材料腐蚀学复习题

1、一、 填空 1、相界表面处理材料防腐蚀方法有 覆盖层保护 、 表面转化膜 和 电化学保护 这三种方法。2、在工程设计建造之初，乃至使用过程中，必须最大限度地防止 材料的腐蚀破坏 ，从而延长工程项目的 同步使用寿命 ，使得 经济造价 最合理。3、金属在 腐蚀介质 和 交变应力 共同作用下引起的 破坏 为腐蚀疲劳。4、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 。 5、合理选材的总原则是：所有零部件都要达到 同步劣化 ，即各零部件的 寿命 应与 整体工程结构 寿命同步。6、材料失效三要素是： 断裂 、 磨损 和 磨蚀 。7、技术

2、经济计量学中，Uhlig（初世宪）公式计算比较法的缺点是 没有动态考虑年利率 ，等效年度费用计算比较法考虑了 动态年利率 ，是 更精确 计算法。8、设备外形应避免 积水，减少积水间隙，凹槽和坑洼 ，贮罐和容器的内部形状应有利于 液体排放 ，管道系统内部要 流线化 ，立式热交换器的上端管束应与管板 平齐 ，卧式热交换器最好向出口端 倾斜 ，避免残留液体。9、装置和设备的选址要考虑到 风向 、 水流 等环境条件带来的腐蚀问题。注意设备之间的相互影响，避免 腐蚀液体泄漏 ， 腐蚀性气流 ，振动、 高温管道 等造成的危害。10、有腐蚀性介质的工序应安排在 首工序 或 尾工序 执行，或 工序隔离 ，以减

3、少对其他工序的污染。11、土壤中 透气性 ， 湿度 和 金属离子 影响土壤的电阻率， 生物菌 和 矿物质 影响土壤的pH，pH和 溶氧量 则影响土壤的氧化还原电位，进而一起影响土壤的腐蚀速率。12、钢材受到硫化氢腐蚀以后阳极的最终产物是 硫化亚铁 ，该产物通常是一种有缺陷的结构，它与钢铁表面的粘结力差，易脱落，易氧化，且电位 较正 ，因而作为 阴极 与钢铁基体构成一个活性的微电池，对钢基体继续进行腐蚀。 13、在酸性油气田水中，带负电荷的氯离子，基于 电价平衡 ，它总是争先吸附到钢铁的表面，因此，氯离子的存在往往会阻碍保护性的硫化铁膜在钢铁表面的形成。但氯离子可以通过钢铁表面硫化铁膜的 细孔

4、和 缺陷 渗入其膜内，使膜发生显微开裂，于是形成 孔蚀核 。由于氯离子的不断移入，在 闭塞电池 的作用下，加速了 孔蚀 破坏。14、大多数情况下,有机介质单独对金属腐蚀 不起作用,通常是这些化合物与 无机的污染物 共同作用所导致的。15、腐蚀性气体沿着 晶粒边界 、 石墨夹杂物 和细微裂缝渗入到铸铁内部发生了氧化作用。高温下，肿胀现象会大大加强。在生铁中加入 5-10 的硅，可以使肿胀现象不发生，但若果硅的添加量为 1-4 ，不仅不能使肿胀的倾向降低，而且会使肿胀更加严重。16、一般情况下，氧化物的 键合力 越大，耐酸性越强， 水分子 越不容易侵入。17、不同材质，对不同的腐蚀介质有不同的耐蚀

5、性能，而且腐蚀介质的 浓度 、 温度 、 黏度 、和 渗透性 对材料的腐蚀影响很大。18、位于地壳表面或接近于地面的岩石经受着 大气营力 （风、电、大气降水和温度等）以及生物活动等因素的影响，岩石会发生破碎或 成分变化 ，逐渐崩解、分离为大小不等的岩屑或土层。岩石的这种物理、化学性质的变化称为 风化 ；引起岩石这种变化的作用称为 风化作用 。19、蒸气侵蚀多晶体陶瓷会造成比液体或固体的腐蚀都要严重得多的腐蚀。与蒸气腐蚀有关的最重要的材料性能之一是 孔隙度 或渗透性。20、高聚物的老化指高聚物在使用或储存过程中，由于受到环境的 光 、 热 、 氧 、潮、霉、 化学试剂 等的作用，引起高聚物 强度

