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 ϕ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 ϕ可表示为：（A ）
A M V ϕϕ=-参比
B M V ϕϕ=+参比
C M V ϕ=
D M V ϕϕ=-参比
6. A 、B 两种金属，令,c A ϕ＜B ϕc ，，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 ϕϕ-=- B ,,,exp()0.434c A g g a A c A k I I I b ϕϕ-=+
C ,,,exp()0.434c A g
g a A c A k I I I b ϕϕ+=- D ,,,exp()0.434c A g g a A c A k I I I b ϕϕ+=+
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 =-
9. 以下四种测试方法，需要去除腐蚀产物的有：（D ）
A 电阻法
B 极化曲线法
C 电偶法
D 失重法
10. 线性极化技术测量方法按控制讯号的不同分类包括：（A 、B 、C 、D ）
A 恒电流法
B 动电流法
C 恒电位法
D 动电位法
三、 判断题
1. 重量法测得的金属腐蚀速率从短期结果外推到长期结果比真实情况偏高。

（√）
2. 一般要求鲁金毛细管管口到工作电极表面的距离等于鲁金毛细管管口直径尺寸。

（×）
3. 我国目前采用的区分材料耐蚀性能的三级标准中耐蚀级是指年腐蚀速度小于0.1毫米/
年。

（√）
4. 电化学稳态就是电化学平衡态。

（×）
5. 极化阻率P R 的量纲为欧姆。

（×）
6. 重量法测定金属速率对全面腐蚀和局部腐蚀两种情况均适用。

（×）
7. 辅助电极一般选用铂电极或石墨电极。

（√）
8. 测试极化曲线恒电流法比恒电位法更优越。

（×）
9. 牺牲阳极保护实质上电偶腐蚀的一种应用。

（√）
10. 在线性极化测试技术中，可以使用同种金属材料组成三电极体系进行测量。

（√）
四、 计算回答题
1. 某工厂用线性极化法测定碳钢在1mol/L 的HCl 溶液中的腐蚀速率，经实验测得P R 为
130.612cm Ωg ，请计算碳钢的自腐蚀速率c i ，并换算成V -和L V 。

（已知B=19.2mV ，碳钢密度d=7.83/g cm ，法拉第常数1F=96500库伦=26.8安培g 小时，Fe 的原子质量为55.85） 解：金属自腐蚀速率为：19.20.147130.61c P B i R ===
2/mA cm 41.4710-=⨯ 2/A cm
4441.471055.851010 1.5326.8226.8c i A V n --
⨯⨯⨯=⨯=⨯=⨯⨯ 2/g 克米小时 8.76 1.538.76 1.727.8
L V V d -⨯⨯=== /毫米年 2. 假设薄片状式样横截面如图所示，a 为式样的原始宽度（mm ）,b 为原始厚度（mm ）,
在介质中腐蚀τ时间（小时）后，电阻变化为R R R τ∆=-，b ∆为腐蚀深度（mm ）,金属密度为d （3
克/厘米），请推导电阻法计算公式： ()
12190L V a b τ⎡=+⨯⎢⎣（/毫米年）
()
250d V a b τ-⎡=+-⨯⎢⎣（2/g 克米小时）
答：对于薄片状试样有：l R=ab
ρ⋅ ∴令τ小时后试样截面积为S τ，S S S τ∆=- Q 试样长度不变，∴可得到R S R S
τ∆∆= R R S S ab S S R R τττ∆∆∴∆=⋅=⋅=- R R S S ab ab ab R R τττ
∆∆∴=-⋅=-⋅ 又()()()22224S a b b b ab a b b b τ=-∆⋅-∆=-+∆+∆Q
()24R ab ab ab a b b b R τ
∆∴-⋅=-+∆+∆ ()2420R b a b b ab R τ
∆∴∆-+∆+⋅= 解方程：
b ∆= ()mm
取b ∆= ()mm
1L b
V ττ∆∴== ()/毫米小时
()12190a b τ⎡=⋅+-⨯⎢⎣ ()/
毫米小时
L V d V d -∴=⋅= ()3/g g 克毫米厘米小时 (
)=250d a b τ⎡+⨯⎢⎣ ()2/g 克米小时 3. A 、B 两种异金属，在电解质中的自腐蚀电位分别为C A ϕ，和C B ϕ，，且C A ,C B ϕϕ<，，若体系是电化学极化控制体系，且极化比较大，即偶合电位g ϕ离,C A ϕ，,C B ϕ较远，请说出决定偶合电流g I 的三个主要因素，以及各因素与g I 的关系。

