属离子，当反应达到动态平衡，即反应正逆过程的电荷和物质达到了平衡，这时电位为平衡电极电位。 2.判断金属腐蚀倾向的方法有哪几种？ （1）腐蚀反应自由能的变化与腐蚀倾向：当△G<0，则腐蚀反应能自发进行|G|愈大，则腐蚀倾向愈大。当△G= 0，腐蚀反应达到平衡。当△G> 0，腐蚀反应不能自发进行。 3以Fe--H2O体系为例，试述电位—pH图的应用？ 首先列出有关物质的各种存在状态及其标准化学位值 列出各类物质的相互反应，算出平衡关系式。 以Fe-H2O体系为例 （1）化学反应(反应式中无电子参加) 例: 2Fe3++3H2O=Fe2O3+6H+ 由?G=?Go+6RTlnaH+-2RTlnaFe3+ = ?Go-2.3X6RTpH- 2.3x2RTlgGFe3+=0 得lgaFe3+= ?Go/(+6RT)-3pH=-0.723-3pH 对取定的aFe3+,是一条垂直线 (2)无H+参与的电极反应 例: Fe=Fe2++2e Ee=Eo+RT/2FlnaFe2+=Eo+2.3RT/2FlgaFe2+ =-0.44+0.0296lgaFe2+ 对取定的aFe2+,是一条水平线 (3)有H+参与的电极反应 例: 2Fe2++3H2O=Fe2O3+6H++2e Ee=Eo+3RT/FlnaH+-R5/FlnaFe2+
碳纤维复合材料与铝合金电偶腐蚀行为研究
科研训练报告 得分 碳纤维复合材料与铝合金电偶腐蚀行为研究 学院航空学院 学号2013300501 2013300502 姓名杨旭宁杨英双 指导教师 日期2016年5月
碳纤维复合材料与铝合金电偶腐蚀行为研究 一、前言 1、由于腐蚀电位不同，造成同一介质中异种金属接触处的局部腐蚀，就是电偶腐蚀（galvanic corrosion），亦称接触腐蚀或双金属腐蚀。由于腐蚀电位的不同，造成同一介质中异种金属接触处的局部腐蚀，该两种金属构成宏观腐蚀电池，产生电偶腐蚀电流，使电位较低的金属（阳极）腐蚀溶解速度增加，而电位较高的金属（阴极）溶解速度减小甚至不腐蚀以致阴极是受到阳极保护。阴阳极面积比例增大，介质电导率减小，都会使阳极腐蚀加重。 电偶腐蚀是一种危害极为广泛和可能产生严重损失的腐蚀形式，广泛地存在于船舶、油气、航空、建筑工业和医疗器械及日常生活中。例如它会造成热交换器、船体推进器、阀门、冷凝器与医学植入件的腐蚀失效，是一种普遍存在的腐蚀类型。电偶腐蚀往往会诱发和加速应力腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀、氢脆等其他各种类型的局部腐蚀，从而加速机件的失效、设备的破坏。 2、电偶腐蚀的主要防止措施有：①选择在工作环境下电极电位尽量接近（最好不超过50毫伏）的金属作为相接触的电偶对；②减小较正电极电位金属的面积，尽量使电极电位较负的金属表面积增大；③尽量使相接触的金属电绝缘,并使介质电阻增大；④充分利用防护层，或设法外加保护电位。选择防护方法时应考虑面积律的影响，以及腐蚀产物的影响等。 a.设计与组装：尽量选择在电偶序中位置靠近的金属组合，尽量避免“大阴极—小阳极”的组合结构。不同金属部件之间应采取绝缘，阴极部件金属应采用易于更换且较为价廉的材料。使用介质不一定有现成的电偶序，需要预先实验。 b.涂层或镀层：在金属上使用金属镀层或者非金属镀层，不要仅把阳极性材料覆盖起来，应同时将阴极材料覆盖起来。如果只涂覆与阳极上，由于涂层多孔性或局部剥落则会导致小阳极—大阴极组合。同时采用金属镀层时应在两种金属表面镀同一种金属镀层。 3、阴极保护：①可采用外加电源对整个设备施行阴极保护；②可以安装一块电位比两种金属更负的第三金属使他们都变为阴极。 