金属腐蚀理论及腐蚀控制答案汇总

金属腐蚀理论及腐蚀控制复习题第一章 绪论 思考题1.举例说明腐蚀的定义，腐蚀定义中的三个基本要素是什么，耐蚀性和腐蚀性概念的区别。

答：腐蚀的定义：工程材料和周围环境发生化学或电化学作用而遭受的破坏 举例：工程材料和周围环境发生相互作用而破坏三个基本要素：腐蚀的对象、腐蚀的环境、腐蚀的性质。

耐蚀性：指材料抵抗环境介质腐蚀的能力。

腐蚀性：指环境介质对材料腐蚀的强弱程度。

2.金属腐蚀的本质是什么，均匀腐蚀速度的表示方法有哪些？答:⑴金属腐蚀的本质：金属在大多数情况下通过发生化学反应或是电化学反应后，腐蚀产物变为化合物或非单质状态；从能量观点看，金属与周围的环境组成了热力学上不稳定的体系，腐蚀反应使体系能量降低。

⑵均匀腐蚀速度的表示方法：深度：年腐蚀深度 （p V ）V P =t h ∆=8.76d -V △h 是试样腐蚀后厚度的减少量，单位mm;V -代表失重腐蚀速度； t 是腐蚀时间，单位y ；d 是金属材料的密度；V P 所以的单位是mm/y 。

失重：失重腐蚀速度(-V )-V = StW -∆=St W W 10- W0代表腐蚀前金属试样的质量，单位g ； W1代表腐蚀以后经除去腐蚀产物处理的试样质量，单位g ；S 代表试样暴露的表面积，单位m 2； t 代表腐蚀的时间，单位h 。

计算题计算题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Vp ，并进行比较，说明两种腐蚀速度表示方法的差别。

表1解：由题意得：（1）对碳钢在30%HNO 3( 25℃)中有： V ˉ=△W ˉ/st=(18.7153-18.6739)/45×2×(20×40＋20×3＋40×30)×0.000001=0.4694 g/㎡∙h又d=m/v=18.7154/20×40×0.003=7.798g/cm2∙hVp=8.76Vˉ/d=8.76×0.4694/7.798=0.53mm/y(25℃)中有：对铝在30%HNO3Vˉ=△Wˉ铝/st=(16.1820-16.1347)/2×(30×40＋30×5＋40×5)×45×10-6=0.3391g/㎡∙h/v=16.1820/(30×40×5×0.001)=2.697g/cm3d=m铝说明：碳钢的Vˉ比铝大，而Vp比铝小，因为铝在腐蚀的时候产生的是点腐蚀( 25℃)有：（2）对不锈钢在20%HNO3表面积S=2π×0.0152＋2π×0.015×0.004=0.00179 m2Vˉ=△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 cm3d=W/V=22.3367/2.827=7.901 g/cm3Vp=8.76Vˉ/d=8.76×0.08715/7.901=0.097mm/y对铝有：表面积S=2π×0.022＋2π×0.02×0.005=0.00314 m2Vˉ=△Wˉ/st=(16.9646-16.9151)/0.00314×20=0.7882 g/ m2∙h试样体积为：V=π×22×0.5=6.28 cm3d=W/V=16.9646/6.28=2.701 g/cm3Vp=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∙hVp=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∙hVp=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。

金属腐蚀与防护课后习题及实验答案课后习题1.什么是金属腐蚀？请简要说明。

金属腐蚀是指金属在与外界环境接触的过程中，由于化学或电化学作用导致金属表面逐渐失去其原有的金属性质的一种现象。

金属腐蚀主要由电子传递过程和离子传递过程构成。

2.列举几种常见的金属腐蚀类型。

•电化学腐蚀•化学腐蚀•氧化腐蚀3.金属腐蚀的影响主要体现在哪些方面？金属腐蚀的主要影响包括： - 金属材料的破坏和失效 - 资源浪费 - 生态环境污染4.请列举几种常见的金属腐蚀防护方法。

