腐蚀习题集-研究生

1、?金属腐蚀与防护?课程习题集1. 低碳钢在海水中的腐蚀速度为0.4440 g/m2×h，试换算成mm/a表示的深度指标，并计算电流密度。设rFe = 7.8 g/cm3。 参考答案：VL = 0.500 mm/a，ia = 4.26 ´ 10-5A/cm22. 常用的评定金属均匀腐蚀速度的方法有哪几种？如何进行相互之间的单位换算？为什么这些方法不适用于局部腐蚀？3. 20#碳钢试片规格为25´30´3mm，悬挂小孔径3mm，浸在25oC的自来水中，试验前试片重17.0858 g，浸泡10天后取出，去除腐蚀产物后称重为16.9988 g，问：试片年腐蚀率多

2、少mm/a？假设用该材质制作盛水储罐，假定使用期20年，壁厚至少要多厚？设rFe = 7.8 g/cm3。 参考答案：4.40mm4. 测得铁在H2SO4中的腐蚀电流密度ia = 1 ´ 10-5A/cm2，试将其换算成重量表示法及深度表示法的腐蚀速度。铁的摩尔质量为55.84 g，rFe = 7.8 g/cm3。 参考答案：V- = 0.104 g/m2×h，VL = 0.177 mm/a5. 有一锌样品外表积为30 cm2，重量为21.4261 g，在400oC高温空气中氧化180小时后重量为21.4279 g，rZn = 7.14 g/cm3。试求：V-、V+、VL。

3、参考答案：V+ = 3.33´ 10-3 g/m2×h，V- = 1.35 ´ 10-2 g/m2×h，VL = 1.656´ 10-2 mm/a6. 什么是金属的腐蚀？举例说明金属腐蚀与防护的重要性。7. 什么是化学腐蚀和电化学腐蚀？举例说明。8. 按腐蚀形态分，金属腐蚀可分为哪些类型？9. 在25°C、1atm下，计算铁电极Fe2+/Fe在标准状况下的氢标电位(aH+ =1，aFe2+ = 1)，mFe2+= -84935.2 J/mol。 参考答案： j°Fe2+/Fe = -0.440V 10. 求25°C

4、时以下电池中，正负极的电极电位各为多少伏？电池电动势有多大？ Pt½Pb½Pb2+a = 0.02½½Cl-a = 0.1½Cl21atm½Ptj°Pb2+/Pb = -0.126V，j°Cl2/Cl- = 1.359V参考答案：E = 1.593V11. 写出能斯特公式的一般表达式及推导，它的适用范围，公式中各系数的含义。12. 以下电池中，哪个电极发生氧化反响？哪个电极发生复原反响？Ag，AgBr½Br-a = 0.001½½Cl-a = 0.01½AgCl，Ag其j&#

5、176;Ag，AgBr/Br- = 0.095V，j°Ag，AgCl/Cl- = 0.2224V参考答案：左边发生氧化反响13. 如何根据腐蚀反响自由能变化(DG)T,P判断金属腐蚀发生的可能性？14. 如何根据电极电位判断金属腐蚀发生的可能性？15. 试确定25°C时，铁在中性的水中是否有可能发生析氢腐蚀？：Fe(OH)2的溶度积为1.65 ´ 10-15，空气中PH2 = 5.065 ´ 10-5 kPa，j°Fe2+/Fe = -0.440V，水的离子积为1.008 ´ 10-14。 参考答案：可发生16. 某一循环冷却水系统采

6、用碳钢冷却管。当循环冷却水中含有1 ´ 10-5 mol/L的Cu2+时，会否在碳钢管上析出Cu？ 参考答案：会17. 什么是腐蚀原电池？其根本组成是什么？腐蚀原电池有哪几种类型？18. 什么是微观腐蚀电池和宏观腐蚀电池？分别是如何形成的？19. 什么是电化学腐蚀的次生过程？20. 电位-pH图构成的根本原理是什么？21. 电位-pH图中点、线、面的含义是什么？22. 根据Fe-H2O体系电位-pH图，处于腐蚀区的Fe可采取哪几种方法防止被腐蚀？23. 什么是实验电位-pH图？它对腐蚀研究有何意义？24. 什么是极化？去极化？它们在腐蚀与防护研究中有何意义？产生极化的原因有哪些?25