答：当体系是电化学极化控制体系，在偶合电位g ϕ离,C A ϕ，,C B ϕ较远是，决定电偶电流g I 大小的主要因素有三个：(),,C B C A ϕϕ-的差值，()a k b b +之和，
及B S 和A S 的数值。

在其他条件相同是，(),,C B C A ϕϕ-的差值愈大，电偶电流g I 愈大；在()
,,C B C A ϕϕ-相同时，()a k b b +愈大，电偶电流g I 愈小；当/B A S S 增大时，电偶对阳极金属的电偶电流密度,g A I 也就增大，同时电偶电位B ϕ正移。

4. 请简述盐桥在电化学测量中的作用。

答：在测量电极电位时，往往参比电极的溶液和被研究体系内的溶液的组成不一样。

此时，因溶液中正、负离子的扩散速度不同，一方面产生扩散双电层，界面上形成电位差，构成液接解电位，使电位的测量值产生误差；另一方面，由于离子的相互扩散，使两溶液均被污染，引起参比电极电位的变化。

盐桥的作用就在于此，能克服上述的两个缺点，保证电位测量的精度。

一、 填空题
1. 腐蚀的含义：物质（通常是金属）或其性能由于与环境发生反应引起的变质。

2. 金属腐蚀速率的最常用的三种指标分别是深度指标、重量指标、电流指标。

3. 在电化学经典三电极体系中，电解池中的基本装置由工作电极、参比电极、辅助电极、盐桥、鲁金毛细管几部分组成。

4. 极化速率P R 的量纲为：2
g 欧姆厘米。

5. 在线性极化技术中，根据控制讯号不同可分为恒电流法、动电流法、恒电位法、动电位法等几种测量方法。

6. 在重量法中，清除腐蚀产物有机械法、化学清洗法、电解去膜法等几种方法。

7. 金属腐蚀测试方法按照金属材料与腐蚀介质、环境条件的相互关系，大致可分为实验室试验、现场试验、实物实验。

二、 不定项选择题
1． 以下几种腐蚀测定方法属于电化学测量方法的有：（C 、D 、E 、F 、G ）
A 重量法
B 电阻法
C 极化曲线法
D 电偶法
E 线性极化法
F 交流阻抗法
G 恒电量法
2． 以下四种方法中需要去除腐蚀产物的有：（A ）
A 失重法
B 增重法
C 电阻法
D 极化曲线法
E 电偶法
3． 由失重法测定的金属腐蚀速率，从短期结果外推到长期结果，则此长期结果比真实情况：
（B ）
A 相等
B 偏高
C 偏低
D 不确定
4． 在测定金属M 的电极电位M ϕ时，如测得M 与参比电极组成的电池的开路电压为V 且
连接电极M 导线的极性为正，则M ϕ可表示为：（B ）
A M V ϕϕ=-参比
B +V M ϕϕ=参比
C M V ϕ=
D 条件不足，无法确定
5． 在电化学测试中，我们一般要求鲁金毛细管管口到工作电极表面的距离为：（B ）
A 和鲁金毛细管管口直径相等
B 鲁金毛细管管口直径的2倍
C 与工作电极无限接近，但不接触
D 只要与工作电极不相接触就可
6． A 、B 两种金属，令,c A ϕ＜,c B ϕ，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g I 可表示为：（A ）
A ,,,exp()0.434c A g
g a A c A k I I I b ϕϕ-=- B ,,,exp()0.434c A g g a A c A k I I I b ϕϕ-=+
C ,,,exp()0.434c A g
g a A c A k I I I b ϕϕ+=- D ,,,exp()0.434c A g g a A c A k I I I b ϕϕ+=+
7． 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 =-
8． 电偶腐蚀测试技术通常包括的内容有：（A 、B 、C 、D ）
A 电位测量
B 测量电偶电流随时间的变化
C 电偶对两种金属在实际介质中极化曲线的测量
D 重量测量法
9． 我国目前普遍采用三级标准来区分材料的耐蚀等级，其中耐蚀级指：（C ）
A 年腐蚀速率＜1.0毫米/年
B 年腐蚀速率＜0.5毫米/年
C 年腐蚀速率＜0.1毫米/年
D 年腐蚀速率＜0.05毫米/年
10． 暴露式样一般要求：（A 、B 、C 、D 、E ）
A 支架不妨碍试样与腐蚀介质的自由接触
B 支架与试样保持点接触或线接触
C 支架本身不腐蚀
D 试样与试样之间物理绝缘和电绝缘
E 支取方便，牢固可靠
三、 判断题
1. 电化学稳态和平衡态是同一概念。

