材料腐蚀与防护复习题(20210216165520)

1、材料腐蚀与防护复习题适用于材料成型与控制专业一、名词解释1、腐蚀：材料与所处环境介质之间发生作用而引起材料的变质和破坏。2、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；特点：1 阳极反应都是金属的氧化反应，造成金属材料的破坏2.反应最大限度的不可逆3、阴、阳极短路，不对外做功3. 腐蚀电池的工作环节：1.阳极反应通式：Me一 Men+ne可溶性离子，如Fe2e = Fe2+ ；2.阴极反应通式：D+me= D.me 2H+2e =H2析氢腐蚀或氢去极化腐蚀；3.电流回路金属部分：电 子由阳极流向阴极溶液部分：正离子由阳极向阴极迁移4. 形成腐蚀电池的原因：金属方面：成分不均匀

2、；表面状态不均匀；组织结构不均匀；应力和形变不 均匀；“亚微观”不均匀；环境方面：金属离子浓度差异；氧浓度的差异；温度差异5. 交换电流密度：当电极反应处于平衡时，电极反应的两个方向进行的速度相等，此时按两个反应方向 进行的阳极反应和阴极反应的电流密度绝对值叫做交换电流密度。6. 电动序：将各种金属的标准电位E0的数值从小到大排列起来，就得到“电动序”。7. 腐蚀电位：金属在给定腐蚀体系中的电极电位。电偶序：在某给定环境中，以实测的金属和合金的自然 腐蚀电位高低，依次排列的顺序8. 电化学腐蚀倾向的判断：自由焙准则 当厶G 0，腐蚀反应不能自发 进行。9. 电极：金属浸于电解质溶液中所组成的系

3、统。10. 电位:金属和溶液两相之间的电位差叫做电极系统的绝对电极电位，简称电位，记为E。11. 电极电位：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。11. 平衡电位：当电极反应达到平衡时，电极系统的电位称为平衡电位，记为Ee意义：当电极系统 处于平衡电位时，电极反应的正逆方向速度相等，净反应速度为零。在两相c、a之间物质的迁移和电 荷的迁移都是平衡的。12. 、非平衡电位：当电极反应不处于平衡状态，电极系统电位称为非平衡电位13. 标准电位：电极反应的各组分活度（或分压）都为1，温度为25C时，平衡电位Ee等于E0，E0 称为标准电位。14. 平衡电位的意义：平衡电位总是和电极反

4、应联系在一起的。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，净反应速度为零。在两相之间物质的过程和电荷的迁移都是平衡的。15. 活化极化：电子转移步骤的阻力所造成的极化叫做活化极化，或电化学极化；浓度极化：液相传质 步骤的阻力所造成的极化叫做浓度极化，或浓差极化。电极反应是受电化学反应速度控制。16. 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）17. 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。去极化：消除或减弱阳极和阴极的极化作用

5、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。金属或合金钝化后所且反应过程不会19. 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， 具有的耐蚀性为钝性。20 混合电位：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， 有净电荷的积累，也称为自腐蚀电位。21. 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。析氢腐蚀以氢离子作为去极化剂的腐蚀过程，称为析氢腐蚀22. 材料失效的三种形式是：断裂、磨损和磨蚀。23. 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

6、。17 局部腐蚀：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。24. 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。25. 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。26. 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。27. 缝隙腐蚀：由于缝隙的存在，使缝隙内溶液中与腐蚀有尖的物质迁移困难而引起缝隙内金属

7、的腐蚀的现 象。28. 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。29. 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。30. 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。磨损腐蚀指在磨损和腐蚀 的综合作用下材料发生的加速腐蚀破坏。有三种表现形式：摩振腐蚀、湍流腐蚀和空泡腐蚀。31. 电化学保护：通过施加外电动势将被保

8、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。32. 阴极保护：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，阴极极化以降低或防止金属腐蚀的方法。33. 阳极保护：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。34. 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：在

9、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。35 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。、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。（x）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。（厂）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。（x）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。（厂）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。（厂）6、

10、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。（x）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。（X）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。（x）（厂）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o （ X）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。（x ）12. 非平衡电极电位的物质交换和电荷交换均不平衡。（X）13. 在充氧的H2SCU中Cu片首先发生吸氧腐蚀，然后发生析氢腐蚀。（x ）14. 对氢脆敏感的材料不能