6、 、 韧性 、硬度等性能逐渐变坏。 20、氢给予性抗氧化剂通过 活泼氢 与 自由基 反应降低高聚物的氧化速度；再利用失去活泼氢而形成稳定自由基的抗氧剂分子捕获 自由基 而终止氧化反应。21、防腐蚀涂层具有 屏蔽 作用、 缓蚀 作用和 阴极保护 作用。22、采用涂料进行的钢铁的一般防腐工艺为：钢铁 ® 除油、除锈、清洁 ® 涂底漆 ® 干燥 ® 涂面漆 。23、达克罗技术的防腐机理是 屏蔽 、 钝化 及 电化学保护 三者的综合作用。24、生物化学转化膜在形成过程中，由于产生的生物“酸”及“盐”类与金属离子的 强螯合性 ，使基体表面形成 螯合物 ，它致密坚固

7、且持久不脱落，可有效地保护基体，从而提高基体表面的抗腐蚀性能。25、电化学钝化理论有 成相理论 和 吸附 理论。26、塑料镀铜工艺一般为： 粗化 敏化 活化 化学镀 常规电镀27、大气腐蚀中，金属表面上水膜是由于 毛细凝聚 作用、 化学凝聚 作用或 吸附凝聚 作用而形成的。28、湿热试验分为 恒定湿热 试验、 交变湿热 试验和 试验。二、 判断题，正确的打“”，错误的在错误处改正1、 原电池阳极发生的是氧化反应。P2、 大气腐蚀是一种化学腐蚀。O3、 碳钢在任何腐蚀介质都可能发生应力腐蚀开裂。O4、 用重量法可以准确评价点蚀的严重程度。O5、 形状复杂的构件不宜采用阴极保护办法。P6、 铅在硫

8、酸中有很好的耐蚀性是由于其本身很好的化学稳定性。O7、 玻璃钢是一种新型的钢铁材料，具有很好的耐腐蚀性能。O8、 极化的发生会加速腐蚀的进行。O9、 可以通过合理的选材及结构设计来防止电偶腐蚀。P10、 对于处在钝态的金属设备不宜采用阴极保护的防腐方法。P11、 发生孔蚀时，孔内金属表面的电位比孔外金属表面的电位负。P12、 电极的绝对电位值可以用能斯特公式计算。O13、 塑料桶内壁一处由于去离子水的长时间冲刷而变薄形成了凹坑，这是应力腐蚀的结果。O14、 金属的电化学腐蚀比化学腐蚀普遍 P 15、 钢铁在干燥空气里不易腐蚀 P16、 用铝质铆钉来接铁板，铁板反而易被腐蚀 O17、 金属被腐蚀

9、的本质是M-ne-Mn+而被损耗 P三、 选择题，在每一论述后面有1个正确答案，选择正确的答案，在答题纸上写出正确答案的号码，多选无分。1腐蚀疲劳发生的条件是 CA. 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2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 

10、  C电位pH图   D腐蚀极化图3中性盐水的阴极极化曲线 DA. 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           D. 先反映氧去极化行为后反映氧和氢共同去极化行为4为了控制奥氏体不锈钢的晶间腐蚀，以下方法

11、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5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6下列金属中最不易发生钝化的是：BA铬&#

12、160;       B铜        C钛        D钼7牺牲阳极保护法的依据是：DA. 钝化机理                  B. 成膜理论  

13、0;    C. 线性极化理论              D. 电偶腐蚀原理8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

14、在热的氯离子溶液中9不能用来解释不锈钢点蚀机理的是：AA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10下列物质中不能作为腐蚀过程去极化剂的是：AAH2   

