第一章绪论 腐蚀：由于材料与其介质相互作用(化学与电化学)而导致的变质和破坏。 腐蚀控制的方法： 1）、改换材料 2）、表面涂漆/覆盖层 3）、改变腐蚀介质和环境 4）、合理的结构设计 5）、电化学保护 均匀腐蚀速率的评定方法： 失重法和增重法；深度法； 容量法(析氢腐蚀)；电流密度； 机械性能(晶间腐蚀)；电阻性. 第二章电化学腐蚀热力学 热力学第零定律状态函数(温度) 热力学第一定律(能量守恒定律) 状态函数(内能) 热力学第二定律状态函数(熵) 热力学第三定律绝对零度不可能达到 2.1、腐蚀的倾向性的热力学原理 腐蚀反应自发性及倾向性的判据： ?G：反应自发进行 < ?G：反应达到平衡 = ?G：反应不能自发进行 > 注：ΔG的负值的绝对值越大，该腐蚀的自发倾向性越大. 热力学上不稳定金属，也有许多在适当条件下能发生钝化而变得耐蚀. 2.2、腐蚀电池 2.2.1、电化学腐蚀现象与腐蚀电池 电化学腐蚀：即金属材料与电解质接触时，由于腐蚀电池作用而引起金属材料腐蚀破坏. 腐蚀电池(或腐蚀原电池)：即只能导致金属材料破坏而不能对外做工的短路原电 池. 注：1)、通过直接接触也能形成原电池而不一定要有导线的连接； 2)、一块金属不与其他金属接触，在电解质溶液中也会产生腐蚀电池. 丹尼尔电池：(只要有电势差存在) a)、电极反应具有热力学上的可逆性； b)、电极反应在无限接近电化学平衡条件下进行； c)、电池中进行的其它过程也必须是可逆的. 电极电势略高者为阴极 电极电势略低者为阳极 电化学不均匀性微观阴、阳极微观、亚微观腐蚀电池均匀腐蚀
2.2.2、金属腐蚀的电化学历程 腐蚀电池： 四个部分：阴极、阳极、电解质溶液、连接两极的电子导体(即电路) 三个环节：阴极过程、阳极过程、电荷转移过程(即电子流动) 1)、阳极过程氧化反应 ++ - M n M →ne 金属变为金属离子进入电解液，电子通过电路向阴极转移. 2)、阴极过程还原反应 []- -? D D ne +ne → 电解液中能接受电子的物质捕获电子生成新物质. (即去极化剂) 3)、金属的腐蚀将集中出现在阳极区，阴极区不发生可察觉的金属损失，只起到了传递电荷的作用 金属电化学腐蚀能够持续进行的条件是溶液中存在可使金属氧化的去极化剂，而且这些去极化剂的阳极还原反应的电极电位比金属阴极氧化反应的电位高2.2.3、电化学腐蚀的次生过程 难溶性产物称二次产物或次生物质由于扩散作用形成，且形成于一次产物相遇的地方 阳极——[]+n M(金属阳离子浓度) (形成致密对金属起保护作用) 阴极——pH高 2.3、腐蚀电池类型 宏观腐蚀电池、微观腐蚀电池、超微观腐蚀电池 2.3.1、宏观腐蚀电池 特点：a)、阴、阳极用肉眼可看到； b)、阴、阳极区能长时间保持稳定； c)、产生明显的局部腐蚀 1)、异金属(电偶)腐蚀电池——保护电位低的阴极区域 2)浓差电池由于同一金属的不同部位所接触的介质浓度不同所致 a、氧浓差电池——与富氧溶液接触的金属表面电位高而成为阳极区 eg：水线腐蚀——靠近水线的下部区域极易腐蚀 b、盐浓差电池——稀溶液中的金属电位低成为阴极区 c、温差电池——不同材料在不同温度下电位不同 eg：碳钢——高温阳极低温阴极 铜——高温阴极低温阳极 2.3.2、微观腐蚀电池 特点：a)、电极尺寸与晶粒尺寸相近(0.1mm-0.1μm)； b)、阴、阳极区能长时间保持稳定； c)、引起微观局部腐蚀(如孔蚀、晶间腐蚀)
摘要：本文论述了腐蚀的产生机理，从而探讨了防腐蚀的办法。文章介绍了金属腐蚀与腐蚀机理,详细综述了形成保护层、电化学保护法、缓蚀剂法等几种常见腐蚀防护方法的原理以及在金属腐蚀与防腐中的应用和研究进展。 关键词：金属腐蚀防护 金属腐蚀的分类：根据金属腐蚀的反应机理，腐蚀可以分为电化学腐蚀和化学腐蚀。电化学腐蚀是指金属表面与离子导电的介质因发生电化学作用而产生的破坏；化学腐蚀是指金属表面与非电解质直接发生化学作用而引起的破坏。电化学腐蚀是最常见、最普遍的腐蚀,因为只要环境的介质中有水存在,金属的腐蚀就会以电化学腐蚀的形式进行。金属在各种电解质溶液,比如大气、海水和土壤等介质中所发生的腐蚀都属于电化学腐蚀.。环境中引起金属腐蚀的物质主要是氧分子和氢离子,它们分别导致金属的吸氧腐蚀和析氢腐蚀,其中又以吸氧腐蚀最为普遍。 腐蚀给人类社会带来的直接损失是巨大的。20世纪70年代前后，许多工业发达国家相继进行了比较系统的腐蚀调查工作，并发表了调查报告。结果显示，腐蚀的损蚀占全国GNP的1%到5%。这次调查是各国政府关注腐蚀的危害，也对腐蚀科学的发展起到了重要的推动作用。在此后的30年间，人们在不同程度上进行了金属的保护工作。在以后的不同时间各国又进行了不同程度的调查工作，不同时期的损失情况也是不同的。有资料记载，美国1975年的腐蚀损失为820亿美元，占国民经济总产值的4.9%；1995年为3000亿美元，占国民经济总产值的4.21%。这些数据只是与腐蚀有关的直接损失数据，间接损失数据有时是难以统计的，甚至是一个惊人的数字。我国的金属腐蚀情况也是很严重的，特别是我国对金属腐蚀的保护工作与发达的工业国家相比还有一段距离。据2003年出版的《中国腐蚀调查报告》中分析，中国石油工业的金属腐蚀损失每年约100亿人民币，汽车工业的金属腐蚀损失约为300亿人民币，化学工业的金属腐蚀损失也约为300亿人民币，这些数字都属于直接损失。如该报告中调查某火电厂锅炉酸腐蚀脆爆的实例，累计损失约15亿千瓦·时的电量，折合人民币3亿元，而由于缺少供电量所带来的间接损失还没有计算在内。