11、采取阴极保护。（厂）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 1 。25、金属发生高温氧化时，氧化膜具有保护性的必要条件是24、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）是造成缝隙发生应力腐蚀的3个基本条件是（敏感的金属材料）、（特定的腐蚀介质）、（足够大的拉伸应 力），应力腐蚀断裂分3个阶段，依次为（孕育期）、（裂纹扩展期）（快速

12、断裂期）。、选择题1. 下列哪种说法是错误的？（ B ）A、化学腐蚀是金属与环境介质直接发生化学反应而产生的损伤。B、化学腐蚀过程中有电流产生。C、高温会加速化学腐蚀。D、如果腐蚀产物很致密的话，能形成保护膜，减慢腐蚀速度，甚至使腐蚀停止下来。2. 电化学腐蚀中（B ）A电位高的金属容易被腐蚀。B. 电位低的金属容易被腐蚀。C 两种金属同时发生化学反应。D.无论是否有电解质溶液存在，只要有电位差就会发生腐蚀。3. 下列哪种说法正确？（ D ）A、化学腐蚀发生在有电位差的两种金属接触面处。B、对于化学腐蚀来说，电位低的金属容易被腐蚀。C、温度对化学腐蚀没有影响。D、化学腐蚀是金属与环境介质直接发

13、生化学反应而产生的损伤4. 构件外观可能没有明显变化的腐蚀是什么腐蚀？（ D ）A. 表面腐蚀。B.丝状腐蚀。C.磨损腐蚀。D.晶间腐蚀。5 根据腐蚀的过程将腐蚀分为（B ）A. 全面腐蚀和局部腐蚀B.化学和电化学腐蚀C.大气腐蚀和海水腐蚀D.应力腐蚀和微生物腐蚀6.晶体中的空位属于（C ）。A、线缺陷B C、点缺陷D7.点腐蚀是金属表面（A）由于微电池作用暦躺勺腐蚀。A. 某个局部B.基体大部C .基体全部金属在；腐蚀介质中同时受（B）作用而发生的腐蚀，叫 体峡扫疲劳腐蚀。A. 热应力B.交变应力C .残余应力8. 金属电偶腐蚀（D ）A与两种相互接触金属之间的电位差无尖。B. 与是否存在腐

14、蚀介质无尖。C发生在电极电位相同的两种金属之间。D.取决于两种相接触金属之间的电位差9. 应力腐蚀是（B ）A、发生在受拉应力的纯金属中的一种腐蚀开裂。B、发生在受恒定拉应力作用的合金构件中的一种腐蚀开裂。C、发生在受压应力的纯金属中的一种腐蚀开裂。D、发生在受压应力作用的合金构件中的一种腐蚀开裂。10. 应力腐蚀的三要素是（D ） A、纯金属、拉应力和腐蚀介质环境。B、纯金属、剪应力和腐蚀介质环境。C、拉应力和剪应力，腐蚀介质。D、合金，恒定拉应力，腐蚀介质11. 铝合金的丝状腐蚀（D ） A、是金属表面发生的均匀腐蚀。B、是由于金属暴露在氧中而发生的腐蚀。C、是由于热处理不当而发生的腐蚀。

15、D、其特征是漆层下面有隆起。12. 不能用来解释不锈钢点蚀机理的是：（A ）A 能斯特公式B自催化酸化作用C 闭塞电池D “环状”阳极极化曲线13. 、腐蚀疲劳发生的条件是（C ）A特定材料和敏感介质B静应力和腐蚀介质C交变应力和腐蚀介质D特定材料和静应力14. 下列材料在相同条件下较易腐蚀的是（B ）A金属材料表面均匀B金属材料表面粗糙C金属材料电位较正D金属材料表面光滑15能够用来判断金 属电化学腐蚀速度大小的是DA 电极电位B能斯特公式C 电位一pH图D腐蚀极化图16中性盐水的阴极极化曲线D A.只反 映氢去极化行为B.只反映氧去极化行为C. 先反映氢去极化行为后反映氢和氧共同去极化行为

