金属腐蚀与防护课程习题集

1、金属腐蚀与防护课程习题集.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:Fe = 7.8 g/cm3。（参考答案：Vl = 0.500mm/a, ia = 4.26 父 10”A/cm2）.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？. 20艘钢试片规格为25M30M3mm,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，清除腐蚀产物后称重为 16.9988 g,问：试 片年腐蚀率多少（mm/a） ?若用该材质制作盛水储罐，假

2、定使用期20年，壁厚至少要多厚？设：:Fe = 7.8 g/cm3o（参考答案：4.40mm）.测得铁在H2SO4中的腐蚀电流密度ia = 1父10,A/cm2,试将其换算成重量表示法及 3深度表不法的腐蚀速度。已知铁的摩尔质重为55.84 g, PFe = 7.8 g/cm。（参考答案： V = 0.104 g/m2h, Vl = 0.177mm/a）.有一锌样品表面积为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,已知% = 7.14 g/cm3。试求：V一、V弋 Vl。（参考答案：v+= 3.33乂 10- g/m2h, 7一

3、= 1.35 乂 10 g/m2h, Vl = 1.65侥 10= mm/a）.什么是金属的腐蚀？举例说明金属腐蚀与防护的重要性。.什么是化学腐蚀和电化学腐蚀？举例说明。.按腐蚀形态分，金属腐蚀可分为哪些类型？.在25、1atm下，计算铁电极F4+/Fe在标准状况下的氢标电位（h+ =1, o（Fe2+ = 1）, 已知 -Fe2+= -84935.2 J/mok（参考答案： 华 Fe2+/Fe = -0.440V ）.求25七时下列电池中，正负极的电极电位各为多少伏？电池电动势有多大?Pt PblPb2+ （口 = 0.02） I I Cl_ （a = 0.1） ICI2 （1atm） I

4、Pt已知 ：Pb2+/Pb = -0.126V, CI2/CI - =1.359V（参考答案：E = 1.593V）.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。.下列电池中，哪个电极发生氧化反应？哪个电极发生还原反应？Ag, AgBr Br -（a = 0.001） I I Cl - （a = 0.01） I AgCl, Ag其Ag, AgBr/Brr 0.095V,的Ag, AgC/Cl 一 = 0.2224V（参考答案：左边发生氧化反应）.如何根据腐蚀反应自由能变化（AG）t,p判断金属腐蚀发生的可能性？.如何根据电极电位判断金属腐蚀发生的可能性？.试确定259时

5、，铁在中性的水中是否有可能发生析氢腐蚀？已知： Fe（OH）2的溶度 积为 1.65 x 10/5,空气中 PH2 = 5.065 父 10“ kPa,/Fe2+/Fe = -0.440V,水的离子积 为 1.008 10J4O（参考答案：可发生）.某一循环冷却水系统采用碳钢冷却管。当循环冷却水中含有1 / 10上mol/L的Cu2+时，会否在碳钢管上析出 Cu?（参考答案：会）.什么是腐蚀原电池？其基本组成是什么？腐蚀原电池有哪几种类型？.什么是微观腐蚀电池和宏观腐蚀电池？分别是如何形成的？.什么是电化学腐蚀的次生过程？.电位-pH图构成的基本原理是什么？.电位-pH图中点、线、面的含义是什

6、么？.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？.什么是实验电位rH图？它对腐蚀研究有何意义？.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？.如图2-1所示，锌铜电极面积均为5cm2,线路内电阻 TOC o 1-5 h z 120Q,外电阻1100。断路时，两电极电位值分别为：FT心 *Cu = 0.05V,中Zn = 0.76V。问：电路刚接通瞬间电流 1 -ZnCu密度有多大？它是测得的稳定值 200RA的多少倍？并 求出电路稳定时的电池的总极化值。多吧图2-1铜锌原电池示意图（注：邛总=久+ |A中k|）（参考答案:7.

7、043 x 10-A/cm2; 17.6 倍；0.764V）.什么是浓度极化？产生原因是什么？.什么是极限扩散电流密度？它受那些因素影响？.什么是活化极化？产生原因是什么？.电极电位的变化对电荷传递步骤会产生什么影响？其影响的实质是什么？.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。已知id 1= 2 mA/cm2。（参考答案：叫=0.017V）.在pH=1的除氧H2SO4中对铝电极进行阴极极化，测得下列数据，求氢离子在铝电 极上放电的b、i0值。i（A/cm2）中（V）-0.01-0.334-0.1-0.364（参

8、考答案：b=0.03V; i0 =6.81 m 10/2A/cm2）.电化学极化与交换电流密度i0大小有何关系？.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：El=a+blgi I,a、b值分别为Cua Cua （V）0.87b （V）0.120PbHg1.561.400.1100.118求在Cu、Pb、Hg上的反应传递系数“ P和交换电流密度i0。（设n=1）（参考答案：i0cu = 5.62 父 10A/cm2; iPb= 6.58父 10,5 A/cm2; iHg = 1.37 父 10,2A/cm2）、L * fB.说明 ia、ik、i0、ia、ikN间的关系。.