15、0; BO2    CCu2+      DCl211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12、下

16、面那个图与原电池的极化曲线图最接近：B13、埋在地下的输油铸铁管道，在下列各种情况下被腐蚀速率最慢的是 ( C )A在潮湿疏松的土壤中； B在含铁元素较多的酸性土壤中； C在干燥致密不透气的土壤中； D在含碳较多的潮湿透气的中性土壤中 14、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、在金属中加入一些铬或镍支撑金属或合金 C、在轮船的船壳水线以下部分装上一锌锭 D、金属表面喷漆15、根据Hauffe价法则，下列说法中正确的是：（ C ） A、当基体氧化膜为P型半导体时，往基体中加入比基体原子价低的合金元素以减少氧离子空穴浓度； B、

17、当基体氧化膜为N型半导体时，往基体中加入比基体原子价低的合金元素以减少氧离子空穴浓度； C、当基体氧化膜为P型半导体时，往基体中加入比基体原子价高的合金元素以减少氧离子空穴浓度； D、当基体盐化膜为N型半导体时，往基体中加入比基体原子价高的合金元素以减少氧离子空穴浓度；16、有关氯离子腐蚀，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，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

18、属的腐蚀很容易发生。四、 名词解释1、 局部腐蚀：腐蚀集中在金属的局部区域，而其它部分几乎没有腐蚀或腐蚀很轻微。 2、 电偶腐蚀：异种金属彼此接触或通过其它导体连通，处于同一介质中，会造成接触部分的局部腐蚀。其中电位较低的金属，溶解速度增大，电位较高的金属，溶解速度反而减小，这种腐蚀称为电偶腐蚀，或称接触腐蚀、双金属腐蚀。 3、 沿晶腐蚀：腐蚀沿着金属或合金的晶粒边界或其它的邻近区域发展，晶粒本身腐蚀很轻微，这种腐蚀便称为沿晶腐蚀，又叫作晶间腐蚀。 4、 氢鼓泡：腐蚀过程中析出的氢原子向钢中扩散，在钢材的非金属夹杂物、分层和其他不连续处易聚集形成分子氢，由于氢分子较大难以从钢的组织内部逸出，从

19、而形成巨大内压导致其周围组织屈服，形成表面层下的平面孔穴结构称为氢鼓泡。5、 氢致开裂：在氢气压力的作用下，不同层面上的相邻氢鼓泡裂纹相互连接，形成阶梯状特征的内部裂纹称为氢致开裂。6、 硫化物应力腐蚀开裂：湿H2S环境中腐蚀产生的氢原子渗入钢的内部固溶于晶格中，使钢的脆性增加，在外加拉应力或残余应力作用下形成的开裂，叫做硫化物应力腐蚀开裂。7、 应力导向氢致开裂：在应力引导下，夹杂物或缺陷处因氢聚集而形成的小裂纹叠加，沿着垂直于应力的方向(即钢板的壁厚方向)发展导致的开裂称为应力导向氢致开裂。8、 氢脆：钢中溶解了部分氢气，没有化学变化和组织状态变化，但钢变脆，韧性降低。9、 风化作用：位于

20、地壳表面或接近于地面的岩石经受着大气营力（风、电、大气降水和温度等）以及生物活动等因素的影响，岩石会发生破碎或成分变化，逐渐崩解、分离为大小不等的岩屑或土层。岩石的这种物理、化学性质的变化称为风化；引起岩石这种变化的作用称为风化作用。10、 高聚物的老化：是指高聚物在使用或储存过程中，由于受到环境的光、热、氧、潮、霉、化学试剂等的作用，引起高聚物性能变坏的反应。11、 自由基捕获剂：通过捕获自由基，分解氢过氧化物，传递激发态能量等途径使高聚物稳定。12、 生物化学转化膜：生物化学转化膜形成的基础是根据生物基因的“负电荷”、生物药理功能、化学性质、利用“酶”的功能，在多种“生物膜”活性细胞链变的