所以说，金属腐蚀的损失是很严重的，必须予以高度的重视。金属腐蚀在造成经济损失的同时，也造成了资源和能源的浪费，由于所报废的设备或构件有少部分是不能再生的，可以重新也冶炼再生的部分在冶炼过程中也会耗费大量的能源。目前世界上的资源和能源日益紧张，因此由腐蚀所带来的问题不仅仅只是一个经济损失的问题了。腐蚀对金属的破坏，有时也会引发灾难性的后果，此方面的例子太多了，所以对金属腐蚀的研究是利国利民的选择。由于世界各国对于腐蚀的危害有了深刻的认识，因此利用各种技术开展了金属腐蚀学的研究，经过几十年代努力已经取得了显著的成绩。 金属防护的方法： 改善金属的本质根据不同的用途选择不同的材料组成耐蚀合金，或在金属中添加合金元素，提高其耐腐蚀性，可以防止或减缓金属的腐蚀。例如，在钢中加入镍制成不锈钢可以增强防腐蚀能力。 在金属表面形成保护层在金属表面覆盖各种保护，把被保护金属与腐蚀性介质隔开，是防止金属腐蚀的有效方法[3]。工业上普遍使用的保护层有非金属保护层和金属保护层两大类。它们是用化学方法、物理方法和电化学方法实现的。该法就是使金属表面形成转化层和加上一层坚固的保护层，达到隔离大气保护金属的目的.如对金属表面实施电镀、化学镀以及氧化、磷化处理等，可使金属表面覆盖一层耐腐蚀的保护层;也可以对金属表面氮化。
金属腐蚀与防护试卷1 一、解释概念:（共8分，每个2分） 钝性，碱脆、SCC、缝隙腐蚀 二、填空题：（共30分，每空1分） 1．称为好氧腐蚀，中性溶液中阴极反应为，好氧腐蚀主要为控制，其过电位与电流密度的关系为。 2．在水的电位-pH图上，线?表示关系，线?表示关系，线?下方是的稳定存在区，线?上方是的稳定存在区，线?与线?之间是的稳定存在区。 3．热力系统中发生游离CO2腐蚀较严重的部位是，其腐蚀特征是，防止游离CO2腐蚀的措施是，运行中将给水的pH值控制在范围为宜。 4．凝汽器铜管在冷却水中的脱锌腐蚀有和形式。淡水作冷却水时易发生脱锌，海水作冷却水时易发生脱锌。 5．过电位越大，金属的腐蚀速度越，活化极化控制的腐蚀体系，当极化电位偏离E corr足够远时，电极电位与极化电密呈关系，活化极化控制下决定金属腐蚀速度的主要因素为、。 ) 6．为了防止热力设备发生氧腐蚀，向给水中加入，使水中氧含量达到以下，其含量应控制在，与氧的反应式为，加药点常在。 7．在腐蚀极化图上，若P c>>P a，极极化曲线比极极化曲线陡，这时E corr值偏向电位值，是控制。 三、问答题：（共24分，每小题4分） 1．说明协调磷酸盐处理原理。 2．自然界中最常见的阴极去极化剂及其反应是什么 3．锅炉发生苛性脆化的条件是什么 4．凝汽器铜管内用硫酸亚铁造膜的原理是什么 5．说明热力设备氧腐蚀的机理。 6．说明腐蚀电池的电化学历程，并说明其四个组成部分。 /
四、计算：（共24分， 每小题8分） 1．在中性溶液中，Fe +2=106-mol/L ，温度为25℃，此条件下碳钢是否发生析氢腐蚀并求出碳钢在此条件下不发生析氢腐蚀的最小pH 值。（E 0Fe 2+/Fe = - ） 2．写出V -与i corr 的关系式及V t 与i corr 的关系式，并说明式中各项的物理意义。 3．已知铜在含氧酸中和无氧酸中的电极反应及其标准电极电位： Cu = Cu 2+ + 2e E 0Cu 2+/Cu = + H 2 = 2H + + 2e E 02H +/H = 2H 2O = O 2 + 4H + + 4e E 0O 2/H 2O = + 问铜在含氧酸和无氧酸中是否发生腐蚀 五、分析：（共14分，每小题7分） 1．试用腐蚀极化图分析铁在浓HNO 3中的腐蚀速度为何比在稀HNO 3中的腐蚀速度低 { 2. 炉水协调磷酸盐-pH 控制图如图1，如何根据此图实施炉水水质控制，试分析之。 (25 15 20 pH o C) 9.809.609.409.209.008.80 2 3 4 5 6 7 8 9 10 R =2.8R =2.6 R =2.4R =2.3R =2.2R =2.1
《液压与气动技术》随堂练习题 绪论 一、单项选择题 1. 液压与气压传动是以流体的（）的来传递动力的。 A．动能 B. 压力能 C. 势能 D. 热能 2. 液压与气压传动中的工作压力取决于（）。 A. 流量 B. 体积 C. 负载 D. 其他 二、判断题（在括弧内，正确打“○”，错误打“×”） 1. 液压与气压传动中执行元件的运动速度只取决于输入流量的大小，与压力无关。（） 2. 液压与气压传动中的功率P等于压力p与排量V的乘积。（） 第一章液压传动基础知识 一、单项选择题 1. 液压与气压传动的工作原理是基于（）。 A. 能量守恒定律 B. 动量定理 C. 质量守恒定律 D. 帕斯卡原理 2. 流体的粘度随温度变化，对于液体，温度升高，粘度（）。
A. 下降 B. 增大 C. 不变 D. 其他 3. 流体的粘度随温度变化，对于气体，温度升高，粘度（）。 A. 下降 B. 增大 C. 不变 D. 其他 4. 流量连续性方程是（）在流体力学中的表达形式。 A. 能量守恒定律 B. 动量定理 C. 质量守恒定律 D. 帕斯卡原理 5. 伯努利方程是（）在流体力学中的表达形式。 A. 能量守恒定律 B. 动量定理 C. 质量守恒定律 D. 帕斯卡原理 6. 液体流经薄壁小孔的流量与孔口面积的（）和小孔前后压力差的（）成正比。 A. 一次方 B. 1/2次方 C. 二次方 D. 三次方 7. 牌号L-HL-46的国产液压油，数字46表示在（）下该牌号液压油的运动粘度为46Cst。 A. 20℃ B. 50℃ C. 40℃ D. 0℃ 8. 液压阀，阀的额定流量为q n，额定工作压力为p n，流经阀的额定流量时的压力损失为?p。当流经阀的流量为q n/3，其压力损失为( )。 A. ?p/3 B. ?p/2 C. ?p D. ?p/9