（×）
2. 重量法测定金属腐蚀速率对全面腐蚀和局部腐蚀均适用。

（×）
3. 采用电阻法测定金属腐蚀速率时不需要清除腐蚀产物。

（√）
4. 标准氢电极的电极电在任何温度时均为零。

（√）
5. 在电化学实验中，任何金属电极均可充当辅助电极。

（×）
6. 牺牲阳极保护实质上电偶腐蚀的一种应用。

（√）
7. 电极电位值能直接反映出金属腐蚀速率的大小。

（×）
8. 小阳极大阴极结构比大阳极小阴极结构安全。

（×）
9. 在线性极化测量中，可以使用同种金属材料组成三电极体系进行测量。

（√）
10. 辅助电极应通过盐桥与体系相连。

（×）
四、 计算回答题
1. 请简述盐桥在电化学测量中的作用。

答：在测量电极电位时，旺旺参比电极的溶液和被研究体系内的溶液的组成不一样。

此时，因溶液中正、负离子的扩散速度不同，一方面产生扩散双电层，界面上形成电位差，构成液接界电位，使电位的测量值产生误差；另一方面，由于离子的相互扩散，使两溶液均被污染，引起参比电极电位的变化。

盐桥的作用就在于此，能克服上述的两个缺点，保证电位测量的精度。

2. 参比电极有哪些条件要求？
答：（1）参比电极应是可逆电极，它的电极电位是可逆电位，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。

3. （题目未知，参考第一卷的第2题大题）
答：对于圆管状试样，腐蚀前试样截面积为：2212S r r ππ=- 2mm
腐蚀τ小时后试样截面积为：221S r r ττππ=- 2mm
Q 试样长度不变，∴可得到221222
1R r r S R S r r τττ-==- 解得：
r τ= mm
2
21L r r V r τττ⎤-∴==⎥⎦
/毫米小时
21=8760r τ⎤⨯⎥⎦ /毫米年
32108.76L dV d V r τ-
⎤==⨯⎥⎦ 2/g 克米小时 4. 某工厂用线性极化法测定碳钢在1mol/L 的HCl 溶液中的腐蚀速率，经试验测得P R 为
130.612
cm Ωg ，请计算碳钢的自腐蚀速率c i ，并换算成V -和L V 。

（已知B=19.2mV ，碳
钢密度d=7.83
/g cm，法拉第常数1F=96500库伦=26.8安培g小时，Fe的原子质量为55.85）
解：金属自腐蚀速率为：
19.2
0.147
130.61
c
P
B
i
R
===2
/
mA cm
4
1.4710-
=⨯2
/
A cm
4
44
1.471055.85
1010 1.53
26.8226.8
c
i A
V
n
-
-
⨯⨯⨯
=⨯=⨯=
⨯⨯
2
/g
克米小时
8.76 1.538.76
1.72
7.8
L
V
V
d
-⨯⨯
===/
毫米年。