•表面涂覆防护•电化学防护•材料选择防护5.什么是阴极保护？它是如何实现的？阴极保护是一种主动防护措施，通过在金属表面引入外部电流，使金属表面成为阴极，从而抑制金属腐蚀的一种方法。

实现阴极保护的关键是保证外部电流的输入和金属结构的良好接触。

常见的阴极保护方法包括外加电流阴极保护和阳极保护。

实验答案实验一：金属腐蚀观察实验目的：观察不同金属在某种腐蚀剂作用下的腐蚀现象。

实验步骤： 1. 准备实验器材和试剂，包括不同金属样品、腐蚀剂。

2. 将不同金属样品分别放入不同的容器中。

3. 向不同容器中添加适量的腐蚀剂。

4. 观察金属样品在腐蚀剂中的变化，记录下观察结果。

实验结果：观察不同金属样品在腐蚀剂中的变化，记录下观察结果。

金属样品腐蚀剂腐蚀现象铁盐酸表面产生气泡铝硝酸表面逐渐变薄铜硫酸表面出现绿色物质实验结论：根据实验结果可以得出以下结论： - 铁在盐酸中会发生气泡，产生氢气。

- 铝在硝酸中会逐渐被腐蚀，表面变薄。

- 铜在硫酸中会生成绿色物质，表明发生了腐蚀反应。

实验二：金属腐蚀防护实验目的：通过表面涂覆防护来延缓金属腐蚀的过程。

实验步骤： 1. 准备实验器材和试剂，包括金属样品、防护涂层材料。

2. 将金属样品分别涂覆上防护涂层材料。

3. 将涂好防护涂层的金属样品放入腐蚀介质中。

4. 观察金属样品在腐蚀介质中的变化，记录下观察结果。

实验结果：观察涂有防护涂层的金属样品在腐蚀介质中的变化，记录下观察结果。

《金属腐蚀原理》作业题绪论1、金属腐蚀按照腐蚀过程的特点可以分为几类？2、均匀腐蚀情况下金属腐蚀速度的衡量指标有哪几种？第一章金属电化学腐蚀倾向的判断1、什么是内电位、外电位、电化学位？2、什么是绝对电极电位、相对电极电位？两者有何区别？3、相间电位差产生的原因是什么？4、什么是金属的平衡电极电位？5、结合电位-pH图说明处于腐蚀状态的金属可以采取哪几种防腐蚀方法？第二章电化学腐蚀动力学1、什么是原电池的极化作用？什么是阳极极化、阴极极化？2、极化现象的本质是什么？3、掌握电化学极化时，极化电流与过电位之间的关系方程式。

4、熟练掌握稳态极化时的动力学公式，掌握强极化区和微极化区极化过电位和极化电流之间近似极化公式的推导过程。

5、什么是共轭体系？分析课本p61页图2-17中各点所对应的电流和电位的物理意义。

6、结合图2-19详细说明牺牲阳极保护法的基本原理。

7、结合活化控制的腐蚀体系极化公式（课本公式2-60）分析金属腐蚀速度测试的电化学方法都有哪些？8、腐蚀体系中，当电流处于强极化区时采用何种测试方法？微极化区采用何种测试方法？各有何适用条件？各自的原理和具体操作步骤是什么？弱极化区的测试方法有哪几种？掌握两点法和三点法的推导过程。

第三章氢去极化腐蚀和氧去极化腐蚀1、什么是氢去极化？什么是氧去极化？各自发生的条件是什么？2、什么是氢过电位？氢过电位的数值大小对氢去极化腐蚀有何影响？3、金属中具有不同氢过电位的杂质存在对基体金属腐蚀速度的影响情况是什么？4、什么是铂盐效应？以铁和锌在酸中的腐蚀速度为例说明氢过电位对于腐蚀速度的影响情况。