《金属腐蚀理论及腐蚀控制》 习题解答 第一章 1.根据表1中所列数据分别计算碳钢和铝两种材料在试验介质中的失重腐蚀速度V- 和年腐蚀深度V p，并进行比较，说明两种腐蚀速度表示方法的差别。 解：由题意得： （1）对碳钢在30%HNO3( 25℃)中有： Vˉ=△Wˉ/st =(18.7153-18.6739)/45×2×(20×40＋20×3＋40×30)×0.000001 =0.4694g/ m?h 又有d=m/v=18.7154/20×40×0.003=7.798g/cm2?h Vp=8.76Vˉ/d=8.76×0.4694/7.798=0.53mm/y 对铝在30%HNO3(25℃)中有： Vˉ=△Wˉ铝/st =(16.1820-16.1347)/2×(30×40＋30×5＋40×5)×45×10-6
=0.3391g/㎡?h d=m铝/v=16.1820/30×40×5×0.001=2.697g/cm3 说明：碳钢的Vˉ比铝大，而Vp比铝小，因为铝的密度比碳钢小。 （2）对不锈钢在20%HNO3( 25℃)有： 表面积S=2π×2 .0＋2π×0.015×0.004=0.00179 m2 015 Vˉ=△Wˉ/st=(22.3367-22.2743)/0.00179×400=0.08715 g/ m2?h 试样体积为：V=π×1.52×0.4=2.827 cm3 d=W/V=22.3367/2.827=7.901 g/cm3 Vp=8.76Vˉ/d=8.76×0.08715/7.901=0.097mm/y 对铝有：表面积S=2π×2 .0＋2π×0.02×0.005=0.00314 m2 02 Vˉ=△Wˉ/st=(16.9646-16.9151)/0.00314×20=0.7882 g/ m2?h 试样体积为：V=π×2 2×0.5=6.28 cm3 d=W/V=16.9646/6.28=2.701 g/cm3 Vp=8.76Vˉ/d=8.76×0.7882/2.701=2.56mm/y 试样在98% HNO3(85℃)时有： 对不锈钢：Vˉ=△Wˉ/st =(22.3367-22.2906)/0.00179×2=12.8771 g/ m2?h Vp=8.76Vˉ/d=8.76×12.8771/7.901=14.28mm/y 对铝：Vˉ=△Wˉ/st=(16.9646-16.9250)/0.00314×40=0.3153g/ m2?h Vp=8.76Vˉ/d=8.76×0.3153/2.701=1.02mm/y 说明：硝酸浓度温度对不锈钢和铝的腐蚀速度具有相反的影响。
《液压与气动》教学大纲 课程名称：《液压与气动》 课程性质：专业任选课 学时学分：80学时 先修课程：《机械设计基础》 适用专业：模具设计与制造 一、课程性质、目的和要求 《液压传动与气动》课程是模具设计与制造专业的专业任选课之一。本课程的教学任务是：通过对本课程的学习，使学生能够熟悉的掌握液压与气压传动的基础知识、液压元件、液压基本回路和系统，气源装置、气动元件、气动基本回路和系统，熟悉掌握液压系统的安装、使用和故障的排除方法，为学生毕业后能尽快的适应工作，成为应用性专门人才，打下一个良好的基础。通过本课程的学习，使学生在了解液压与气压传动的基础知识和应用上达到以下要求： 1、熟悉液压与气压传动的基础知识； 2、了解液压元件、液压基本回路和系统； 3、了解气源装置和气动元件、气动基本回路和系统； 4、掌握液压与气压传动系统的组成，掌握液压与气动元件的结构、原理和性能； 5、熟悉液压与气压系统常见故障判断与维修。 二、课程内容 (一)课程重点与难点 课程重点：液压与气压传动的基础知识，液压与气动元件的的结构、原理和性能， 液压与气压传动系统的组成。 课程难点：液体动力学连续性方程和伯努利方程、液压和气动基本回路、液压系统的安装、使用和维修。 (二)课程内容 绪论 1.液压与气压传动研究的对象 2.液压与气压传动的工作原理 3.液压与气压传动系统的组成 4.液压与气压传动的优缺点 5.液压与气压传动的应用及发展 第一章液压传动基础知识 1.液压传动工作介质 2.液体静力学 3.定常管流的压力损失计算 4孔口和缝隙流动 第二章液压动力元件 1.液压泵概述 2.齿轮泵 3.叶片泵 4.柱塞泵