16、D. 先反映氧去极化行为后反映氧和氢共同去极化行为17 为了控制奥氏体不锈钢的晶间腐蚀，以下方法无效的是：CA重新固溶处理B稳定化处理C 降低含碳量D 低温回火处理18 钢铁设备在封闭系统的水中发生耗氧腐蚀时，腐蚀速度随着温度的升高而：CA 增大B 减小C 先增大后减小D 不变19下列金属中最不易发生钝化的是：BA 锯 B 铜C 钛D 钮20 牺牲阳极保护法的依据是：DA.钝化机理B.成膜理论C.线性极化理论D.电偶腐蚀原理21下列体系中，不属于应力腐蚀的体系是：CA低碳钢在热浓氢氧化钠溶液中B黄铜在氨水溶液中C低碳钢在海水中D不锈钢在热的氯离子溶液中22 不能用来解释不锈钢点蚀机理的是： A

17、A能斯特公式B自催化酸化作用C闭塞电池D “环状”阳极极化曲线23 下列物质中不能作为腐蚀过程去极化剂的是：AA - H2 B02 CCu2+ D CI2 24进行阴极保护时：BA被保护设备是阳极B辅助电极是阳极C 设备的极化电位比自腐蚀电位正D 辅助电极不受腐蚀25. 下面那个图与原电池的极化曲线图最接近：B26. 、下列防腐措施中，属于电化学保护法的是(C )A、用氧化剂使金属表面生成一层致密稳定的氧化物保护膜B、在金属中加入一些縮或镰支撑金属或合金C、在轮船的船壳水线以下部分装上一锌锭D、金属表面喷漆27. 有尖氯离子腐蚀，下列说法错误的是：CA、氯离子容易穿透金属表面氧化层进入金属内部

18、，破坏金属的钝态。B、氯离子容易被吸附在金属表面，取代保护金属的氧化层中的 氧，使金属受到破坏。C、大多数金属，在含氯离子的溶液中是通过氢去极化而腐蚀的，所以在氯离子浓度高的时候，容易产生腐蚀。D、氯离子的电负性质高，离子半径相对较小，使得其对金属的腐蚀很容易发生。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NaCI溶液中孔蚀为例简述小

19、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 NaCI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：AI-AI3+3e孔外阴极反应:1/2O2+H2O+2e -20H 孔口 PH数值增高，产生二次反应：AI 3+ +2OH-AI(OH)3 AI(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

20、态。孔内02浓度继续下降，孑L夕卜富氧，形成氧浓差 电池。其作用加快孔内不断离子化，孔内AI 34-浓度不断增加，为保持中性，孔外CI 向孔内迁移，与孔 内AI 34-形成AICI3，AICI3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

21、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. 简述钝化产生的原因及钝化的意义。化学因素：由强氧化剂引起的；电化学因素：外加电流的阳极极化产生的钝化。意义：提高金属材料的钝化性能；促使金属材料在使用环境中钝化，是腐蚀控制的最有效途径之一。5. 简述晶间腐蚀产

22、生的条件、机理、影响因素及其防止晶间腐蚀的措施。产生的条件：组织因素-晶界与晶内的物理化学状态及化学成分不同，导致其电化学性质不均匀;环境因素 -腐蚀介质能显示出晶粒与晶界的电化学不均匀性。机理：贫化理论和晶间杂质偏聚理论。贫化理论：在某些条件作用下，铸沿晶界扩散速度要比晶粒内扩散 慢，补充不上，在晶界上出现贫縮区，当处于适宜的介质条件下时，就会形成腐蚀原电池，Cr23C6及晶 粒为阴极，贫铸区为阳极而遭受腐蚀。杂质偏聚或第二相析出理论：这种晶间腐蚀与c相在晶界析出有尖。在过钝化电位下，发生的o相选择溶解。影响因素：1 ）加热温度与时间，钢的最短加热时间和晶间腐蚀敏 感性大小都与它的成分有尖。

23、2）合金成分：碳：奥氏体不锈钢中碳量愈高，晶间腐蚀倾向愈严重；縮：能 提高不锈钢耐晶间腐蚀的稳定性。W:增加不锈钢晶间腐蚀敏感性。钛、锐：高温能形成稳定的碳化物。 防止晶间腐蚀措施。 变介质的腐蚀性； 采用适当的工艺措施以尽量避免金属或合金在不适宜的温度受热，采用低碳和高纯的不锈钢或合金，把碳、氮等含量降到合理水平；在不锈钢中添加钛、铠等强碳化物形成元素，形成碳化钛和碳化锐，以减少晶界贫锯现象。6. 以不锈钢在充气的溶液中孔蚀为例，简述小孔腐蚀的机理。蚀孔内的自催化酸化机制，即闭塞电池作用。蚀孔一旦形成，孔内金属处于活化状态（电位较负），蚀孔 外的金属表面仍处于钝态（电位较正），蚀孔内外构成了