5、氧去极化腐蚀的影响因素有哪些？6、什么是氧浓差电池？在氧浓差电池中何者做阳极，何者做阴极？第四章金属的钝化1、什么是钝化作用？什么是化学钝化、电化学钝化？2、结合金属的钝化曲线分析钝化过程中的电化学参数，并说明阳极保护的基本原理是什么？3、阳极钝化曲线的测定和塔菲尔法测定金属腐蚀速度时的极化曲线各自采用什么方法测定？4、目前钝化理论主要包括哪几种？每种钝化理论所能够成功解释的问题是什么？第五章常见的局部腐蚀1、什么是电偶腐蚀？其原理是什么？2、什么是差异效应？什么是正差异效应、负差异效应？3、电偶序的排序理论依据什么？在实际应用中，对于构成电偶腐蚀的原电池如何判断其阴阳极？4、什么是小孔腐蚀？小孔腐蚀发生的条件是什么？小孔腐蚀的作用机理是什么？小孔腐蚀的电化学测试方法是什么？5、什么是缝隙腐蚀？缝隙腐蚀发生的原因是什么？与孔蚀相比较，缝隙腐蚀有什么不同？6、什么是晶间腐蚀？结合不锈钢说明晶间腐蚀发生的机理是什么？7、什么是应力腐蚀破裂？发生应力腐蚀破裂的条件是什么？8、什么是腐蚀疲劳？磨损腐蚀？选择性腐蚀？第八章腐蚀控制方法1、什么是阴极保护？阴极保护包括哪两种方法？这两种方法有何不同？2、什么是负保护效应？什么是阴极保护的最小保护电位？3、说明牺牲阳极保护法和外加阴极电流保护法的基本原理是什么？能够结合伊文思极化图进行分析。

金属腐蚀与防护课后习题答案腐蚀与防护试题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ϕ = V MO/ V M = m' ρ /（ m ρ ' ）当ϕ > 1 金属氧化膜具备完整性条件部分金属的ϕ值氧化物ϕ氧化物ϕ氧化物ϕMoO3 3.4 WO3 3.4 V2O5 3.2Nb2O5 2.7 Sb2O5 2.4 Bi2O5 2.3Cr2O3 2.0 TiO2 1.9 MnO 1.8FeO 1.8 Cu2O 1.7 ZnO 1.6Ag2O 1.6 NiO 1.5 PbO2 1.4SnO2 1.3 Al2O3 1.3 CdO 1.2MgO 1.0 CaO 0.7MoO3 WO3 V2O5这三种氧化物在高温下易挥发，在常温下由于ϕ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，ϕ值适中。

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/? m-摩尔质量氧化物的体积： V MO = m'/ ? '用? = V MO/ V M = m' ? /（ m ? ' ）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 WO3 V2O5Nb2O5 Sb2O5 Bi2O5Cr2O3 TiO2 MnOFeO Cu2O ZnOAg2O NiO PbO2SnO2 Al2O3 CdOMgO CaOMoO3 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。

4-4 《金属的化学腐蚀与防护》课时练双基练习1．下列各种方法中能对金属起到阻止或减缓腐蚀作用的措施是 ( ) ①金属表面涂抹油漆 ②改变金属的内部结构 ③保持金属表面清洁干 燥 ④在金属表面进行电镀 ⑤使金属表面形成致密的氧化物薄膜A ．①②③④B ．①③④⑤C ．①②④⑤D ．全部 解析： 防止金属腐蚀的常用方法有： a.改变金属的内部结构； b.覆盖保护层，如 ①④⑤ ；c.电化学防护法，如 ③可以防止在金属表面形成原电池而发生 腐蚀。

答案： D2．相同材质的铁在图中的四种情况下不易被腐蚀的是 ( )解析：在 A 中，食醋提供电解质溶液环境，铁勺和铜盆是相互接触的两个 金属极，形成原电池，铁是活泼金属作负极；在 B 中，食盐水提供电解质溶液 环境，炒锅和铁铲都是铁碳合金，符合原电池形成的条件，铁是活泼金属作负 极，碳作正极；在 D 中，酸雨提供电解质溶液环境， 铁铆钉和铜板分别作负极、 正极，形成原电池；在上述三种情况中，都是铁作负极，铁容易被腐蚀；在 C 中，铜镀层将铁球覆盖、使铁被保护，所以铁不易被腐蚀。

