材料腐蚀复习

材料腐蚀复习

一、名词解释

哈菲价法则：合金元素对金属氧化物晶体缺陷影响的规律。

应力腐蚀：是指敏感材料在拉应力和特定介质的共同作用下引起的断裂。

晶间腐蚀：是金属材料在特定的腐蚀介质中沿着材料的晶界发生的一种局部腐蚀。在金属（合金）表面无任何变化的情况下，使晶粒间失去结合力，金属强度完全丧失，导致设备突发性破坏。

腐蚀疲劳：是指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。

点（孔）腐蚀：是一种腐蚀集中在金属（合金）表面数十微米范围内且向纵深发展的腐蚀形式。

全面腐蚀：是指整个金属表面均发生腐蚀，它可以是均匀的也可以是不均匀的。

潮大气腐蚀：相对湿度Rh<100%，在金属表面上存在肉眼不可见的薄液膜,随水膜厚度增加,V-迅速增大。

干大气腐蚀：空气十分干燥，金属表面上不存在水膜,金属的腐蚀属于常温氧化。

湿大气腐蚀：相对湿度Rh≈100%，金属表面上形成肉眼可见的水膜，随水膜厚度增加， V-逐渐减小。

杂散电流腐蚀：是指直流电源设备漏电进入土壤产生的电流，对地下管道、贮罐、电缆等金属设施，造成严重的破坏的腐蚀。

牺牲阳极法阴极保护：在被保护的金属上连接电位更负的金属或合金作为阳极，依靠它不断溶解所产生的阴极电流对金属进行阴极极化。

选择性氧化：如果合金中B组元的浓度低于临界浓度，则最初在合金表面只形成AO，B组元从氧化膜/金属界面向合金内部扩散。但由于B组元与氧亲和力大，随着氧化的进行，当界面处B的浓度达到形成BO的临界浓度时，将发生B+AO---A+BO的反应，氧化产物将转变为BO。这种情形称为合金的选择性氧化。

选择腐蚀：是指多元合金中较活泼组分或负电性金属的优先溶解。电化学保护 :通过施加外电动势将被保护的金属的电位移向免蚀区或钝化区，以减小或防止金属腐蚀的方法。

活化极化（电化学极化）：如果金属离子进人到溶液里的速度小于电子从阳极迁移到阴极的速度，则阳极上就会有过多的带正电荷金属离子的积累，由此引起电极双电层的负电荷减少，于是阳极电位就向正方向移动，产生阳极极化。

浓差极化：在阳极过程中产生的金属离子首先进入阳极表面附近的溶液中，如果进入到溶液中的金属离子向远离阳极表面的溶液扩散得缓慢时，会使阳极附近的金属离子浓度增加，阻碍金属继续溶解．必

然使阳极电位住正方向移动，产生阳极极化。

高温热腐蚀：金属材料在高温工作时，基体金属与沉积在工作表面的沉积盐（硫酸钠）及周围工作气体发生综合作用而产生的腐蚀现象。次生反应：从阳极区扩散过程来的金属离子和从阴极区迁移来的氢氧根离子相遇形成氢氧化物沉淀产物（次生产物）的过程。

P-B比：氧化过程中生成金属氧化膜的体积与生成这些金属氧化膜所消耗的金属的体积之比。PBR=V（MeO）/V(Me)

极化：当电极有电流通过时，随着电极上电流密度的增加，电极实际分解电势值对平衡值的偏离也愈来愈大，这种对平衡电势的偏离称为电极的极化。

去极化：凡是能消除或抑制原电池阳极或阴极极化过程的均叫作去极化。能起到这种作用的物质叫作去极剂，去极剂也是活化剂。

析氢过电位：当阴极电位负到E H时，才发生析氢反应，E H为析氢电位。析氢电位E H与氢平衡电位E0之差为析氢过电位，

钝性:金属或合金在一定条件下有活化态转变为钝态的过程为钝化，金属或合金钝化后所具有的耐蚀性为钝性。

交换电流密度：一个电极处于平衡态时，电极的氧化和还原两个方向正好相反的反应仍在不断进行，只是速度相等而宏观上观察不到变化。电极处于电化学平衡时，正向与逆向电流密度相等时，其单向电流密度的绝对值。

腐蚀原电池：只能导致金属材料破坏而不能对外界作功的短路原电

池。

吸氧腐蚀：指金属在酸性很弱或中性溶液里，空气里的氧气溶解于金属表面水膜中发生电化学反应引起阳极金属或合金不断溶解的腐蚀现象。

二、问答题

1.说出几种恒温氧化的动力学规律，并说明其意义。

直线规律：y=kt+c,y—氧化膜厚度，t—时间，k—氧化线性速度常数。意义：表面氧化膜多孔，不完整，不具有保护性，对金属进一步氧化没有抑制作用。

抛物线规律：y2=kt+c，表明氧化膜具有保护性，氧化受离子通过扩散通过表面氧化膜速度控制。

立方规律：y3=3kt+c,扩散阻滞作用比膜增厚所产生的阻滞更为严重。对数与反对数规律：y=klg(t+t0)+A,说明氧化过程扩散阻滞作用远比抛物线规律大。

2.简述提高合金抗高温氧化可能的途径。

1)减少基体氧化膜中晶格缺陷的浓度；2）生成具有保护性的稳定新相；3）通过选择性氧化生成优异的保护膜。

3.金属氧化膜具有保护作用的充分必要条件。

1)PBR大于1；2）膜要致密、连续、无空洞、晶体缺陷少；3）稳定性好、蒸汽压低、熔点高；4）膜与基体的附着力强，不易脱落；5）生长内应力小；6）与基体具有相近的热膨胀系数；7）膜的自愈能力强。

4.简述二元合金的几种氧化形式。Page23

5.简述几种主要的恒温氧化动力学规律，并分别说明其意义。Page14

6.金属高温氧化产物有几种形态，简要说明固态氧化膜生长机制及氧化膜具有保护作用的充分与必要条件。教材7—8页

7.指出高温氧化理论（wagner）要点，结合金属氧化的等效电池模型推导出高温氧化速度常数K的表达式，并讨论式中各参数的意义。Page16

8.流速对扩散控制下的活化-钝化金属的腐蚀速度的影响如图2-30

所示（书P53），比较二者的腐蚀速度，并阐明其原因。

在氧扩散控制的条件，体系未进入钝态前，腐蚀速度随流速增加而增加。当流速达到或超过速度3时，极限扩散电流密度i D已达到或超过临界钝化电流密度ib，金属由活化态转变为钝态。此时阳极（金属）的腐蚀由氧扩散控制转变为阳极电阻极化控制，其腐蚀速度为维钝电流密度ip，（图中D点速度）。当溶液流速继续增加时，如速度达到4，腐蚀过程又转为氧扩散控制，其腐蚀速度将迅速增加。这是由于流速过大液体的冲击或气泡作用将钝化膜冲破导致活化溶解。9.简述晶间腐蚀产生的条件、机理、影响因素及其防止晶间腐蚀的措