二、实验原理及方法 从收集到的相关资料分析知道，电偶腐蚀的研究方法较多，但主要分成腐蚀浸泡失重法和腐蚀电化学测试法两大类。前者以两种材料组成的电偶对在研究的环境中一段时间内由电偶腐蚀引起的材料重量损失为依据来评定两种材料组成电偶对发生电偶腐蚀的严重程度；而后者，即腐蚀电化学研究方法则是腐蚀电化学原理出发，通过专用的仪器设备测量、比较偶对材料在研究介质中的开路电位（介质中形成稳定的自然腐蚀电位）的高低、电偶电动势的大小、研究时间内电偶对腐蚀电流的大小及其随时间的变化情况等参数特性来研究电偶腐蚀的情况。通过两种方法的比较可以看出，腐蚀电化学方法具有快捷、方便的特点。
电偶腐蚀
在薄电解质层下的锌/钢电偶腐蚀的表面电位分布 摘要： 在这项研究中,在相对湿度为60和90%的人工海水中锌/钢电偶腐蚀的表面电位和表面pH值的变化进行了研究。这个结果是从测量表面电位和表面的pH值试验中和之后腐蚀实验得出的。锌和钢表面的电位在相对湿度为90%时是很低的(小于200 mV)表明全钢的表面在阴极保护下的。另一方面,在相对湿度为60%的情况下,经过几天的腐蚀后，锌涂层和钢表面的电位差异很大(超过500mV)和因此阴极保护仅限于接触面区域。在相对湿度为60%时x射线分析腐蚀样品，得出锌腐蚀产物被堆积在钢表面接近接口处,相对于其他钢表面的区域这一区域pH值更低。随着腐蚀的进行得出这样的结论,钢板的镀锌涂层表面与海水反应水解反应溶解出锌离子,然后铁表面通过氧还原反应显示出碱性。此外,部分钢表面覆盖着锌腐蚀产物显示出更低的电位，这表明锌腐蚀产物扮演着保护钢不被腐蚀的角色。假定这种行是关于锌腐蚀产物的吸水能力和在钢表面锌离子的吸附能力这是由于低的 ）dx pH值。? x=I x dR x=（I（x）ρ lt 1.引言： 镀锌涂层钢一直是在不同的环境中最常见的来保护钢防止被腐蚀的方法。镀锌涂层是通过屏蔽效应和电效应来保护钢材的。屏蔽效应是由于在形成腐蚀发过程中锌涂层和腐蚀产物的形成。然而,当涂层区域被损坏时,比如削减和伸展, 当周围的锌涂层被电腐蚀时钢基是被阴极保护。 在大气腐蚀环境下,在湿干燥周期中腐蚀发生在一层薄的电解质上,限制了应用电化学方法,现在已经有能研究在钢基上的锌涂层的电效应的方法了。张和Valeriote对钢材薄层的电解质的阴极保护效应进行了研究。该作者已经使用探针测量了覆盖着一个150um至超过1000um厚的电解质膜的锌/钢偶上的电位和电流。这项研究作为一个模型,提供了对电化学腐蚀全面的理解。但是,它没有考虑其他因素的
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
电偶腐蚀
电偶腐蚀的影响因素 4. 1 金属材料的起始电位差 两金属在海水中的电位差是电偶腐蚀的必要条件和推动力,一般在工程设计中,异种金属接触电位差大于0. 25V 就不宜匹配使用,但这并不是绝对的,也有低电位差(45～60mV) 的异金属发生电偶腐蚀现象的实例,如海水中舰船钢(902 钢、921 钢)发生的电位电偶腐蚀。图5 列出了滨海电厂海水循环水系统中常用材料的电偶序[2～4 ] 。 4. 2 海水流速对电偶腐蚀的影响 通常,海水流速增加,金属材料的腐蚀电位向正方向移动,而在电偶腐蚀情况下,海水流速增加,会使偶对中阳极材料的腐蚀加剧,从静止海水增加到流速2m/ s 左右,电偶电流值会有数量级的增大,而滨海电厂海水循环水的流速一般都在2～4m/ s 之间,因此海水的流速会急剧增加循环水系统中存在电偶腐蚀区域的腐蚀速度。表2 为低合金钢与几种金属材料在不同流速海水中电偶对的电偶电流值。 4. 