答案：C3．大雪后常使用融雪盐来清除道路积雪。

过去常用氯化钠等无机盐，降低冰雪的冰点， 而现在往往用环保型有机盐与缓蚀剂，但它们的融雪原理相C ．A ． B.同。

下列叙述不正确的是( )A．环保型有机盐与缓蚀剂的融雪原理为盐溶于水后，使冰雪的冰点降低B．使用环保型融雪盐可以减缓对路面和桥梁中钢筋的腐蚀C．使用环保型融雪盐可以减少对植物的危害D．使用环保融雪盐主要是给植物补充养分解析：本题关键是弄清钢铁的电化学腐蚀原理，使用氯化钠等无机盐易形成电解质溶液，加速了钢铁的腐蚀，而使用环保型有机盐与缓蚀剂，不仅能够起到融雪的效果，而且能够减少钢铁的腐蚀。

答案：D4．把锌片和铁片放在盛有稀食盐水和酚酞试液的混合溶液的玻璃皿中(如下图所示)，经一段时间后，首先观察到溶液变红的区域是( )A．Ⅰ和Ⅲ附近B．Ⅰ和Ⅳ附近C．Ⅱ和Ⅲ附近D．Ⅱ和Ⅳ附近解析： a 是电解池，Zn 为阴极，电极产物为H2 和NaOH ，b 是原电池，Zn 发生吸氧腐蚀，Fe 为正极，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－。

绪论习题解1.为什么说“材料的腐蚀是自发产生的”？自然界中物质最稳定的存在状态是以金属化合物的形态存在。

如：Fe2O3、FeS、Al2O3等等。

由于它们的强度、硬度、刚度等性能不能满足工业结构材料的要求，用冶金方法外加能量将它们还原成金属元素及其合金，它们比其化合物具有更高的自由能，根据热力学第二定律，金属元素必然自发地转回到热力学上更稳定的化合物状态。

这就是金属的腐蚀过程。

有机非金属材料是由有机小分子材料经聚合成为大分子材料而具有一定的强度、刚度和硬度，具备满足工业结构材料性能的。

在聚合过程中加入的能量，使其比小分子具有更高的自由能。

在介质中材料发生一些化学或物理作用，使其从高能的聚合态向低能而稳定的小分子状态转变，使材料的原子或分子间的结合键破坏。

也是服从热力学第二定律的。

无机非金属材料有天然的和人工的。

两者均是由在自然界较稳定的化合物状态的分子或元素，在天然或人工外部作用下，结合成具有一定形状、强度、刚度和硬度的材料。

这些材料在形成过程中受到的外部作用，使其内能增加，具有比它们的化合物状态的分子或元素高的能态，同样由热力学第二定律，它们在腐蚀性介质环境下，发生化学或物理作用，使材料的原子或分子间的结合键断裂破坏。

也服从热力学第二定律。

2.材料的腐蚀有哪些危害性？a.涉及范围广泛：因腐蚀是自发产生的，腐蚀现象就涉及到所有使用材料的一切领域；b.造成的经济损失巨大；间接损失：由于腐蚀引起停产、更新设备、产品和原料流失、能源浪费。

一般间接损失比直接损失大很多。

污染环境、造成中毒、火灾、爆炸等重大事故。

c.阻碍新技术、新工艺的发展。

3.什么是直接损失？直接损失：由于腐蚀造成的材料自身的损失，使材料变成废物。

4.什么是间接损失？间接损失：由于腐蚀引起停产、更新设备、产品和原料流失、能源浪费。

一般间接损失比直接损失大很多。

污染环境、造成中毒、火灾、爆炸等重大事故。

5.控制腐蚀有哪些重要意义？研究材料的腐蚀规律，弄清腐蚀发生的原因及采取有效的防腐蚀措施，可以延长设备寿命、降低成本、提高劳动生产率。

腐蚀学第三章题目及答案一、解释题1.腐蚀:材料由于环境的作用而引起的破坏和变质。

2.极化:由于电极上有净电流通过，电极电位显著地偏离了未通过净电流时的起始点位的变化现象。

3.外加电流阴极保护法:将被保护金属设备与直流电源的负极相连，使之成为阴极，阳极为一个不溶性的辅助电极，利用外加阴极电流进行阴极极化，二者组成宏观电池实现阴极保护的方法。