24、膜孔电池。孔内阳极反应：孔外阴极反应：孔口 PH值增高，产生二次反应:Fe ( OH) 3沉积在孔口形成多孔的蘑菇状壳层。使孔内外物质交换困难。孔内02浓度继续下降，孔外富氧，形成氧浓差电池。其作用加速了孔内不断离子化，孔内Fe?+浓度不断增加，为保持电中性，孔外CI -向 孔内迁移，并与孔内形成FeCL2。孔内氯化物浓缩、水解等使PH值下降，点蚀以自催化过程不断发展下 去。孔底，由于孔内的酸化，H+去极化的发生及孔夕卜氧去极化的综合作用，加速了孔底金属的溶解速度。7. 简述应力腐蚀产生的条件、机理、影响因素及其防止应力腐蚀的措施。产生的条件：1 敏感材料：合金 比纯金属更易发生应力腐蚀开裂。

25、2特定的腐蚀介质：发生应力腐蚀断裂与其所处的特定的腐蚀介质有尖.3.拉伸应力：增加拉伸应力会降低疲劳寿命，增加拉伸应力会降低疲劳寿命，而增加压缩应力则可提高疲劳强度。机理：闭塞 电池理论：认为在已存在的阳极溶解的活化通道上，腐蚀优先沿着这些通道进行，在应力协同作用下，闭塞 电池腐蚀所引发的蚀孔扩展为裂纹，产生SCC。这种闭塞电池作用与前面的孔蚀相似，也是一个自催化的腐蚀过程，在拉应力作用下使裂纹不断扩展，直至断裂。膜破 裂理论：认为金属表面是由钝化膜覆盖，并不直接与介质接触。在应力或活性离子cr的作用下易引起钝 化膜破裂，露出活性的金属表面。介质沿着某一择优途径浸入并溶解活性金属，最终导致应力

26、腐蚀断裂。影响因素：应力、环境、冶金因素。防止应力腐蚀的措施：a.合理选择材料；b.减少或消除残余拉应力；c.改善介质条件；d.电化学保护；e. 涂层保护8. 简述腐蚀电池的三个工作环节。(1)阳极反应：通式：Me Men+ne (2)阴极反应：通式：D+me= D.me 析氢反应：2H+2e = H2吸氧反应：O2+4H+4e= 2H2O (酸性溶液中)；O2+2H2O+4 = e 40H-(中性或碱性溶液中)(3)电流回路金属部分：电子由阳极流向阴极溶液部分：正离子由阳极向阴极迁移9. 金属氧化膜具有良好保护性需要满足哪些基本条件？1）PBR大于1 ； 2）膜要致密、连续、无空洞、晶体缺陷

27、少；3）稳定性好、蒸汽压低、熔点高；4）膜与基体的附着力强，不易脫落； 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。10.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，当环境条件在圆点处时，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。11理论电位一pH图的局限性？答案：一些局

28、限性：1由于金属的理论电位一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 电位一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、 SO42八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 理论电位一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绘制理论电位一pH图时，往往把金属表面附近液层的成分和PH大小等同

29、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，应用电位一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一pH图的作用 都是不对的。12. 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EO,C和 EO,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尖系图，就是腐蚀极化图。因此，腐蚀极化图是一种电位一电流图，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)

30、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尖系：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；(例铜在含氧酸及氤化物中腐蚀极化图)(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。13. 钝化过程可划为四个阶段活化溶解区：随电位升高值E1,电流

31、密度由11逐渐增加至I2,电位达到E2就不再增加。称E1为初始电 位，称11为初始电流密度，E2为致钝电位，I2为致钝电流密度。人们称E1 -E2区为活化溶解区。 活化一钝化过渡区：电位到达E2之后阻隔阳极过程的氧化膜不但生成和溶解，随着电位的升高，氧化膜越 来越完整。这段电流测得的是上下抖动的虚线。但电位到达E3时，电流密度稳定一较小值I3。人们称E3对应的电流密度I3为维钝电流密度，称E2- E3区为活化一钝化过渡 区。钝化区：电位到达E3后，随电位升至E4时，电流密度始终维持在I3。在E3-E4电位区间内，当电流 密度小于I3时，金属就会再度腐蚀。这对阳极实施电化学保护有重要意义。人们称

