四川理工学院试卷(2007至2008学年第2学期

1、四川理工学院试卷(2007-2008年第二学期)是本科班的学名密封线请不要在密封线上提问课程名称：金属腐蚀理论和应用命题教师：龚敏，陈琳适用级： 2005级材料科学和工程专业(腐蚀和防护方向)考试2008年5月日共计6页标题一个二三四五六七八总分审查教师得分注意事项：100分满分。 要求答案漂亮，笔迹漂亮，没有错字。2、考生必须把名字、班级、学校号码完全、正确、清楚地填写在答案规定的地方。 否则，答案将被视为废案。3、考生必须在签名册上签名。 如果有遗漏的话，结果会自负。4、如果有答题纸，请把答案都写在答题纸上。 否则不评分。考试结束后请分别提交答题纸和答题纸。 否则就不评分。考试题得分审查教

2、师一、简单答案(共计35分)1 .什么是阳极保护，其适用条件是什么？ (6分)为了达到用阳极钝化法减少金属腐蚀的目的，这种保护技术被称为阳极保护。 两分阳极保护的适用条件是：(1)阳极极化曲线具有活性-钝化转变。 两分(2)阳极极化时，必须将金属电位移动到稳定钝化区域内。 两分2 .为什么铜会在潮湿的大气中被腐蚀？钛为什么是好的耐腐蚀金属？ (5分)(1)在潮湿的大气中，铜的标准电位比标准氢电位大，不会发生氢腐蚀，但由于空气中含有氧，会发生吸收氧的腐蚀。 三分(2)钛的标准电位比标准氢电位小，但钛是容易钝化的元素，在介质中钛的自腐蚀电位向稳定钝化区域移动，因此耐腐蚀性良好。 两分第一页3、从材

3、料、环境和力学三方面阐述应力腐蚀破裂的主要特征。 (6分)(1)主要是合金产生scc，纯金属极少。 两分(2)对环境的选择性被称为“scc的材料特定的环境的组合”。 两分(3)只有拉伸应力引起scc，压缩应力反而阻止或延迟scc的产生。 两分4 .简述腐蚀电池的三个工作环节。 (6分)(1)阳极反应：通式： memen ne 2点(2)阴极反应：通式： d me=d.me 2点氢析出反应： 2h 2e=h2氧吸收反应： o2 4h 4e=2h2o (酸性溶液中)o2 2h2o 4e=4oh-(在中性或碱性溶液中)(3)电流电路2点金属部分：电子从阳极流向阴极溶液部分：正离子从阳极向阴极移动5

4、.金属氧化膜为了具有良好的保护性必须满足什么样的基本条件？ (6分)(1)p-b比大于1是氧化物具有保护性的必要条件。 两分(2)膜具有良好的化学稳定性。 两分(3)膜有一定的强度和塑性，与基质牢固地结合。 两分或者(4)膜和基底金属的热膨胀系数的差小，不易剥落。 (5)膜的组织结构致密，缺陷少。 】6. cpt和cct的意思是什么？如何使用cpt、cct评价材料的耐腐蚀性？ (6分)(1)cpt :临界点蚀温度1分钟cct :临界狭缝温度1分钟(2)临界点蚀温度越高，材料的耐小点蚀性能越好。 两分临界狭缝腐蚀温度越低，材料的耐狭缝腐蚀性能越差。 两分第二页得分审查教师是本科班的学名密封线请不

5、要在密封线上提问二、填补问题(空1分，共计15分)根据湿度把大气腐蚀分为干大气腐蚀、潮大气腐蚀、湿大气腐蚀。2 .在自然腐蚀状态下，氧扩散控制氧吸收腐蚀系统的腐蚀电流密度icor等于id (或氧的极限扩散电流密度)。3 .在使用环境中，如果被复层材料的电位比基体的电位负，则属于阳极性被复层。 (阳极、阴极)4 .高分子化合物的腐蚀破坏形式有三种，分别是化学腐蚀、膨胀和溶解环境应力和裂纹。5 .阴极/阳极面积比变大时，阳极相金属的电对腐蚀速度变大(变大、变小，不变)。 当阴极/阳极之间的距离变大时，阳极相金属的腐蚀速度减少。 (增大、减少、不变)。6 .通过比较两种金属的腐蚀电位，可以判断它们连