4.铸铁的石墨化腐蚀:铸铁的铁素体相对石墨是阳极，石墨为阴极。

铁被溶解下来，只剩下粉末状的石墨沉积在铸铁的表面上，称此现象为铸铁的石墨化腐蚀。

5.空泡腐蚀:流体与金属构件相对高速流动时，在金属表面局部区域产生涡流,伴随有气泡在金属表面迅速生成和破灭，造成材料表面粗化，导致材料丧失使用性能的一种破坏形式称为空泡腐蚀。

二、填空题1.按缓蚀剂的作用机理，可将缓蚀剂分为:阳极型缓蚀剂、阴极型缓蚀剂和混合型缓蚀剂，其中阻极型缓蚀剂用量不足易造成孔蚀。

2.在电化学保护法中，如控制不当，外加电流阴极保护法易造成杂散电流腐蚀，阳极保护法易加剧金属的腐蚀。

3.在海水中，小面积的不锈钢和大面积的黄铜接触时丕锈钢遭受腐蚀;大面积的不锈钢和小面积的黄铜接触时黄铜遣受腐蚀。

4.金属发生化学腐蚀和电化学腐蚀的倾向均可用自由能进行判断。

5.一根铁管经过腐殖土和沙土，腐殖土端易遭受腐蚀，其阴极反应式为: O2 +4H* +4e→2H20.6.已知Pb的标准电极电位E= -0.126V，在酸性土壤中会发生__吸氧腐蚀。

7. Fe:03是典型的n型半导体，在Fe20.中加入Li元素，则Fe20.的氧化速度_增加;而导电率_减小。

8.铝材在酸性介质中的腐蚀行为是_析氢腐蚀_____ ; 人体环境中的金属植入物的腐蚀行为是___吸氧腐蚀9.发生高温氧化时，金属表面一旦形成氧化膜，氧化过程的继续进行将取决于界面反应速度和参加反应的物质通过氧化膜的扩散速度。

10.阳极保护基本原理是将金属进入阳极极化，使其进入钝化区而得到保护三、问答题1.金属在极化过程中为什么腐蚀速度会减慢?请简述之。

第一部分腐蚀原理一、均匀腐蚀速度1-1.根据表1-1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。

1-2.奥氏体不锈钢和铝是硝酸工业中使用很多的材料。

根据表1-2中的数据，分别计算不锈钢和铝在两种硝酸溶液中的腐蚀速度V p，并分析所得结果，比较两种材料的耐蚀性能。

1-3.已知锌氧化生成的表面膜组成为ZnO，根据表1-3中所列的数据计算不同试验时间所得到的平均腐蚀速度V p，画出V p随时间变化的曲线。

所得结果说明了什么？1-4.镁在0.5mol/L NaCl 溶液中浸泡100小时，共放出氢气330cm3。

1- 1试验温度25︒C ，压力760mmHg ；试样尺寸为20⨯20⨯0.5(mm)的薄板。

计算镁试样的失重腐蚀速度V p 。

（在25︒C 时水的饱和蒸汽压为23.8mmHg ）1-5. 表面积20cm 2的铜试样在700︒C 的氧气中氧化2小时，消耗了13.6cm 3的氧气(在25︒C ，1atm 下进行测量)。