3 其它方面的影响 阴阳极面积比的影响:面积比增大可加快阳极腐蚀的速率,而减缓阴极腐蚀的速率。当阴阳极面积比由1 ∶1 增大到 1 ∶5 时腐蚀速率会明显增大,可见面积效应对电偶腐蚀的影响很大,但面积比与腐蚀速率之间并没有简单的线形关系[5 ] 。 此外,极化作用、电偶对所处的介质条件对电偶腐蚀均有一定的影响 要有效地防止电偶腐蚀的发生,首先要明确产生电偶腐蚀的必要因素:即发生电偶腐蚀必须存在腐蚀电解质,必须与电位较高的金属或非金属间有电接触。因此,只要设法使其中一个条件不存在,就不会发生电偶腐蚀。根据以上原则防止措施如下[2 ] : (1) 设计方面应注意的问题。由不同金属组成构件时应尽可能选用电位相当的金属,应避免选用大阴极小阳极的结构件,实践表明,大阳极小阴极时,电位差控制在小于100mV ;小阳极大阴极时电位差应控制在10mV 以下且越小越好。阳极部件要设计成易更换、易维修的结构和价廉的材料。 (2) 组装构件安装方面。焊接时焊接材料的电位要比基体金属的电位高,一般为+ 5mV 以上。 (3) 阻止两种金属的电连接,在相互接触的金属间用电绝缘材料使之隔离。 (4) 采用电化学保护,即用外加电流阴极保护法使两种金属都变为阴极,或安装电极电位比两种 金属更低的牺牲阳极进行保护。
腐蚀测试方法
一、 填空题 1. 腐蚀的定义：物质（通常是金属）或其性能由于与环境发生反应所引起的变质。 2. 金属腐蚀测试方法按测试方法的性质可分为物理的、化学的和电化学的的试验方法。 3. 在重量法中清除腐蚀产物的方法有：机械法、化学清洗法、电解去膜法。 4. 在确定采用何种腐蚀研究方法时应从腐蚀介质、金属材质、腐蚀类型等三方面综合考虑。 5. 腐蚀试验结果的误差包括系统误差和偶然偏差。 6. 参比电极必需具备的性能有1）参比电极应是可逆电极，它的电极电位时可逆电位，符 合能斯特电极电位公式、2）电极过程的交换电流密度高，不易极化、3）具有良好的电位稳定性和重现性、4）如果参比电极突然流过电流，断电后其电极电位应很快回复到原先的电位值、5）电极电位随温度的变化小、6）制备、使用、维护简单方便。 7. 当两种不同金属在介质中相互接触，其中自腐蚀电位较负的金属在接触处的局部腐蚀速 度将加剧，而自腐蚀电位较正的金属在接触处的局部腐蚀速度将减慢。 二、 不定项选择题 1. 下列电极中，在任何温度时电极电位均为零的是：（C ） A 饱和甘汞电极 B 银—氯化银电极 C 标准氢电极 D 铜—硫酸铜电极 2. 下述方法中不属于电化学测试方法的有：（A 、C ） A 重量法 B 极化曲线法 C 电阻法 D 电偶法 E 交流阻抗法 3. 某金属工件由异种金属铆钉铆接而成，其工作时处于腐蚀介质中，从安全角度考虑，应 选用：（B ） A 小阳极大阴极结构 B 大阳极小阴极结构 C A 、B 都可以 4. 在经典电化学测试中，应通过盐桥与体系相连的是：（B ） A 辅助电极 B 参比电极 C 工作电极 D 全部需要 5. 在测定金属M 的电极电位M ?时，如测得M 与参比电极组成的电池的开路电压V 且连接 电极M 导线的极性为负，则M ?可表示为：（A ） A M V ??=-参比 B M V ??=+参比 C M V ?= D M V ??=-参比 6. A 、B 两种金属，令,c A ?＜B ?c ，，在介质中偶合后，如体系属于电化学极化控制体系，
电偶腐蚀
电偶腐蚀简述 电偶腐蚀简述 摘要。电偶腐蚀（亦称接触腐蚀），是指当两种或者两种以上不同金属在导电介质中接触后，由于各自电极电位不同而构成腐蚀原电池。电偶腐蚀是一种普遍存在的且危害极大的腐蚀形成，它广泛地存在石油、天然气、船舶、航空和建筑工业等行业中，一旦发生则极有可能造成严重的损失。本文主要介绍了关于电偶腐蚀的基本相关知识，包括电偶腐蚀的概念、形成原因、影响因素以及如何判断是否形成了电偶腐蚀及其预防措施。 关键字：电偶腐蚀；金属接触；电位差；预防措施
