腐蚀与防护答案

1、一、填空题 2构成金属表面电化学不均一的主要原因金属化学成分不均一、组织结构不均一、物理状态不均一、表面膜不完整 。3.应力腐蚀发生条件a敏感材料合金易发生b特定的腐蚀介质c拉伸应力。 4.减缓磨损腐蚀的办法是合理设计结构及正确选材与表面处理及电化学保护。 5. 氧化膜要具有保护性必须满足的条件为PBR值大于1；膜具有良好的化学稳定性自愈能力强；膜具有完整性致密、缺陷少；具有一定的强度和塑性，与基体结合牢固 。 6.提高钢的抗氧化性，采用合金化处理或在钢表面形成高熔点氧化物的途径。 8金属耐蚀合金化的途径有提高金属的热力学稳定性 、减弱合金的阳极活性、减弱阴极过程和使合金表面生成电阻大的腐蚀产

2、物膜。 9.用衬里作为防腐蚀，被粘物表面必须满足：有好的润湿性、表面有一定的粗糙度和表面清洁。橡胶衬里整个过程的关键工序消除衬层鼓泡、硫化、衬贴。 11.阳极保护的主要控制参数有临界电流密度ib（致钝电流密度）、 钝化区电位范围EpEop和维钝电流密度ip。12. 钛在王水、氯水中耐蚀是由于其具有很强的自钝性。 13. 高分子材料在溶剂中的溶解性能基本上遵循极性相近原则、溶度参数相近原则、溶剂化原则但聚四氟乙烯虽然也是非极性的，而对于任何极性或非极性的溶剂都不会使其溶解因其极好的耐老化性能而有“塑料王”的美称。 14.杂散电流引起的腐蚀破坏特点形成两个宏观腐蚀电池。 15.合金元素钼的耐蚀特点

3、使合金耐还原性介质腐蚀和抗氯离子引起的点蚀。 16. 生产上为了降低维钝电流密度，常常采用涂料-阳极保护的联合保护。15.均匀腐蚀速度表征法重量法、深度法、电流密度表征法，局部腐蚀速度表征法局部最大腐蚀深度或强度损失法。 20.涂料由成膜物质、颜料、稀释剂、助剂、分散介质组成。 21.金属产生剥蚀的条件：金属具有一定的层状晶粒结构，晶粒尺寸的长度、宽度必须远远大于其厚度要有适当的腐蚀介质。 22. 阳极性镀层对基体的保护是机械保护和电化学保护作用共同作用的结果阴极性镀层的保护作用取决于镀层的完整性和厚度 。 23.镁合金在海水中发生腐蚀时阴极去极化反应为氧去极化腐蚀。 24.有机涂层的保护性在

4、于屏蔽机理、钝化、缓蚀作用 、电化学保护作用25.陶瓷材料具有良好的耐蚀性，腐蚀属于物理作用和化学作用而引起的破坏。 26.工业使用的不锈钢的腐蚀形态有应力腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀 钛合金的腐蚀形态有点蚀、缝隙腐蚀、电偶腐蚀、应力腐蚀、氢脆、焊区腐蚀。 二、名词解释 阳极极化：电流通过腐蚀电池时阳极的电极电位向正方向移动的现象 电极电位：在金属与溶液的界面上进行的电化学反应为电极反应。电极反应导致在金属和溶液的界面上形成双电层双电层两侧的电位差即为电极电位。 平衡电极电位：当金属电极上只有唯一的一种电极反应并且该反应处于平衡状态时金属的溶解速度等与金属离子的沉积速度则建立起电化学平衡该电

5、极具有一个恒定不变的电位值,称为平衡电极电位。钝化：象铁那样的金属或合金在某种条件下由活化态转为钝态的过程称为钝化。 电偶腐蚀：在腐蚀介质中金属与电位更高的另一种金属或非金属导体电连接而引起加速腐蚀称为电偶腐蚀。防治措施1尽可能选用电位差小的金属材料相接触2采用合理的表面处理技术3在接触金属之间进行电绝缘处理4采用阴极保护措施5使用耐蚀材料氢腐蚀：在高温、高压氢环境中氢进入金属产生化学反应导致材料脱碳并在材料中形成裂纹或鼓泡最终使材料料力学性能下降的现象称为氢腐蚀。 杂散电流腐蚀：指直流电源设备漏电进入土壤产生的电流对地下管道、贮罐、电缆等金属设施造成严重的腐蚀破坏。 孔蚀腐蚀：集中在金属合金