求铜试样的腐蚀速度V p 。

已知腐蚀产物是Cu 2O 。

1-6. 表面积4cm 2的铁试样，浸泡在5%盐酸溶液中，测出腐蚀电流为 Icor = 55mA 。

计算铁试样的腐蚀速度V - 和V p 。

1-7. 铝试样的表面积15cm 2，初重为16.9560g ，浸在70%硝酸中经过100小时。

试验后除去腐蚀产物，重量减少为16.9052g 。

另外，用电化学方法测得的平均腐蚀电流等于1.65mA 。

如果以失重法求出的腐蚀速度为标准，计算电化学方法测得的腐蚀速度的误差是多少？1-8. 由Faraday 定律可得腐蚀电流密度i cor 与失重腐蚀速度V - 之间的关系式而V - 和V p 的换算关系为dV V p -=76.8i cor 、V - 和V p 的单位分别为A/m 2、g/m 2⋅hr 、mm/y ；金属密度d 单位用g/cm 3。

2014年金属腐蚀理论及应用试题一、名词解释：（5分）标准电位：指的是当温度为25℃，金属离子的有效浓度为1mol/L（即活度为1）时测得的平衡电位。

标准电极电位是以标准氢原子作为参比电极，即氢的标准电极电位值定为0，与氢标准电极比较，电位较高的为正，电位较低者为负。

平衡电位：金属与电解质溶液构成的体系中，在金属-溶液两相间，当金属离子在两相中的电化学位相等时，就建立起电化学平衡（MMn++ne）。

这种单一电极反应的电荷和物质交换均达到了平衡电极电位（φe·M）。

它与其溶液中金属本身的离子活度（αMn+）之间的关系符合能斯特公式（Nernst）。

腐蚀电位：广义的腐蚀电位指材料与环境间发生的化学或电化学相互作用而导致材料功能受到损伤的现象。

狭义的腐蚀电位是指金属与环境间的物理-化学相互作用，使金属性能发生变化，导致金属，环境及其构成系功能受到损伤的现象。

绝对电位：当金属与溶液的界面上发生电极反应时，将会导致界面上双电层的形成，双电层两侧的电位差，即为电极电势（电位），也称绝对电极电势。

选择性氧化：如果合金内氧的溶解度很低，合金元素B向外扩散的速度很快，而且B 的含量比较高，此时直接在合金表面上生成外BO膜。

即使在氧化初期，合金表面生成AO，但组元B与氧的亲和力大，将发生：B + AO → A +BO的反应，氧化产物将转变为BO。

以上两种情形被称之为合金的选择性氧化。

二、回答下列问题：（15分）1. 在中性水溶液中，Cu-Al和不锈钢-Al两对电偶的电位差相近，但前者会造成Al的严重腐蚀，而后者对Al的腐蚀轻微，试分析其原因。

答：两对电偶的电位差相近，所以在腐蚀的开始阶段，两对电偶中作为阳极的Al的腐蚀速度是相近的。

但之后，在Cu-Al电偶对的阳极Al表面会生成一层Al2O3钝化膜，降低了腐蚀电位差，使反应速率减小；在不锈钢-Al电偶对的阴极和阳极表面都会生成钝化膜，使腐蚀电位差降低的更大，腐蚀速率减小的更多。

《金属腐蚀理论及腐蚀控制》（跟着剑哥走，有肉吃。

）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。

表1 碳钢和铝在硝酸中的腐蚀试验数据解：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∙hVp=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/㎡∙hd=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。

( 25℃)有：（2）对不锈钢在20%HNO3表面积S=2π×2.0＋2π×0.015×0.004=0.00179 m2015Vˉ=△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 cm3d=W/V=22.3367/2.827=7.901 g/cm3Vp=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 m202Vˉ=△Wˉ/st=(16.9646-16.9151)/0.00314×20=0.7882 g/ m2∙h试样体积为：V=π×22×0.5=6.28 cm3d=W/V=16.9646/6.28=2.701 g/cm3Vp=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∙hVp=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。

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/? m-摩尔质量氧化物的体积： V MO = m'/ ? '用? = V MO/ V M = m' ? /（ m ? ' ）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 3.2Nb2O5 2.7 Sb2O5 2.4 Bi2O5 2.3Cr2O3 2.0 TiO2 1.9 MnO 1.8FeO 1.8 Cu2O 1.7 ZnO 1.6Ag2O 1.6 NiO 1.5 PbO2 1.4SnO2 1.3 Al2O3 1.3 CdO 1.2MgO 1.0 CaO 0.7MoO3 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。