腐蚀与防护试题 1化学腐蚀的概念、及特点 答案：化学腐蚀：介质与金属直接发生化学反应而引起的变质或损坏现象称为金属的化学腐蚀。 是一种纯氧化-还原反应过程，即腐蚀介质中的氧化剂直接与金属表面上的原子相互作用而形成腐蚀产物。在腐蚀过程中，电子的传递是在介质与金属之间直接进行的，没有腐蚀电流产生，反应速度受多项化学反应动力学控制。 归纳化学腐蚀的特点 在不电离、不导电的介质环境下 反应中没有电流产生，直接完成氧化还原反应 腐蚀速度与程度与外界电位变化无关 2、金属氧化膜具有保护作用条件，举例说明哪些金属氧化膜有保护作用，那些没有保护作用，为什么？ 答案：氧化膜保护作用条件： ①氧化膜致密完整程度；②氧化膜本身化学与物理稳定性质；③氧化膜与基体结合能力；④氧化膜有足够的强度 氧化膜完整性的必要条件：PB原理：生成的氧化物的体积大于消耗掉的金属的体积，是形成致密氧化膜的前提。 PB原理的数学表示： 反应的金属体积：V M = m/ρ m-摩尔质量 氧化物的体积： V MO = m'/ ρ ' 用? = V MO/ V M = m' ρ /（ m ρ ' ） 当? > 1 金属氧化膜具备完整性条件 部分金属的?值 氧化物?氧化物?氧化物? MoO3 3.4 WO3 3.4 V2O5 3.2 Nb2O5 2.7 Sb2O5 2.4 Bi2O5 2.3 Cr2O3 2.0 TiO2 1.9 MnO 1.8 FeO 1.8 Cu2O 1.7 ZnO 1.6 Ag2O 1.6 NiO 1.5 PbO2 1.4 SnO2 1.3 Al2O3 1.3 CdO 1.2 MgO 1.0 CaO 0.7 MoO3 WO3 V2O5这三种氧化物在高温下易挥发，在常温下由于?值太大会使体积膨胀，当超过金属膜的本身强度、塑性时，会发生氧化膜鼓泡、破裂、剥离、脱落。 Cr2O3 TiO2 MnO FeO Cu2O ZnO Ag2O NiO PbO2 SnO2 Al2O3 这些氧化物在一定温度范围内稳定存在，?值适中。这些金属的氧化膜致密、稳定，有较好的保护作用。 MgO CaO ?值较小，氧化膜不致密，不起保护作用。 3、电化学腐蚀的概念，与化学腐蚀的区别 答案：电化学腐蚀：金属与介质发生电化学反应而引起的变质与损坏。 与化学腐蚀比较： ①是“湿”腐蚀 ②氧化还原发生在不同部位 ③有电流产生 ④与环境电位密切相关
[连载]《液压与气动技术》第六章液压基本回路（1） 所谓基本回路就是能够完成某种特定控制功能的液压元件和管道的组合。例如用来调节液压泵供油压力的调压回路，改变液压执行元件工作速度的调速回路等都是常见的液压基本回路，所谓全局为局部之总和，因而熟悉和掌握液压基本回路的功能，有助于更好地分析、使用和设计各种液压传动系统。 第一节压力控制回路 压力控制回路是利用压力控制阀来控制系统整体或某一部分的压力，以满足液压执行元件对力或转矩要求的回路，这类四路包括调压、减压、增压、卸荷和平衡等多种回路。 一、调压回路 功用：使液压系统整体或部分的压力保持恒定或不超过某个数值。 在定量泵系统中，液压泵的供油压力可以通过溢流阀来调节。在变量泵系统中，用安全阀来限定系统的最高压力，防止系统过载。若系统中需要二种以上的压力，则可采用多级调压回路。 （1）单级调压回路 如图4-16a所示，在液压泵1出口处设置并联的溢流阀2，即可组成单级调压回路，从而控制了液压系统的最高压力值。
（2）二级调压回路 如图6-1a，可实现两种不同的压力控制。
（3）多级调压回路如图6-1b所示的由溢流阀1、2、3分别控制系统的压力，从而组成了三级调压回路。在这种调压回路中，阀2和阀3的调定压力要小于阀1的调定压力，但阀2和阀3的调定压力之间没有什么一定的关系。
? 二、减压回路 减压回路的功用是使系统中的某一部分油路具有较低的稳定压力。最常见的减压回路通过定值减压阀与主油路相连，如图6－2所示。回路中的单向阀供主油路压力降低（低于减压阀调整压力）时防止油液倒流，起短时保压之用。减压回路中也可以采用类似两级或多级调压的方法获得两级或多级减压，图6－2b所示为利用先导型减压阀1的远控口接一远控溢流阀2，则可由阀1、阀2各调得一种低压，但要注意，阀2的调定压力值一定要低于阀1的调定压力值。
液压与气动技术习题集解答 绪论 一．填空题 1．压力能，动能。液压，液力。 2．动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件、工作介质；动力元件、执行元件。 3．液压，液力，液力，液压。 4．半结构式，图形符号，图形符号。 5．翻转，控制油路。 6．压力能，静。 7．帕斯卡定律，流量，负载，压力损失。 8．能容量大能实现严格的传动比且传动平稳，阻力损失和泄漏较大，不能得到严格的传动比。 9．没有严格的传动比。 二．判别题 1、对。 2、错。 3、对。 三．分析题 1．液压系统的组成部分及各部分的作用如下： 动力元件：将机械能转换成液压能 执行元件：将液压能转换成机械能 控制元件：控制液体的压力、速度和方向 辅助元件：除上述作用以外的辅助作用 2、液压传动与机械传动、电传动相比如下优点： 能容量大，能实现无级调速，传动平稳，易实现过载保护和自动化要求。 第一章液压流体力学基础 一．填空题 1．较大，泄漏；较大。 2．小，摩擦损失，泄漏。 3．μ，单位速度梯度，液层单位接触面积。 4．单位速度梯度下，液层单位接触面积上的牛顿内摩擦力，Pa·S，动力粘度与密度的比值，cSt，降低。 5．曲面在该方向投影面积。 6．帕斯卡。 7．0.46×105 Pa ，-0.55×105 Pa 。 8．P=P0+ρgh；静止液体中任一质点具有压力能和势能两种形式的能量，且它们可互相转换其总和不变。 9．没有粘性，不可压缩。 10．压力能，动能，势能，恒量，米。 11．小，气穴。 12．局部阻力损失ΔP，产生一定流速所需的压力，把油液提升到高度h所需的压力，增大，0.5m。 13．层流；紊流；雷诺数。 14．粘性；沿程压力；局部压力。