7、. 如图2-1所示，锌铜电极面积均为5cm2，线路内电阻120W，外电阻110W。断路时，两电极电位值分别为：jCu = 0.05V，jZn = -0.76V。问：电路刚接通瞬间电流密度有多大？它是测得的稳定值200mA的多少倍？并求出电路稳定时的电池的总极化值。 图2-1 铜锌原电池示意图(注：Dj总 = Dja + |Djk| ) 参考答案：7.043 ´ 10-4A/cm2；17.6倍；0.764V26. 什么是浓度极化？产生原因是什么？27. 什么是极限扩散电流密度？它受那些因素影响？28. 什么是活化极化？产生原因是什么？29. 电极电位的变化对电荷传递步骤会产生什么影响？

8、其影响的实质是什么？30. 试计算18oC时，用1mA/cm2的电流密度在银电极上电解0.1mol/L 的AgNO3水溶液时的阴极浓度极化过电位值。|id| = 2 mA/cm2。 参考答案：|h| = 0.017V31. 在pH=1的除氧H2SO4中对铂电极进行阴极极化，测得以下数据，求氢离子在铂电极上放电的b、i0值。iA/cm2 jV1 -0.01 -0.3342 -0.1 -0.364参考答案：b=0.03V；i0 =6.81 ´ 10-12 A/cm232. 电化学极化与交换电流密度i0大小有何关系？33. 在酸性介质中测得下述金属电极上阳极过电位的数据满足Tafel关系：

9、|h|=a+blg|i|，a、b值分别为 Cu Pb Hg aV 0.87 1.56 1.40 bV 0.120 0.110 0.118求在Cu、Pb、Hg上的反响传递系数a、b和交换电流密度i0。设n=1参考答案：i0Cu = 5.62 ´ 10-8 A/cm2；i0Pb= 6.58´ 10-15 A/cm2；i0Hg = 1.37 ´ 10-12 A/cm234. 说明、之间的关系。35. 计算锌在20oC、3%的NaCl溶液中的最大腐蚀速度以mm/a表示。氧在该介质中浓度为2.25 ´ 10-7 mol/cm3，扩散层厚度为7.5 ´ 1

10、0-2 cm，氧扩散系数D=1.95 ´ 10-5 cm2/s，rZn = 7.2 g/cm3。 参考答案：VL = 0.333mm/a36. 软钢在pH=2的溶液中，25oC下其腐蚀电位相对饱和CuSO4电极为-0.640V饱和CuSO4电极电位为0.316V，软钢上析氢反响的交换电流密度io =10-5 A/cm2，试计算软钢腐蚀速度(以mm/a表示)。设a=0.5，AFe=56，rFe = 7.8 g/cm3，电化学控制步骤为单电子反响n = 1。 参考答案：VL = 6.47mm/a37. 什么是活化控制的腐蚀体系？请写出活化控制腐蚀体系的极化电流与极化电位之间关系式，强极化

11、条件下Dj lg|i| 关系式，并分别画出示意图。38. 影响腐蚀速度因素有哪些？39. 为什么交换电流密度i0会影响腐蚀电位jc上下？40. 某钢制容器壁厚1mm，在腐蚀介质中用电化学方法测得其腐蚀电流ic=100mA/cm2，假设为均匀腐蚀，问该容器最多可使用多长时间？AFe=56，rFe = 7.8 g/cm3。 参考答案：313天41. 将铁置于25oC、Fe2+活度为1、pH值为3的溶液中，铁在该溶液中交换电流密度为10-4A/m2，H2在铁上析出的交换电流密度为10-3A/m2，铁氧化过程和氢离子复原过程的b值分别为0.06V和0.112V。求铁在该溶液中的腐蚀电位和腐蚀电流密度。