6、表面数十微米范围内且向纵深发展的腐蚀形式。 晶间腐蚀的贫铬理论晶间腐蚀是由于晶界析出新相造成晶界附近铬的贫乏化。 塔曼定律：两个组分形成单项固溶体一个电位校正贵金属组分达到n/8原子分数时耐蚀性出现台阶性的突跃。 老化：高分子材料由于环境因素的物理作用、化学作用或生物作用导致其物理化学性能和机械性能逐渐变坏以至最终丧失其使用功能的现象称为高分子材料的腐蚀俗称为老化。高分子材料的腐蚀与金属腐蚀的区别金属材料多发生电化学腐蚀高分子材料的腐蚀破坏是物理或纯化学的作用所致金属是导体腐蚀时多以金属离子溶解进入电解质的形式发生在多数情况下可用电化学腐蚀过程说明高分子材料一般不导电不会以离子的形式溶解其腐蚀

7、过程不能用电化学腐蚀规律解释金属的腐蚀过程大多在金属的表面发生逐步向深处发展而高分子材料周围的介质向材料内渗透扩散是其腐蚀的主要原因同时高分子材料的某些组分也会从材料内部向外扩散溶入介质中。 缓蚀剂：是一种当它以适当的浓度和形式存在于环境介质时可以防止或减缓腐蚀的化学物质或复合物质。 电镀使电解液中的金属离子在直流电的作用下于阴极表面沉积出金属而成为镀层的工过程。化学镀：通过置换或氧化-还原反应来实现盐溶液中的金属离子在被保护金属上沉积。 闭塞电池：由于闭塞的几何条件造成溶液的停滞状态使物质的迁移困难结果使闭塞区内腐蚀条件强化闭塞区内外电化学条件形成很大的差异结果闭塞区内金属表面发生活性溶解腐

8、蚀使孔蚀和缝隙腐蚀以很大的速度扩展。三、简答题1什么是金属腐蚀？常用防腐蚀方法主要有哪些？金属和他所处的环境介质之间发生化学、电化学或物理作用等作用引起金属的质变和破坏称为金属腐蚀。防腐蚀的方法：1合理设计结构与冷热加工工艺2合理选材与开发新材料3环境的处理4电化学保护5表面涂镀层技术6表面改性技术3.金属与溶液界面所形成的双电层有那些类型，金属锌浸入水中所形成的双电层结构如何？ 1金属表层是电子，溶液表层是水化金属阳离子2金属表层是是金属正离子，溶液表层是阴离子，在水中是前者。 4析氢腐蚀和耗氧腐蚀发生的条件分别是什么为什么电位不太正的金属在酸性溶液内都容易发生析氢腐蚀？析氢腐蚀条件：1电解

9、质溶液中必须有H+离子存在2腐蚀电池中的阳极金属电位必须低于氢的析出电EA EH耗氧腐蚀条件：1溶液中必须有氧存在2阳极金属电位必须低于氧的离子化电位即EA EO原因：在同一溶液或相同条件下氧的平衡电位比氢的平衡电位高1.229v耗氧腐蚀较析氢腐蚀更易发生。7.叙述阴极保护原理及其保护技术的设计要点？阴极保护: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(失电子反应)受到抑制。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。设计要点1确定合理的保护度2阳极材料的选择3护屏或辅助阳极的合理配置4要预留保护参数的监测点。8工厂贮存稀硝酸时用不锈钢作贮存槽而装80

10、%的浓硝酸时用铝槽而不用不锈钢作贮存槽为什么？ 不锈钢的耐蚀性不能满足贮存浓硝酸的要求，因为不锈钢对稀硝酸有耐蚀性，但不耐浓硝酸腐蚀，原因是在浓硝酸腐蚀，原因是在浓硝酸中发生过钝化溶解钢种Cr和Cr+6离子形成溶解，而铝具有很好耐蚀性，其自钝化性仅次于钛。10.点蚀的形成机理，并指出点蚀与缝隙腐蚀的异同；简述控制点蚀的技术措施。 形成机理：在钝态金属表面的敏感位置形成蚀孔，蚀孔一旦形成，孔内金属处于活化状态，蚀孔外的金属表面任处于钝态，构成了膜-孔电池。蚀孔内外物质交换困难，孔内介质相对孔外介质成滞流状态，孔内O2浓度继续下降，孔外富氧形成氧浓差电池，加速了孔内不断离子化。点蚀以自催化过程不断