9、计算锌在20C、3%的NaCl溶液中的最大腐蚀速度（以 mm/a表示）。已知氧在该 介质中浓度为2.25父10,mol/cm3,扩散层厚度为7.5父101cm,氧扩散系数D=1.95 父 105cm2/s, Pzn = 7.2 g/cm3。（参考答案：Vl = 0.333mm/a）.软钢在pH=2的溶液中，25C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）,已知软钢上析氢反应的交换电流密度io=10-5 A/cm2, 试计算软钢腐蚀速度（以mm/a表示）。设o（=0.5, AFe=56, PFe = 7.8 g/cm3,电化学控 制步骤为单电

10、子反应（n = 1）。（参考答案：Vl = 6.47mm/a）.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 问关系式，强极化条件下9 lg i I关系式，并分别画出示意图。.影响腐蚀速度因素有哪些？.为什么交换电流密度i0会影响腐蚀电位%高低？.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i c=100NA/cm2,假设为均匀腐蚀，问该容器最多可使用多长时间？AFe=56, PFe = 7.8 g/cm3o（参考答案：313天）.将铁置于25C、Fe2+活度为1、pH值为3的溶液中，已知铁在该溶液中交换电流密 度为10“A/m2, H2在铁上析出的交

11、换电流密度为10年A/m2,铁氧化过程和氢离子 还原过程的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。（参考答案：ic = 1.51 M10A/m； %= -0.309V）.什么是Tafel公式和Stern公式？有何应用？.25oC下某电极反应的交换电流密度i0=5x10J3A/m2o（1）电位阳极极化时，具过电位为 0.199V,求稳态电流密度。（2）对电极进行阴极极化，ik = -0.205A/m2。问达到稳态时，过电位又是多少？ 设 a=0.5, n=1 o（参考答案：0.241 A/m2; -0.191V）.什么是理想极化曲线和实测极化曲线，各有何用途

12、？请画出示意图，并说明图中各 线代表的含义。.采用线性极化仪评定耐海水用钢，极化值为+5mV和-5mV,测得电流值分别为+34A及-31.2NA,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）。已知 Fe = 7.8 g/cm3,试样表面积 2cm2。（参考答案：VL=0.745mm/a）.根据下列数据求阴极、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：2、，、，、i (A/cm ) 它(V)邛a (V)0-0.265-0.4204 10人-0.295-0.370(参考答案：imax = 7.75x104A/cm2, % = 0.323V).测定

13、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。.什么是伊文思腐蚀极化图？它是根据什么曲线绘制的？它在腐蚀研究中有哪些应 用？.已知纯铁和纯铅在250C、1mol/L的H2SO4中的动力学参数如下：iOH(Fe)=10%/cm2, iH(Pb)=10_12A/cm2, bk=0.118Vo(1)比较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 1=10年A/cm2。.什么是析氢腐蚀和耗氧腐蚀？它们分别在什么情况下发生？.影响耗氧腐蚀的主要因素有哪些？试述耗氧腐蚀一般规律。.比较析氢腐蚀和耗氧腐蚀特点。.分析比较工业锌和纯锌在中性 NaCl溶液中和稀盐酸中的腐蚀速

14、度及杂质的影响。.什么是金属的钝化？化学钝化和电化学钝化有何异同？.影响化学钝化因素有哪些？.影响电化学钝化因素有哪些？.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 曲线上各参数中p、ip、%p、icp、降、久、中pp、中tp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？.如何用中b、中pp判断金属的耐点蚀性能？.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。.什么是大阴极小阳极结构？有何危害？.缝隙腐蚀发生的条件是什么？什么是闭塞电池自催化作用？.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？.什么是晶间腐蚀？用“贫铭理论”说明不锈钢品间腐蚀原理.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？.什么是应力腐蚀破裂？有何特征？如何防止？.氢损伤有哪几种类型？分别如何产生？如何防止氢损伤？.什么是腐蚀疲劳？腐蚀疲劳有何特征？.腐蚀疲劳和应力腐蚀破裂有何区别？.什么是磨损腐蚀？说明空泡腐蚀发生原因。.什么是选择性腐蚀？黄铜脱锌有何形态特征？其原理是什么？.细菌腐蚀有何特点？常见腐蚀性菌有哪些？试述硫酸盐还原菌腐蚀机理。.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？.大气环境中金属表面水膜是如何形成的？.海水腐蚀有何特点？如何控制？.土壤腐蚀有哪几种