第三单元金属的腐蚀与防护 知能定位 1.了解金属腐蚀的原因，能辨别金属发生腐蚀的类型。 2.了解金属电化学腐蚀的原因及反应原理。 3.了解金属防护的一般方法及金属的电化学防护的原理。 情景切入 铁生锈的现象随处可见，为什么铁在潮湿的环境中容易生锈？采取什么措施可以防止铁生锈呢？ 自主研习 一、金属的电化学腐蚀 1.金属腐蚀 （1）定义 金属或合金与周围环境中的物质发生化学反应而腐蚀损耗的现象。 （2）实质 金属失去电子被氧化。 （3）类型 ①化学腐蚀：指金属与其他物质直接接触发生氧化还原反应而引起的腐蚀。腐蚀过程中无电流产生。 ②电化学腐蚀：指不纯的金属或合金发生原电池反应，使较活泼的金属失去电子被氧化而引起的腐蚀。 2.电化学腐蚀 （1）吸氧腐蚀：钢铁表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性时，氧气参加电极反应，发生吸氧腐蚀。 负极： 2Fe==4e-+2Fe2+； 正极： 2H2O+O2+4e-==4OH-； 总反应： 2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH) 2。 最终生成铁锈（主要成分为Fe2O3·xH2O），反应如下： 4Fe(OH) 2+O2+2H2O==4Fe(OH) 3； 2Fe(OH) 3==Fe2O3·xH2O+(3-x)H2O。 (2)析氢腐蚀：金属表面的电解质溶液酸性较强，腐蚀过程中不断有H2放出。 负极： Fe==Fe2++2e-； 正极： 2H++2e-==H2↑; 总反应：Fe+2H+==Fe2++H2↑。 二、金属的电化学防护 1.金属的防护 （1）本质：阻止金属发生氧化反应。 （2）方法 ①改变金属内部结构，如制成合金等。 ②加防护层，如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀等。 ③电化学防护 2.电化学防护
金属腐蚀与防护实验指导书 课程编号：03030101 适用专业：金属材料工程专业 课程类别：专业教育课程 郝小军徐宏妍编
实验一 金属极化曲线测试 一、目的要求 1、掌握恒电位法测定阳极极化曲线的原理和方法。 2、绘制并比较一般金属（镁合金）和有钝化性能（铝合金、不锈钢）的金属的阳极极化曲线的异同，初步掌握有钝化性能的金属在腐蚀体系中的临界孔蚀电位的测定方法。 3、通过阳极极化曲线的测定，判定实施阳极保护的可能性，初步选取阳极保护的技术参数，了解击穿电位和保护电位的意义。 4、掌握恒电位仪的使用方法，了解恒电位技术在腐蚀研究中的重要作用。 二、基本原理 阳极电位和电流的关系曲线叫做阳极极化曲线。为了判定金属在电解质溶液中采取阳极保护的可能性，选择阳极保护的三个主要技术参数——致钝电流密度、维钝电流密度和钝化区的电位范围，需要测定阳极极化曲线。 阳极极化曲线可以用恒电位法和恒电流法测定。图1是一条较典型的阳极极化曲线。 一般金属（镁合金）的阳极极化曲线为ax 曲线。对有钝化性能的金属（铝合金、不锈钢），曲线abcdef 是恒电位法（即维持电位恒定， 测定相应的电流值）测得的阳极极化曲线。当电位从a 逐渐向正移动到到b 点时，电流也随之增加到b 点，当电位过b 点以后，电流反而急剧减小，这是因为在金属表面上生成了 一层高电阻耐腐蚀的钝化膜，钝化开始发生。人为控制电位的增高，电流逐渐衰减到c 。在c 点之后，电位若继续增高，由于金属完全进 入了钝态，电流维持在一个基本不变的很小的值——维钝电流。当使电位增高到d 点以后，金属进入了过钝化状态，电流又重新增大。从 a 点到 b 点的范围叫活性溶解区，从b 点到c 点叫钝化过渡区，从c 点到d 点叫钝化稳定区， 过d 点以后叫过钝化区。对应于b 点的电流密度叫致钝电流密度，对应于cd 段的电流密度叫维钝电流密度。 若把金属作为阳极，通以致钝电流使之钝化，再用维钝电流去保护其表面的钠化膜，可使金属的腐蚀速度大大降低，这就是阳极保护的原理。 用恒电流法测不出上述曲线的bcde 段。在金属受到阳极极化时其表面发生了复杂的变化，电极电位成为电流密度的多值函数，因此当电流增加到b 点时，电位即由b 点跃增到很正的e 点，金届进入了过钝化状态，反映不出金属进入钝化区的情况。由此可见只有用恒电位法才能测出完整的阳极极化曲线。 本实验采用恒电位仪逐点恒定阳极电位，同时测定对应的电流值，并在半对数坐标上绘成E-i 曲线，即为恒电位阳极极化曲线。 E ,m V i ,mA/cm 2 图1 阳极极化曲线 有钝化性能的金属： abcdef ——恒电位法测定；abef ——恒电流法测定 一般金属：ax 曲线
上海开放大学开放本科（专科起点）机械电子工程专业 《液压与气动技术》（补）教学大纲 （2013-1审定） 第一部分课程的性质、目的与任务 一、课程的性质、目的与任务 本课程是机械电子工程专业学生的补修课程，本课程的任务是使学生掌握液压技术、气动技术的基本理论和基础知识。学会液压、气动控制系统的组成原理，性能特点，为从事自动化系统设计及使用维护方面打下基础。 二、先修后续课程 先修课程：《机械技术基础》、《可编程序控制器及应用》； 后续课程：《毕业设计》。 第二部分教学内容与要求 第一章绪论 2学时 一、教学要求 1．掌握液压、气压传动的工作原理 2．掌握液压传动中两个重要参数压力，流量及其相互关系 3．了解液压、气压传动的优缺点及应用发展 二、内容要点 1．液压、气压传动的特点、原理和组成 2．液压传动中两个重要参数压力，流量及其相互关系 3．液压、气压传动的优缺点及应用发展 三、教学重点和难点 液压、气压传动的原理、特点、组成和作用 第一篇液压传动基础 第二章液压传动流体力学基础 10学时 一、教学要求 1．了解液压油的主要性质与选用 2．掌握静力学基本方程、连续性方程、伯努利方程 3．掌握管路压力损失计算 4．掌握孔口液流特性 5．了解液压冲击及空穴现象