21、作用下，产生的原子离子晶格，在材料基体表面形成的难溶性络合物薄膜，即生物化学转化膜。13、 致钝电流密度：金属在介质中能进入钝态的临界电流密度。14、 维钝电流密度：表示金属在钝态下的腐蚀速度。15、 电化学阻抗：对于一个稳定的线性系统M，如以一个角频率为w的正弦波电信号X(电压或电流)输入该系统，相应的从该系统输出一个角频率为w的正弦波电信号Y(电流或电压)，此时电极系统的频响函数G就是电化学阻抗。五、 简答题1、 请用贫铬理论解释奥氏体不锈钢的晶间腐蚀机理。腐蚀沿着金属或合金的晶粒边界或其它的邻近区域发展，晶粒本身腐蚀很轻微，这种腐蚀便称为沿晶腐蚀，又叫作晶间腐蚀。 经过敏化处理的钢中，过

22、饱和的碳就要部分或全部地从奥氏体中析出，形成铬的碳化物（主要是Cr23C6）并连续分布在晶界上。当碳化铬沿晶界析出时，碳化物附近的碳和铬的浓度下降，附近的碳和铬不断地扩散过来，碳化铬生长所需的碳可以取自晶粒内部，而铬主要由碳化物附近的晶界地区提供。铬沿晶界的扩散速度要比来自晶粒内部扩散容易得多。结果使晶界附近的铬很快消耗，铬含量降低，从而在晶界形成了贫铬区。如果贫铬区含铬量低于铬钝化的临界浓度12，这就意味着在腐蚀介质中贫铬区不能保持钝化状态而是处于活化状态。活化状态的晶界成为阳极区，铬含量较高的晶粒内部处于钝态成为阴极，构成了活化-钝化腐蚀电池，并且该腐蚀电池是大阴极小阳极结构，腐蚀电池工作

23、的结果使贫铬区腐蚀加速，而晶粒得到一定程度的保护。2、 阳极保护的主要参数有哪些？与阴极保护相比，哪种方法对被保护设备的电位控制要求更加严格，为什么？阳极保护的主要参数:A钝化区电位范围CBDEi维EpiEi致（1） 致钝电流密度，i致 i致表示腐蚀体系钝化的难易程度。(2) 致钝化电位，Ep 阳极极化的极化电位超过Ep才能使金属钝化。 (3)维钝电流密度，i维 i维对应于金属钝化后的腐蚀速度。(4)钝化区电位范围钝化区电位范围愈宽，表明金属钝态愈稳定。 阴极保护对被保护设备的电位控制要求更加严格，因为要使金属得到完全保护，必须将金属阴极极化到其腐蚀微电池阳极的平衡电位。3、 应力腐蚀的发生必

24、须满足的条件是什么？应力腐蚀开裂（SCC, 简称应力腐蚀）：它是在拉应力和特定的腐蚀介质共同作用下发生的金属材料的破断现象。 （1） 每种合金的应力腐蚀开裂只是对某些特定的介质敏感，而其他的介质中可能就不会发生应力腐蚀开裂现象。（2） 发生应力腐蚀开裂必须要有应力存在，特别是拉伸应力。（3） 应力腐蚀开裂是一种典型的滞后破坏，腐蚀裂纹要在固定拉伸应力与环境介质共同作用下，并经过一定时间才能形成、发展和断裂。4、 缝隙腐蚀与点蚀有何区别与联系？孔蚀（点蚀、坑蚀）：是一种集中发生在某些点处并向金属内部发展的孔、坑状腐蚀。缝隙腐蚀：金属部件在介质中，由于金属与金属或金属与非金属之间形成特别小的缝隙，