6、接时发生的电气偶腐蚀倾向的大小，如果比较金属的平衡电位，可以判断发生氧化反应的倾向的大小。 (平衡电位、腐蚀电位、标准电位)。7 .异种金属部件的连接目的地，为了防止液体滞留，需要采取容易排水的措施。8 .最好在换热器管和管板之间使用焊接。 这个措施是针对间隙的腐蚀。9 .不锈钢设备必须防止液体停滞。 这个措施是针对小孔的腐蚀。10 .规定在焊接不锈钢零件后，进行固溶处理，该措施是针对晶间腐蚀的。11 .“季裂”实质上是铜合金在氨介质中的应力腐蚀破裂形式。12 .土壤ph越低，腐蚀性越强，土壤的电阻率越高，腐蚀性越弱。 (强、弱)。得分审查教师三、计算问题(共计30分钟)1 .以zn为牺牲阳极

7、保护海水中的碳钢配管，海水中的氧含量为3.2mg/l，氧的扩散层的厚度为d=10-2cm，扩散系数d=1.910-5 cm2/s。 完全保护时锌的失重腐蚀速度v-。 (10分)解： d=1.910-5 cm2/s=1.910-9 m2/s，cb=3.210-3/32=10-4摩尔/l 1分钟阴极反应： o2 2h2o 4e4oh-id=nfd ccb/d=(4965001.910-910-4103 )/10-4分钟第三页=7.3310-2 ma/cm2=0.733 a/m2对于氧扩散控制的腐蚀系统，电流加算原理： ia=|ic|-|i-|=id-|i-| 2点完全保护时： ia=0 1分知道作

8、为牺牲阳极供给zn的保护电流，其腐蚀电流密度：ipr=|i-|=id=0.733a/m2 2分钟得到锌的失重腐蚀速度： v-=ipra/nf=(0.73365)/(226.8 )=0.89 g/m2h 2点2 .表面积20cm2的铜试料在700c的氧中氧化2小时，消耗了13.6cm3的氧(用25c、1atm测定)。 求出铜样品的腐蚀速度vp。 已知腐蚀生成物为cu2o，铜的密度为8.9g/cm3。 (10分)解：氧化反应： o2 4cu2cu2o 1分钟氧消耗摩尔数为m=(273.15/298.15 ) 13.610-3/22.4摩尔1分钟w=644m米=644 (273.15/298.15

9、) 13.610-3/22.4=0.142 g2点v=(w0-w1)/st g/m2h、vp=8.76 v-/d mm/y 2点得： vp=8.76w/(std) 2分=8.760.142/0.002 28.9=34.94mm/y 2点第四页是本科班的学名密封线请不要在密封线上提问3. fe试样在0.5mol/l的h2so4(平均活性系数0.154，25)溶液中发生抽氢腐蚀，实验测定其腐蚀电位为ecor=-0.462v(vs sce )，sce对she的电位为0.242伏。 已知阴极反应相当于tafel式： h=-0.70-0.12lgic，式中hc的单位相当于v，ic的单位相当于a/cm2。 求出了自然腐蚀状态下fe样品的腐蚀电流密度。 (10分)解： (1)自然腐蚀状态阴极反应： 2h 2e=h2 1分钟其平衡电位： 2分钟ecor=-0.462 v (vss ce )=-0.4620.242=-0.22 v (vs she ) 1点阴极在腐蚀电位下反应的过电位hc=ecor-eec=-0.22(-0.048 )=-0.172 (v )两点代入tafel式的两点由此，得到了两点得分审查教师四、制图问题(一共20分钟)1 .某腐蚀系统(忽略欧姆电阻)的腐蚀电流为icor，假设阳极面积不变，阴极面积变小，腐蚀电流为icor。 在e-i坐标系中描绘变化前、变化后的evans极