全书习题答案第1章一、填空题1.点腐蚀、缝隙腐蚀、电偶腐蚀、晶间腐蚀、选择性腐蚀、应力腐蚀断裂、腐蚀疲劳及氢脆2. Uhlig、Hoar、NBS/BCL3.腐蚀经济二、名词解释金属腐蚀：金属在周围介质（通常是液体或气体）作用下，由于它们之间所产生的化学、电化学反应，或者由于物理溶解作用而引起的破坏或变质。

材料腐蚀：材料受环境介质的化学、电化学和物理溶解作用产生的破坏或变质的现象。

腐蚀学：是研究腐蚀的学科。

微观腐蚀学：着眼于腐蚀现象的微观分析，建立腐蚀理论，在它的指导下，开发防蚀技术, 即材料的腐蚀与防护。

宏观腐蚀学：着眼于从整体上分析腐蚀问题，即将腐蚀现象的整体作为研究对象一系统, 考察它与社会环境之间的交互作用以及腐蚀学的经济及社会效应，腐蚀经济是宏观腐蚀学的核心。

三、下列现象是否属于腐蚀，简述原因。

升华和金属因磨损失重不属于腐蚀，因为没有外部介质的作用；聚合物老化和金属表面生锈属于腐蚀，因为二者均满足腐蚀发生的材料、环境及破坏三因素。

四、计算题1= i/S=1.5 X 10"/10二1.5 X 10“ A/ cm21=26.8 X lO^vn/ACg/m2!!）v=1.5X 10-4X65.4/2X26.8X 10'4=l.83 g/m2hB=8.76v/ p =8.76XI.83/7.l=2.26mm/a五、思考题1.参见教材P4-5O2.化学腐蚀包括金属在干燥气体（或高温气体）作用下的腐蚀和金属在非电解质溶液中的腐蚀。

其反应过程的历程特点是金属表面的原子与氧化剂直接发生氧化还原反应而形成腐蚀产物，电子在金属和氧化剂之间直接传递，无腐蚀电流产生。

电化学腐蚀是金属表面与电解质溶液发生电化学反应而引起的破坏。

例如钢铁在土壤中的腐蚀。

电化学腐蚀的特点是腐蚀反应过程中至少有一个阳极反应和阴极反应，在反应过程中发生电荷转移，伴有电流产生。

金属在实际工程中出现的腐蚀大多数均为电化学腐蚀，金属在电化学和应力及微生物共同作用下还会发生应力腐蚀和微生物腐蚀。

《金属腐蚀理论及腐蚀控制》教材纠错第2章 腐蚀电池P14 图2-9，图题更正为（b ）欧姆电阻控制；（C ）阳极极化控制第3章 电化学腐蚀的倾向P19 SHE 是最基准的参考电极，但使用不方便。

实验室中常用的参考电极有：饱和甘汞电极(记为SCE)，P19 使用这些参考电极测量的电位值可以注明所用参考电极，也可以换算为氢标电位。

比如使用SCE 为参考电极，测出电位差为-0.215V ，可记为：E = -0.215V( SCE)= 0.027V (SHE)P23 按照(3-4)式和(3-5)式，有22n O O H Me 4n-2n G μμμ+=∆+P24 腐蚀产物是HFeO 2- 时，则腐蚀反应为Fe + 2H 2O = HFeO 2- + H 2 + H +按6HFeO 10-2-=a 计算，得：P25 (3) 应用电位比较准则进行判断（图3-3）P28 3.3.4.1 预测腐蚀的可能性及其类型(2) 当代表体系的点位于左面的腐蚀区内，------ (3) 当代表体系的点位于右面的腐蚀区内，------第4章 电化学腐蚀的速度P42 cor ea cor ea -E E -E)-exp(-)]a aββP42 P45图4-11 氧扩散控制腐蚀体系的极化曲线图P53富氧区受到阴极极化，电位负移；贫氧区受到阳极极化，电位正移。