二、内容要点 1．液压油的主要性质与选用 2．液体静力学基础 （1）静压力及性质（2）静力学基本方程（3）静压力对固体壁面的作用力 3．液体动力学基础 （1）基本概念（2）连续性方程（3）伯努利方程（4）动量方程 4．管路压力损失计算 （1）流体的流动状态（2）沿程及局部压力损失（3）管路系统压力损失计算 5．孔口及缝隙流动特性 （1）孔口液流特性（2）缝隙液流特性 6．液压冲击及空穴现象 （1）液压冲击（2）空穴现象 三、教学重点和难点 静力学基本方程、连续性方程、伯努利方程，管路压力损失计算，孔口液流特性。第三章液压动力元件 6学时 一、教学要求 1．掌握泵的基本工作原理、主要性能参数、分类 2．了解各种泵的结构与工作原理 二、内容要点 1．概述 （1）泵的基本工作原理（2）主要性能参数（3）分类 2．齿轮泵 （1）外啮合齿轮泵（2）内啮合齿轮泵 3．叶片泵与叶片马达 （1）单作用叶片泵（2）双作用叶片泵（3）限压式变量叶片泵 4．柱塞泵 （1）轴向柱塞泵（2）径向柱塞泵 5．液压泵的性能比较及应用 6．液压泵的安装、常见故障及排除方法 三、教学重点和难点 泵的基本工作原理、主要性能参数
\ 《液压与气动》课程标准 一、课程基本信息 二、课程性质及与其他课程的分工与联系 本课程是高职教育类机械制造及其自动化专业、数控技术、机电一体化专业、电气自动化专业等相关专业二年级学生开设的职业技术课。 通过本课程的学习，使学生掌握液压与气压传动的基础知识和基本计算方法，掌握液压与气动元件的的工作原理、特点及应用，熟悉液压与气压传动系统的组成以及在设备和生产线上的应用。能正确选用和使用液压与气动元件，并熟练地绘制出液压与气动回路图。掌握液压及气动系统的基本操作规程，能对液压与气动系统进行基本设计、安装、调试和维护，能对基本系统进行简单的故障分析与排除。 先修课程：《机械制图》、《机械设计基础》、《电工技术》、《电气控制与PLC应用》、《传感器技术》。
后续功能：为课程设计、毕业设计及毕业后所从事的专业工作打下坚实的基础。 三、： 四、课程目标与基本要求 1.课程目标 通过本课程的学习，使学生系统地掌握液压与气压传动的基础知识，基本原理和基本计算方法；初步具备机电一体化产品开发设计及技术改造的能力，具备简单机电设备的安装调试、维修的能力；认识到这门技术的实用价值，增强应用意识；逐步培养学生学习专业知识的能力以及理论联系实际的能力，为学习后继课程和进一步学习现代科学技术打下专业基础；同时培养学生的创新素质和严谨求实的科学态度以及自学能力。 2.基本要求 知识要求： 掌握液压系统的组成、液压传动的工作原理和特点；掌握液体静压力的概念及表示方法；理解连续性方程的物理意义；了解液压系统中压力及流量损失产生的原因；了解液压冲击和空穴现象；了解液压油的性质。 掌握液压泵的工作原理、熟悉液压泵的主要参数、能够正确地选用泵；掌握液压缸的工作原理和结构特点、掌握液压缸的推力和速度计算方法；熟练掌握液压泵、液压马达和液压缸的职能符号。 熟练掌握换向阀的功能、工作原理、结构、操纵方式和常用滑阀中位机能特点；掌握单向阀、液控单向阀结构和工作原理；熟悉溢流阀、减压阀、顺序阀、压力继电器的结构、工作原理及应用，熟悉各压力阀的异同之处；熟悉节流阀与调速阀的工作原理及应用；了解叠加阀与插
腐蚀与防护试题 1、Fe—H2O的E—pH图说明该钢铁的防腐应用。 金属的E—pH图的应用 预计一定条件下的金属腐蚀行为；反应金属自发腐蚀热力学倾向；指明金属实施保护的可能性与方向。总结E—pH图的规律：上腐蚀、下稳定、两边（左右）腐蚀、中间钝化。常见金属在中性介质中都比较稳定。 应用举例：当一定环境条件时，通过调整酸度可使其进入钝化区；实行阴极保护可使其进入保护区。 2、 3、大阴极小阳极会加速腐蚀速率 如钢管的氧化膜是金属热轧后与空气反应生成蓝黑色氧化铁层。该氧化层不仅比金属目材还硬，而且相对于目材金属他是阴极，而目材纯金属相对是阳极。腐蚀纯金属阳极来保护相对是阴极氧化皮地坪漆。如果大面积氧化皮之中有破损，破损部位是阳极，周围的氧化皮就是阴极，这就形成了大阴极小阳极。大阴极小阳极会加速腐蚀速率。 如果储罐的底部有泥沙沉积，泥沙和钢接触的部位氧气含量就很低，而泥沙周围的钢的表面氧气含量就相对很高。氧气含量高的区域相对其他氧气含量低位置是阴极，氧气含量低的位置就相对是阳极，从而形成氧气浓度电池，促进氧气含量低的位置的腐蚀。 相互搭接的表面，开裂涂层的下面阴极保护，空洞位置等都会形成氧气浓度腐蚀电池，腐蚀也都很快，因为在他们四周氧气含量相对都很高。 4、腐蚀极化图说明其应用。 腐蚀极化图是一种电位—电流图，它是把表征腐蚀电池特征的阴、阳极极化曲线画在同一张图上构成的。 腐蚀极化图的应用 （1）极化图用于分析腐蚀速度的影响因素 (a)腐蚀速度与腐蚀电池初始电位差的关系：腐蚀电池的初始电位差（EO,C- EO,A )，是腐蚀的原动力；（例氧化性酸对铁的腐蚀；不同金属平衡电位对腐蚀电流的影响） (b)极化性能对腐蚀速度的影响：若腐蚀电池的欧姆电阻很小，则极化性能对腐蚀电流有很大的影响；（例钢在非氧化酸中的腐蚀极化图） (c)溶液中含氧且及络合剂对腐蚀速度的影响；（例铜在含氧酸及氰化物中腐蚀极化图） (d)其他影响腐蚀速度的因素，如阴、阳极面积比和溶液电阻等。 （2）腐蚀速度控制因素：阳极控制、阴极控制、混合控制和欧姆控制。 5、阳极型缓蚀剂 阳极型缓蚀剂多为无机强氧化剂，如铬酸盐、钼酸盐、钨酸盐、钒酸盐、亚硝酸盐、硼酸盐等。它们的作用是在金属表面阳极区与金属离子作用，生成氧化物或氢氧化物氧化膜覆盖在阳极上形成保护膜。这样就抑制了金属向水中溶解。阳极反应被控制，阳极被钝化。硅酸盐也可归到此类，它也是通过抑制腐蚀反应的阳极过程来达到缓蚀目的的。因此有时又被称作阳极型缓蚀剂或危险型缓蚀剂，阳极型缓蚀剂要求有较高的浓度，以使全部阳极都被钝化，一旦剂量不足，将在未被钝化的部位造成点蚀。 1化学腐蚀的概念、及特点