1.电偶腐蚀的基本简介 由于腐蚀电位不同，造成同一介质中异种金属接触处的局部腐蚀，就是电偶腐蚀（galvanic corrosion），亦称接触腐蚀或双金属腐蚀。当两种或两种以上不同金属在导电介质中接触后，由于各自电极电位不同而构成腐蚀原电池，电位较正的金属为阴极，发生阴极反应，导致其腐蚀过程受到抑制;而电位较负的金属为阳极，发生阳极反应，导致其腐蚀过程加速。它是一种危害极为广泛和可能产生严重损失的腐蚀形式，广泛地存在于船舶、油气、航空、建筑工业和医疗器械中。它会造成热交换器、船体推进器、阀门、冷凝器与医学植入件的腐蚀失效，是一种普遍存在的腐蚀类型。电偶腐蚀往往会诱发和加速应力腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀、氢脆等其他各种类型的局部腐蚀，从而加速设备的破坏。 两种或两种以上不同电极电位的金属处于腐蚀介质内相互接触而引起的电化学腐蚀，又称接触腐蚀或双金属腐蚀。电偶腐蚀原理见图1。发生电偶腐蚀时,电极电位较负的金属通常会加速腐蚀，而电极电位较正的金属的腐蚀则会减慢。图2为现实中几个电偶腐蚀的例子。 图2 电偶腐蚀的实例 合金中呈现不同电极电位的金属相、化合物、组分元素的贫化或富集区，以及氧化膜等也都可能与金属间发生电偶现象，钝化与浓差效应也会形成电偶型的腐蚀现象，这些微区中的电偶现象通常称为腐蚀微电池，不称作电偶腐蚀。
第四章 影响金属腐蚀的因素
一、金属的电极电位 从热力学稳定性的角度来看，电位越正的金属越稳定，耐腐蚀性越好。电位越负的金属越不稳定，有发生腐蚀的趋势。 除了电偶腐蚀外，自然界中所发生的绝大多数电化学腐蚀为吸氧腐蚀和析氢腐蚀，即氧电极或氢电极充当阴极，促使金属腐蚀。其驱动力主要决定于金属电位与氧电极或氢电极的电位差。 E H2 =-0.059pH E O2 = .10.059pH 228 二、超电压 金属腐蚀的快慢主要有动力学因素——超电压来决定。 1. C u→Cu2++2e 铜的标准电极电位为+0.337V, 其极化曲线用A1表 示; 2. Fe→Fe2+ +2e铁的标准电极电位为—0.44V, 其极化曲线用A2表示； 3. Zn→Zn2++2e 锌的标准电极电位为—0.76V, 其极化曲线用A3表示； 4. 阴极反应：2H+ +2e→H2 所以，可以利用动力学因素——超电压来判断金属腐蚀速度的大小。 三、金属钝性 金属钝性的大小是利用钝化系数来描述的。而钝化系数的定义为 K= △Ea∕△Ek 式中△Ea=Ecorr －Ea ； △Ek=Ecorr －Ek ； 四、腐蚀产物的性质 如果腐蚀产物是不可溶解的致密固体膜，如铅在硫酸溶液中生成硫酸铅膜，钼在盐酸溶液中生成致密的钼盐膜，均具有增加电极反应阻力的作用。
五、合金元素 （一）合金元素对混合电位的影响 合金电极电位必定处于阳极组分电位E a和阴极组分电位Ec之间，称为混合电位（Ek）或腐蚀电位（Ecorr）。 当阳极极化率与阴极极化率相等时（Pc=Pa），由极化图4—2（a）可知，两极化曲线交于B点，其腐蚀电位E R =(Ec—Ea)/2 。 当Pa >Pc时，由图4—2（b）可知，两极化曲线交于B′，总腐蚀电位 E R′靠近阴极电位Ec，即混合电位正移。 当Pa 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实验指导书