25、使缝隙内的介质处于滞流状态，引起缝内金属的加速腐蚀。缝隙腐蚀的发展过程与点蚀发展历程是很相似的，都存在酸化自催化的作用，因而加速局部区域的腐蚀区别：（1） 点蚀可在周围腐蚀介质能自由到达的金属表面上的各种薄弱点处萌生，而缝隙腐蚀仅集中与体系的几何形状使介质的到达受到限制的这部分表面上，即发生在侵蚀性介质可以透入的间隙中。（2） 缝隙腐蚀多数发生在氯化物溶液中，也可发生在其他腐蚀性溶液中，而点蚀通常局限在含有活性阴离子的介质中。几乎所有的金属或合金都会发生缝隙腐蚀，而点蚀多数发生在容易钝化的金属或合金表面。（3） 点蚀可在静止的和运动的溶液中发生，并可在金属表面上的非均质处萌生。而缝隙腐蚀容易在

26、间隙中溶液静止的条件下发生，也可由于金属镀覆层或涂层的微观缺陷而萌生。（4） 与点蚀相比，对同一种合金而言，缝隙腐蚀更易发生，而缝隙腐蚀的临界电位要比点蚀电位低。在保护电位和击穿电位之间的电位范围内，对点蚀而言，原有点蚀可以发展，但不产生新的蚀孔，而缝隙腐蚀在该电位区内，既能产生新的蚀坑，原有蚀坑也能发展。5、 应力腐蚀与腐蚀疲劳有何区别与联系？应力腐蚀开裂（SCC, 简称应力腐蚀）：它是在拉应力和特定的腐蚀介质共同作用下发生的金属材料的破断现象。 腐蚀疲劳：金属在腐蚀介质和交变应力共同作用下引起的破坏为腐蚀疲劳。腐蚀疲劳和应力腐蚀开裂所产生的破坏有许多相似之处，但也有不同之处。腐蚀疲劳裂纹虽

27、也多呈穿晶形式，但除主干外，一般少再有明显的分支。此外，这两种腐蚀破坏在产生条件上也很不相同。例如，纯金属一般很少发生应力腐蚀开裂，但是会发生腐蚀疲劳，应力腐蚀开裂只有在特定的介质中才出现，而引起腐蚀疲劳的环境是多种多样的，不受介质中特定离子的限制。应力腐蚀开裂需要在临界值以上的净拉伸应力或低交变速度的动应力下才能产生，而腐蚀疲劳在交变应力下发生，在净应力下却不能发生。在腐蚀化学行为上两者差别更大，应力腐蚀开裂大多发生在钝化-活化过渡区或钝化-过钝化区，在活化区则难以发生，但腐蚀疲劳在活化区和钝化区都能发生。6、 什么是电偶效应与阴极保护效应？防止与控制电偶腐蚀可采取哪些措施？电偶腐蚀：异种金

28、属彼此接触或通过其它导体连通，处于同一介质中，会造成接触部分的局部腐蚀。其中电位较低的金属，溶解速度增大，电位较高的金属，溶解速度反而减小。阴极保护 外加电源组成一个电解池，将被保护金属作阴极，废金属作阳极。（1）将被保护金属与直流电源的负极相连，利用外加阴极电流进行阴极极化，即外加电流阴极保护法（2）在被保护设备上连接一个电位更负的金属作阳极，与被保护金属在电解质溶液中形成大电池，使设备进行阴极极化，即牺牲阳极保护法。防止电偶腐蚀的措施：（1） 组装构件应尽量选择在电偶序表中位置相近的金属。由于对于特定的使用介质不一定有现成的电偶序，所以应该预先进行必要的电偶腐蚀实验。（2） 对于不同金属构

29、成的结构部件应尽量避免形成大阴极小阳极的接触结构。（3） 采用绝缘材料或保护性阻挡涂层分离电偶腐蚀的接触部位。不同金属部件之间绝缘，可以有效地防止电偶腐蚀。（4） 采用电化学保护。即可以使用外加电源对整个设备实行阴极保护，使两种金属都变为阴极，也可以安装一块电极电位比两种金属更负的第三种金属作为牺牲阳极。7、 无机非金属材料耐蚀性指标有哪些？判定无机非金属材料耐蚀性的指标：（1）耐酸碱度介质的腐蚀性大小主要用pH，即介质的酸碱度来体现。（2）孔隙度（真孔隙度）（3）吸油（水）率（显孔隙度）（4）一定压力下的渗透性（5）抗热震性受热温度剧烈变化或冷热交变频率大时，无机材料会产生裂纹和破坏，进而导