第一章 1-1 液压系统通常都由那些部分组成？各部分的主要作用是什么？ 1-2 选用液压油主要应考虑那些因素？ 1-3 液压系统中压力的含义是什么?压力的单位是什么？ 1-4 液压系统中压力是怎么样形成的？压力大小取决于什么？ 1-5 写出理想液体的伯努利方程，并说明它的物理意义。 1-6 如图1-22所示的连通器，中间有一活动隔板T ，已知活塞面积m 101231-?=A ， m 1052 32-?=A ，N F 1001=，N G 1000=，活塞自重不记，问： （1） 当中间用隔板T 隔断时，连通器两腔压力p 1、p 2各是多少？ （2） 当把中间隔板抽取，使连通器连通时，两腔压力 p p 2 1、各是多少? 力1F 能否顶起重物G? 1-7 如图1-23所示，一流量计在截面1-1、2-2处的流通面积分别为A 1、A 2，测压管读数差为h ?，求通过管路的流量Q 。 第二章 2-1 液压传动中常用的液压泵按结构分为哪些类型？ 2-2 如果与液压泵吸油口相同的油箱是完全封闭的，不与大气相通，液压泵能否正常工作？ 2-3 什么叫液压泵的工作压力、最高压力和额定压力？三者有何关系？ 2-4 什么叫液压泵的排量、流量、理论排量、实际排量和额定流量？它们之间有什么关系？ 2-5 齿轮泵的密封容积是怎样形成的？ 2-6 什么是困油现象？外啮和齿轮泵、双作用叶片泵和轴向柱塞泵存在困油现象吗？它们是如何消除困油现象的影响的？ 2-7 某液压泵的输出压力5pa M ，排量为10mL/r ，机械效率为0.95，容积效率为0.9，当转速为1000r/min 时，泵的输出功率和驱动泵的电动机功率各为多少？ 2-8 某液压泵的转速为950r/min ，排量为168mL/r ，在额定压力为29.5pa M 和同样转速下，测得的实际流量为150L/min ，额定工作情况下的总效率为0.87，求： （1）泵的理论流量。 （2）泵的容积效率和机械效率。 （3）泵在额定工作情况下，所需的电动机驱动功率。 2-9 已知液压泵的输出压力P 为10pa M ，泵的排量V 为100mL/r ，转速n 为1450r/min ，容积效率ηv 为0.95，机械效率ηm 为0.9.计算： （1）该泵的实际流量Q ;
金属材料的腐蚀与防护 金属材料在周围介质作用下发生化学和电化学作用而引起的破坏称为金属材料的腐蚀，如铜发绿锈、铝生白斑点、铁生锈等。除少数贵金属（如金、铂）外，各种金属都有转变成离子的趋势，即金属腐蚀是自发的普遍存在的现象。 金属被腐蚀后，在外形、色泽以及机械性能方面都将发生变化，造成设备破坏、管道泄漏、产品污染，酿成燃烧或爆炸等恶性事故以及资源和能源的严重浪费，这些损失比设备的价值通常要大得多。世界上每年被完全腐蚀的钢铁约占当年钢产量的10%，就中国而言，每年被完全腐蚀的钢铁达1000多万吨，约相当于一个宝钢的年产量。据不完全统计，中国2000年腐蚀造成的损失为5000多亿元人民币，占中国当年国民生产总值的5%，比当年遭受的自然灾害的总和要大得多，大约为4倍左右。材料的腐蚀严重阻碍科学技术的发展，许多新工艺研制出来后，由于腐蚀问题得不到解决而迟迟不能大规模工业化生产，如由氨与二氧化碳合成尿素工艺早在1915年就试验成功，一直未能工业化生产，直到1953年，在发明了设备的耐蚀材料（316L不锈钢）后，才得以大规模生产。因此，研究腐蚀机理，采取防护措施，对经济建设有着十分重大的意义。 10．1．2腐蚀的类型 由于金属材料腐蚀机理较复杂，因此腐蚀的分类方法很多。 （1）按腐蚀反应的机理分类 ○1化学腐蚀化学腐蚀是指金属材料与干燥的气体或非电解质溶液发生化学作用而引起的腐蚀，如金属在铸造、锻造、热处理过程中发生的高温氧化，各种管式炉的炉管受高温氧化以及金属在苯、含硫石油、乙醇等非电解质中的腐蚀。化学腐蚀的特征是只有氧化－还原反应，无电流产生。化学腐蚀通常为干腐蚀，腐蚀速率较小。 化学腐蚀后若能形成致密、牢固的表面膜，则可阻止外部介质继续渗入，起到保护金属的作用。如铝与氧形成Al2O3、铬与氧形成Cr2O3等都属于这种表面膜。 ○2电化学腐蚀电化学腐蚀是指金属与电解质溶液发生电化学作用而引起的腐蚀，如金属在酸、碱、盐溶液、土壤、海水中的腐蚀。电化学腐蚀时，介质与金属的相互作用被分为阳极反应和阴极反应两个独立过程。阳极反应过程是金属原子直接转移到溶液中，形成水合金属离子或溶剂化金属离子；阴极反应过程是留在金属内的过量电子被溶液中的电子接受体或去极化剂接受而发生还原反应。电化学腐蚀的特征是腐蚀过程中有电流产生，腐蚀速率比化学腐蚀大得多。 （2）按腐蚀形态分类 ○1全面腐蚀全面腐蚀是材料表面较均匀地遭受腐蚀，如非合金钢在强酸、强碱中发生的腐蚀。这是一种质量损失较大而危险性相对较小的腐蚀，可按腐蚀前后质量变化或腐蚀深度变化来计算腐蚀率。 ○2局部腐蚀局部腐蚀是指金属的局部区域产生的腐蚀，由于这种腐蚀的分布、深度很不均匀，常在整个设备较好的情况下，发生局部穿孔或破裂，且不易发现，所以危害性很大。常见的局部腐蚀将于10．3节介绍。 （3）按腐蚀的环境分类 按腐蚀的环境分类可分为大气腐蚀、水和蒸汽腐蚀、土壤的腐蚀及化学介质腐蚀等。 10．2金属材料防护的基本措施 为了防止和减轻金属材料的腐蚀，应采取一定的防腐措施。常用的防腐基本措施有化学保护层、表面覆盖层、电化学保护、缓冲剂保护等。 10．2．1化学保护层 化学保护层是用化学或电化学方法使金属表面上生成一种具有耐腐蚀性能的化合物薄膜，以隔离腐蚀介质与金属接触来防止对金属的腐蚀。常用的方法有金属表面磷化处理、金属表面钝化处理和金属表面氧化处理等。 （1）金属表面磷化处理