从图4-15可见， P54习题1.-------试计算：（2）铁试样的腐蚀电流密度i cor （A/ m 2）。

第5章 析氢腐蚀和吸氧腐蚀P595.1.3.3 Fe 在酸溶液中的阳极反应-------前三个步骤进行速度很快，可合并写成一步。

P685.2.3.1 极化曲线图随着阳极极化曲线负移(阳极反应平衡电位负移)，两条极化曲线的交点下降，Eor EEealgicor =lgid Lg │i │lg i cor lg i第6章 金属的钝化P730 4 8 12 16 20 24 28 32 36 401200100080060040020012010080604020•••••••⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯°°°°°°°°°10%HNO 310%H 2SO 410%HCl腐蚀速度 (g /m 2h r )硝酸盐酸,硫酸Cr%Fe 图6-2 铁铬合金的腐蚀速度与铬含量的关系P766.2.1.4 钝化体系的真实阳极极化曲线由于阴极极化曲线是单调变化的，由i a ＝i +＋i c,P78(2) 加入阳极性缓蚀剂，抑制阳极反应，使E p 和i p 降低。

第二章2. 某腐蚀体系的参数为：E 0a = -0.4V ，E 0c = 0.8V ，E cor = -0.2V 。

当R = 0时，I cor = 10mA ，该腐蚀电池属于什么控制类型？如果欧姆电阻R = 90Ω，那么I 'cor =？ 腐蚀电池又属于什么控制类型？解：由题可知：当R=0时有：Icor=(Eoc-Eoa)/ （Pc+Pa ）Pc+Pa=(Eoc-Eoa)/ Icor=（0.8+0.4）/10×210-=120ΩPc=(Eoc-Ec)/ Icor=(0.8＋0.2)/10×310-=100Ω则有 Pa=120-100=20Ω 因为Pc>>Pa ，所以该电池属于阳极极化控制。

当欧姆电阻R=90Ω时有：'Icor =(Eoc-Eoa)/(Pc+Pa+R)=(0.8+0.4)/(120+90)=5.71mA因为R 与Pc 接近，所以该腐蚀电池为欧姆电阻和阳极极化共同控制。

第四章5. 一个活化极化控制腐蚀体系，阴极反应和阳极反应的交换电流密度为0c i 、0a i ；Tafel 斜率为b c 、b a ；腐蚀电位满足条件E ea <<E cor <<E ec 。

设加入阴极性缓蚀剂，使阴极反应受到抑制，阴极反应交换电流密度改变为)(0'c i 。

假定其他参数都不改变，此时腐蚀电位负移到E 'cor ，腐蚀电流密度下降到i 'cor 。

(1)作加入缓蚀剂前后腐蚀体系的极化曲线图。

(2) 用图解法求腐蚀电流密度的变化r = i 'cor / i cor 和腐蚀电位的变化∆E = E 'cor – E cor 。

解：极化曲线如右图；由（1）的极化曲线利用图解法求解得：在△ABC 中，1.2直线段位两平行线，则有： AD CD bc DB CD ba ====αβtan ,tan ba ,bc 分别为未加入缓蚀剂时阳极反应和加入缓蚀剂后阴极反应的Tafel 斜率：根据AB ba bc bc DB AB BDCD AD CD DC CDAB DB AD DB AB AB DB DB 11)(,)(--+=+=+==即 由图可知有：100001)(lg |)|lg |'|(lg ,)'(lg |)|lg |'|(lg --=--==--=c c c c cor cor cor cor i i i i AB i i i i DB ,','lg 'lg ,)|||'|(lg )()'(lg 0010011BD BD CD CD E E i i ba bc bc i i i i BDCD AD CD BD CD i i cor cor c c cor cor c c cor cor ⨯==-+=∴⨯+=--- 又0000'lg 'lg 'c c c c corcor i i bc ba babc i i bc ba bc ba E E E +=⨯+⨯=-=∆∴第四章6. 一个阳极反应受活化极化控制、阴极反应受浓度极化控制的腐蚀体系，阴极反应的极限扩散电流密度为i d ，腐蚀电位为E cor 。