11、发展下去，孔内的酸化，H+去极化的发生及孔外氧去极化的综合作用。加速了孔底金属的溶解速度。使孔不断向纵深迅速发展，严重时可蚀穿金属断面，二次反应在孔口聚集以及水垢导致孔口封密，形成闭塞电池。相同点：耐蚀性依赖于钝态的金属材料在含氯化物的溶液中容易发生造成典型的局部腐蚀。其次孔蚀和缝隙腐蚀成长阶段的机理都可以用闭塞电池自催化效应说明。不同点：1 孔蚀的闭塞区是在腐蚀过程中形成的，闭塞程度较大。而缝隙腐蚀的闭塞区在开始就存在，闭塞程度较小。2孔蚀发生需要活性离子(如Cl-离子)缝隙腐蚀不需要。3孔蚀的临界电位Eb较缝隙腐蚀临界电位Eb高，Eb与Erp之间的差值较缝隙腐蚀小，而且在Eb与Erp之间的

12、电位范围内不形成新的孔蚀只是原有的蚀孔继续成长，但在这个电位范围内缝隙腐蚀既可以发生也可以成长。 11.试述金属氧化的主要动力学规律及氧化膜具备保护性的条件。 动力学规律：1直线规律，不能生成保护性氧化膜2抛物线规律，氧化反应生成致密的厚膜能对金属产生保护作用，氧化速度与膜厚成正比。3对数规律，温度较低时，金属表面上形成薄的氧化膜，足以对氧化过程产生很大的阻滞作用使膜厚增长速度变慢。必要条件：氧化时所生成的金属氧化膜的体积与生成这些氧化膜所消耗的金属的体积之比必须大于1，膜具有完整性充分，1膜要致密、连续、无孔洞、缺陷少2膜要有良好的化学稳定性3膜具有一定强度和塑性4与基体结合牢固生长内应力小

13、膜的自愈能力强。12.以曲线形式表述金属在大气中的腐蚀速率随表面水膜厚度的变化规律 I区域：金属表面只有约几个水分子厚的水膜，没有形成连续的电解质溶液，相当于干的大气腐蚀，腐蚀速度很小。2区域：当金属表面水膜厚度约在1m时形成连续的电解液层，腐蚀速度迅速增加，发生潮的大气腐蚀3区域：水膜厚度增加到1mm时发生湿的大气腐蚀氧通过液膜扩散到金属表面显著困难因此腐蚀速度明显降低。4区域：金属表面水膜厚度大于1mm时相当于金属浸在电解液的腐蚀腐蚀速度基本不变。13.画出典型钝化金属的阳极钝化曲线并指出各特征区和特征点的物理意义。 A-B区活性溶解区金属电极的电流密度随电位升高二增加金属处于活性溶解状态

14、BC区活化-钝化过渡区电极电位达到临界钝化电位Eb时金属表面状态发生突变电位升高电流急剧下降金属由活化态进入钝化太C-D区钝化区金属处于钝态ip基本上与电极电位无关随电位升高金属溶解速度不变D-E区过钝化区阳极电流密度再次随电位升高而增加当超过E0p时金属溶解速度急剧增加可能是由于氧化膜进一步氧化生吃成更高价的可溶性氧化物的缘故。14.常见腐蚀原电池的类型。宏观电池1不同的金属浸在不同的电解质溶液中2不同的金属与同一电解质溶液构成的腐蚀电池3同一种金属浸入同一种电解质溶液中当局部的浓度不同时构成的腐蚀电池即浓差电池微观电池1金属化学成分不均匀构成的微观电池2金属组织不均匀构成的3金属表面的物理

15、状态不均匀构成的。 15.影响大气腐蚀的因素及防止方法？1气候条件湿度 降水量 温度 日照量2大气污染物质 SO2：能强烈促进钢铁的大气腐蚀。盐粒：溶解于金属表面水膜增加吸湿性和导电性氯离子还具有强腐蚀性烟尘 烟尘落在金属表面能吸附腐蚀性物质(炭粒)或在金属表面上形成缝隙增加水汽凝聚防治措施1提高金属材料的耐蚀性2采用有机或无机涂层及金属镀层3采用气象缓蚀剂4降低大气湿度5合理设计构件防止缝隙中存水去除金属表面上的灰尘等。16.电化学腐蚀、化学腐蚀、物理腐蚀的机理差异化学腐蚀材料与周围非电解质之间发生纯化学作用引起的腐蚀损伤。腐蚀反应过程中不伴随电流产生。电化学腐蚀金属和电解质接触时由于腐蚀电池作用而引起的金属腐蚀现象。腐蚀过程中有电流产生。 物理腐蚀金属由于单纯的物理溶解作用所引起破坏。17.影响电化学腐蚀的因素对腐蚀速度的作用。初始电位差电位差越大腐蚀电流密度越大。极化率极化率越小腐蚀