32、E3-E4电位区间为钝 化区。过钝化区：当电位到达E4后继续升高，形成的氧化膜物质可能被氧化成更高价阳离子或变成可溶性阴离子 或升华，或再更高的为电场作用下，氧化膜的半导体性质已不能够保护金属的进一步氧化。从而使腐蚀再 度开始并加剧。人们称大于E4电位为过钝化区。结论：由金属钝化过程log I -E曲线可知，具有意义的是钝化区。这一区域可使金属处于保护。要达到这一 区域，金属充当阳极时的外电位与电流密度必须控制到这一区域。若不是外加电压和电流，金属与钝化剂 及环境要有较好的对应和选择。显然，钝化区的E3越低，E4越高，其钝化能力越强。越易实现阳极保护。14. 金属钝化的解释有几种理论？(1)

33、成相膜理论这种理论认为，当金属阳极溶解时，可以在金属表面生成一层致密的、覆盖得很好的固体产物薄膜。这 层产物膜构成独立的固相膜层，把金属表面与介质隔离开来，阻碍阳极过程的进行，导致金属溶解速度大 大降低，使金属转入钝态。(2) 吸附理论吸附理论认为，金属钝化是由于表面生成氧或合氧粒子的吸附层，改变了金属/溶液界面的结构，并使阳极反应的活化能显著提高的缘故。即由于这些粒子的吸附， 使金属表面的反应能力降低了，因而发生了钝化。15. 根据极化图说明外加电流阴极保护原理，并说明阴极保护的主要参数， 应如何选择这些 参数。原理：由外电路向金属通入电子，以供去极化剂还原反应所需，从而使金属氧化反应受到抑

34、制。当金属氧 化反应速度降低到零时，金属表面只发生去极化剂阴极反应。保护参数保护电位Epr :阴极保护中所取的极化电位。要使金属的腐蚀速度降低到零，取阳极反应平衡电 位作为保护电位(Epr= Eea )。(最小)保护电流密度ipr :与保护电位对应的外加极化电流密度叫做保护电流密度。保护电位是基本的 控制指标。确定保护电位时应考虑两个方面的因素：第一，Epr值(越负越好)；第二，析氢反应的影响。16. 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

35、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+to)+A,说明氧化过程扩散阻滞作用远比抛物线规律大。17. 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。18. 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

36、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。19. 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

37、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尖。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。20. 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：O 1、金 属的种类，02、合金元素与杂质，03、表面状态，04、内

38、应力，05、热处理，06、电偶效应；环 境因素（外因）：O1、去极剂种类与浓度，02、溶液PH值，03、温度，04、流速，05、溶解盐 与阴、阳离子；设备结构因素：O 1、应力，02、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。21. 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 速度成直线函数的尖系，增加比较迅速。即阴极的面积增大，阳极的腐蚀速度加快。22. 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1构成

39、一定材料发生应力腐蚀的条件是：拉应力和特定介质。23. 何谓腐蚀疲劳？与纯机械疲劳和应力腐蚀断裂相比有何特点？答：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腐蚀疲劳的特点：腐蚀疲劳的S-N曲线与纯力学疲劳的 SN曲线形状不同，腐蚀疲劳不存在疲劳极限。腐蚀疲劳与应力腐蚀不同，只要存在腐蚀介质，纯金 属也能发生腐蚀疲劳。腐蚀疲劳强度与抗拉强度间没有一定的联系。腐蚀疲劳裂纹多起源于表而腐蚀 坑或表面缺陷往往成群出现，裂纹主要是穿晶型，并随腐蚀发展裂纹变宽。腐蚀疲劳断口即有腐蚀的特征又有疲劳的特征（疲劳辉纹）、而纯力学疲劳断口有两种情况：对于塑性材料断口为纤维状，呈暗灰色

40、；脆性材料断口呈现出一些结晶形状。24. 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一 2H2O在碱性条件下：O 2+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。25. 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HCI等继续维持