12、 参考答案：ic = 1.51 ´10-2 A/m2，jc = -0.309V42. 什么是Tafel公式和Stern公式？有何应用？43. 25oC下某电极反响的交换电流密度i0=5´10-3 A/m2。（1） 电位阳极极化时，其过电位为0.199V，求稳态电流密度。（2） 对电极进行阴极极化，ik = -0.205 A/m2。问到达稳态时，过电位又是多少？设a=0.5，n=1。参考答案：0.241 A/m2；-0.191V44. 什么是理想极化曲线和实测极化曲线，各有何用途？请画出示意图，并说明图中各线代表的含义。45. 采用线性极化仪评定耐海水用钢，极化值为+5mV和

13、-5mV，测得电流值分别为+34mA及-31.2mA，用失重法校得常数B=19.5mV，求该钢材在海水中的平均腐蚀率mm/a。rFe = 7.8 g/cm3，试样外表积2cm2。 参考答案：VL=0.745mm/a46. 根据以下数据求阴极、阳极和电阻控制程度，并计算最大腐蚀电流密度和相应腐蚀电位： iA/cm2 jkV jaV 0 -0.265 -0.420 4´10-4 -0.295 -0.370参考答案：imax = 7.75 ´10-4 A/cm2，jc = -0.323V47. 测定腐蚀速度的电化学方法有哪些？分别说明其测定原理及适用范围。48. 什么是伊文思腐蚀

14、极化图？它是根据什么曲线绘制的？它在腐蚀研究中有哪些应用？49. 纯铁和纯铅在25oC、1mol/L的H2SO4中的动力学参数如下：ioH(Fe)=10-6A/cm2，ioH(Pb)=10-12A/cm2，bk=0.118V。(1) 比拟氢在两种金属上的析出速度；(2) 求氢在两种金属上的过电位值，设|iH| =10-3A/cm2。50. 什么是析氢腐蚀和耗氧腐蚀？它们分别在什么情况下发生？51. 影响耗氧腐蚀的主要因素有哪些？试述耗氧腐蚀一般规律。52. 比拟析氢腐蚀和耗氧腐蚀特点。53. 分析比拟工业锌和纯锌在中性NaCl溶液中和稀盐酸中的腐蚀速度及杂质的影响。54. 什么是金属的钝化？化

15、学钝化和电化学钝化有何异同？55. 影响化学钝化因素有哪些？56. 影响电化学钝化因素有哪些？57. 画出金属的阳极钝化曲线，说明该曲线上各特征区和特征点的物理意义，以及钝化曲线上各参数jp、ip、jcp、icp、jF、jb、jpp、jtp的含义，如何根据以上参数判断金属钝化能力及钝态稳定性？58. 如何用jb、jpp判断金属的耐点蚀性能？59. 什么是电偶腐蚀？用极化曲线说明电偶腐蚀原理和防止方法。60. 什么是大阴极小阳极结构？有何危害？61. 缝隙腐蚀发生的条件是什么？什么是闭塞电池自催化作用？62. 什么是小孔腐蚀？小孔腐蚀易发生在什么体系中？如何测定材料的耐小孔腐蚀的性能？63. 什

16、么是晶间腐蚀？用“贫铬理论说明不锈钢晶间腐蚀原理。64. 什么是应力腐蚀？应力腐蚀有哪几种类型？分别是如何发生的？65. 什么是应力腐蚀破裂？有何特征？如何防止？66. 氢损伤有哪几种类型？分别如何产生？如何防止氢损伤？67. 什么是腐蚀疲劳？腐蚀疲劳有何特征？68. 腐蚀疲劳和应力腐蚀破裂有何区别？69. 什么是磨损腐蚀？说明空泡腐蚀发生原因。70. 什么是选择性腐蚀？黄铜脱锌有何形态特征？其原理是什么？71. 细菌腐蚀有何特点？常见腐蚀性菌有哪些？试述硫酸盐复原菌腐蚀机理。72. 什么是大气腐蚀？大气腐蚀受哪些因素影响？如何防止金属的大气腐蚀？73. 大气环境中金属外表水膜是如何形成的？74. 海水腐蚀有何特点？如何控制？75. 土壤腐蚀有哪几种形式？