30、致耐蚀性降低。8、 风化作用的有哪些类型？相互之间有什么关系？按风化营力的不同，风化作用可分为三大类型。物理风化作用：由于温度作用或机械作用引起岩石发生崩解、破坏，但又不改变其化学成分的风化过程称为物理风化。A热力风化 B冻融风化化学风化A水化作用B氧化作用C水解作用D溶解作用生物风化：生物活动及产物对岩石所起的机械的、化学的破坏作用。作用类型:A 根劈作用（生物的物理风化作用） B 新陈代谢作用产物的破坏（生物的化学风化作用） C腐烂分解产物的破坏（生物的化学风化作用）各种风化作用的关系物理风化是风化作用的先驱和必要条件，化学风化作用是风化作用的继续和深入，实际上两种风化作用是互相渗透、共同

31、作用，不是先后问题，而是主次问题。9、 高分子材料的老化，其表观形式有哪些？有机材料的腐蚀通常被称为“老化”，其表观形式有：（1）裂纹、裂缝、开裂、断裂（2）溶胀、溶解（3）粉化、变色（4）绝缘电阻下降、介电损耗和击穿电压变化等10、 光稳定剂有哪些种类？各自的作用机理是什么？光稳定剂按作用机理分类：紫外线吸收剂、自由基捕获剂、光屏蔽剂、淬灭剂。紫外线吸收剂（普遍使用）作用：能选择性地吸收波长为290-400nm的紫外线，并通过能量转换放出较弱的荧光或热或转送给其它分子而自身恢复到稳定状态。自由基捕获剂（哌啶衍生物）作用机理：通过捕获自由基，分解氢过氧化物，传递激发态能量等途径使高聚物稳定。光

32、屏蔽剂作用机理：以涂层的形式涂在高聚物材料表面，防止有害光线透过。淬灭剂（能量转移剂）作用机理：通过分子间作用迅速有效地消除（转移）激发能。转移的形式：一是受激分子A将能量转移给淬灭分子D，使之成为一个非反应性激发态，如ADADAD光或热；二是受激分子与淬灭剂形成激发态配合物，再通过其他光物理过程消散能量。11、 请简述化学防锈漆的作用。采用多种化学活性的颜料，依靠化学反应改变金属表面的性质及反应生成物的特性达到防锈的目的。 化学防锈颜料与金属表面发生作用如钝化作用，磷化作用，产生新的表面膜层。 化学防锈颜料与漆料中某些成分进行化学反应，生成性能稳定的耐水性好的和渗透性小的化合物有的颜料和助剂

33、在成膜过程中能形成阻蚀性络合物。12、 请简述电化学防锈漆的防锈作用。根据电化学腐蚀理论，在腐蚀电池中被腐蚀的是电极电位较负的阳极。如果涂覆于金属上的涂层具有比金属更低的电极电位，则当存在电化学腐蚀的条件时，涂层是阳极，金属是阴极而不被腐蚀，这就是阴极保护涂层的设计依据采用最多的是富锌底漆。13、 请简述达克罗技术的典型实施工艺。达克罗不用电沉积方法而将工件直接浸入达克罗处理液中，或用刷涂、静电喷涂法使处理液粘附于工件表面，然后经烧结而成的含锌、铝及铬元素的无机转化膜。 达克罗涂层外观通常为银白色典型工艺流程工件除油抛丸机进行表面清除氧化层处理浸渍或喷涂达克罗溶液300度左右的温度烧结固化冷却成品 14、 生物化学转化膜的防腐