液压气动技术导学 本复习提要在《液压与气动技术》课程教学大纲以及考核说明的基础上，对课程的教学基本要求、考核知识点作进一步的具体说明，以帮助同学在期末复习时能够把握课程的重点。 各章的主要教学内容和教学要求如下： 第一章绪论 1．液压传动的工作原理 在液压系统中，系统的压力取决于负载，而传动中的运动速度取决于输入的流量；液压系统中的功率是压力与流量的乘积，这是应掌握的三个重要基本概念。2．液压传动系统的组成和表示方法 通常，液压系统由能源装置、执行元件、控制调节元件和辅助装置四部分组成。熟悉常用液压元件的图形符号。 第二章液压传动的流体力学基础 1．液压油的主要特性 掌握液压油的粘度概念及粘度的表示方法，能正确选用液压油。 2．液体静压力基本方程 掌握液体静压力基本方程及重力作用下的静止液体压力分布规律。 3．液体压力的表示法 掌握绝对压力、相对压力，表压力、真空度等基本概念，结合图2~4理解液体压力与测量基准的关系。 4．液体动力学基本方程 掌握伯努利方程的物理意义及实际液体伯努利方程的表达式。要求能够熟练地应用该方程解决具体问题。 5．管路压力损失和孔口流动特性 （1）掌握层流、紊流概念；雷诺数及其计算方法。 （2）掌握沿程压力损失和局部压力损失的计算、薄壁小孔的流量计算。 第三章液压泵和液压马达 1．掌握容积式液压泵和液压马达的工作原理。 2．液压泵和液压马达性能参数的计算 （1）掌握液压泵输出压力、排量与流量、功率与效率等参数的计算。 （2）掌握液压马达转速、转矩、排量与流量、功率与效率的计算。
3．了解齿轮泵（马达）、叶片泵（马达）和柱塞泵（马达）的结构、工作原理和特点，能合理选用。 第四章液压缸 1．活塞式液压缸 掌握单杆、双杆活塞式液压缸的结构特点。活塞输出力和运动速度的计算，特别是单杆液压缸差动连接时的特点。 2.液压缸的设计计算 掌握缸筒内径的计算，活塞杆直径及缸筒长度的选取方式。 第五章液压阀 1．方向控制阀 （1）熟悉普通单向阀和液控单向阀的工作原理与应用。 （2）熟悉换向阀的工作原理，常用换向阀的控制方式；掌握常用三位换向阀的中位机能、符号和特点。 2．压力控制阀 （1）了解溢流阀的工作原理与功能，掌握直动式溢流阀和先导式溢流阀的溢流特性及在液压系统中的应用。 （2）了解减压阀、顺序阀的工作原理与功能；熟悉其特点及在液压系统中的应用。 3．流量控制阀 了解流量控制原理；熟悉调速阀的构成；掌握节流阀和调速阀的流量特性及在液压系统中的应用。 上述三类液压阀的图形符号要熟悉，其中典型液压阀的符号不仅应能认别，而且应能画出。 比例阀、插装阀和电液伺服阀只要求一般了解。 第六章辅助元件 了解蓄能器、滤油器、密封件及管件等液压辅助元件的类型、特点及应用。 第七章基本回路 1．压力控制回路 熟悉调压回路和减压回路的构成、压力调定方法，能计算回路中各点的压力；卸荷回路、保压回路和平衡回路的组成。 2．速度控制回路
目录 第一章液压传动基础知识绪论 第二章液压动力元件 第三章液压执行元件 第四章液压控制元件 第五章液压辅助元件 第六章液压基本回路 第七章典型液压传动系统第八章液压伺服和电液比例控制技术第九章液压系统的安装和使用 第十章液压系统的故障诊断与排除第十一章气源装置及气动辅助元件 第十二章气动执行元件 第十三章气动控制元件 第十四章气动基本回路 第十五章气压传动系统实例
绪论 一、液压与气压传动的研究对象 液压与气压传动是以有压流体(压力油或压缩空气)为工作介质，来实现各种机械的传动和自动控制的传动形式。 液压传动传递动力大，运动平稳，但由于液体粘性大，在流动过程中阻力损失大，因而不宜作远距离传动和控制；而气压传动由于空气的可压缩性大，且工作压力低(通常在1.0MPa以下)，所以传递动力不大，运动也不如液压传动平稳，但空气粘性小，传递过程中阻力小、速度快、反应灵敏，因而气压传动能用于远距离的传动和控制。
二、液压与气压传动的工作原理 图0-1 液压千斤顶 a)液压千斤顶原理图b)液压千斤顶简化模型 1－杠杆手柄2－小缸体3－小活塞4、7－单向阀5－吸油管6、10－管道8－大活塞9－大缸体11－截止阀12－通大气式油箱
1.力比例关系 (0-1) 或在液压和气压传动中工作压力取决于负载，而与流入的流体多少无关。 2. 运动关系 (0-2) 式中A1、A2分别为小活塞和大活塞的作用面积； F1为杠杆手柄作用在小活塞上的力。 或 式中h1、h2分别为小活塞和大活塞的位移。
●从式(O-2)可知，两活塞的位移和两活塞的面积成反比。将A1h1=A2h2两端同除以活塞移动的时间t得： 即 (0-3) 式中v1、v2分别为小活塞和大活塞的运动速度。 ●从式(0-3)可以看出，活塞的运动速度和活塞的作用面积成反比。 (0-4)