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《金属腐蚀与防护》复习题2011.6第一章绪论1．什么是金属的腐蚀？局部腐蚀主要有哪些类型？2．金属腐蚀速度的三种主要表达方式？为什么可以用阳极溶解电流来评价金属腐蚀的速度？3．化学腐蚀和电化学腐蚀的共性与差异？第二章电化学腐蚀热力学1．平衡电极电位是如何定义的？在什么条件下才可能建立体系的平衡电极电位？铁放在酸性溶液中能够建立起平衡电极电位吗？平衡电极电位对金属的腐蚀的倾向和腐蚀的速度有什么影响？2．什么是非平衡电极电位？它通常是如何获得的？3．标准电极电位的定义？标准电极电位是如何获得的？4．对参比电极的最基本要求是什么？5．电化学腐蚀发生的根本条件是什么？合金中杂质或第二相的存在对金属腐蚀倾向和腐蚀速度有何影响？6．金属发生腐蚀时，表面至少会有几个电极反应？金属在无氧的自身离子中性溶液中会一直发生溶解腐蚀吗？为什么？金属在有氧的自身离子中性溶液中会一直发生溶解腐蚀吗？7．一根装运弱酸性化学溶液的碳钢管，因为均匀腐蚀，一年要更换一次。
为了改善管子的耐腐蚀性能，提高使用寿命，对管子内表面实施了化学镀Ni-P非晶镀层的处理，可是管子在投入使用不到2个月却发生了穿孔泄漏。
请从电化学腐蚀的角度分析其可能成因。
第三章电化学腐蚀动力学1．什么是电极的极化现象？极化发生的本质原因是什么？极化对金属腐蚀的速度有什么影响？2．试解释金属的自腐蚀电位和自腐蚀电流的含义？自腐蚀电位是平衡电极电位吗？他们与金属的腐蚀速度有什么关系？金属铁板放置在3％NaCl水溶液中，稳定一段时间后，通过实验测得的开路电位是平衡电位吗？3．阳极极化有几种类型？成因是什么？4．由图3.11，分析溶液中硫化物及金属中第二相的存在对金属腐蚀速度的影响。
5．塔菲尔方程的基本表达式η= a＋b lg i成立的前提条件是什么？线性极化方程i corr =p R B 成立的前提条件是什么？6．电化学极化（活化极化）和浓差极化的形成原因是什么？第四章 析氢腐蚀与吸氧腐蚀1．根据ηH ＝a H +b H .log i c ，分析影响析氢过电位的因素。
![[笔记]《材料腐蚀与防护》习题与思考题](https://img.taocdn.com/s1/m/a35b9f9cb8d528ea81c758f5f61fb7360b4c2b79.png)
《材料腐蚀与防护》习题与思考题第一章绪论1．何谓腐蚀？为何提出几种不同的腐蚀定义？2．表示均匀腐蚀速度的方法有哪些？它们之间有何联系？3．镁在海水中的腐蚀速度为1.45g/m2.d, 问每年腐蚀多厚？若铅以这个速度腐蚀，其ϖ深(mm/a)多大？4．已知铁在介质中的腐蚀电流密度为0.1mA/cm2，求其腐蚀速度ϖ失和ϖ深。
问铁在此介质中是否耐蚀？第二章电化学腐蚀热力学1．如何根据热力学数据判断金属腐蚀的倾向？如何使用电极电势判断金属腐蚀的倾向？2．何谓电势-pH图？举例说明它在腐蚀研究中的用途及其局限性。
3．何谓腐蚀电池？有哪些类型？举例说明可能引起的腐蚀种类。
4．金属化学腐蚀与电化学腐蚀的基本区别是什么？5．a)计算Zn在0.3mol/LZnSO4溶液中的电解电势（相对于SHE）。
b) 将你的答案换成相对于SCE的电势值。
6．当银浸在pH=9的充空气的KCN溶液中，CN-的活度为1.0和Ag(CN)2-的活度为0.001时，银是否会发生析氢腐蚀？7．Zn浸在CuCl2溶液中将发生什么反应？当Zn2+/Cu2+的活度比是多少时此反应将停止？第三章电化学腐蚀反应动力学1．从腐蚀电池出发，分析影响电化学腐蚀速度的主要因素。
2．在活化极化控制下决定腐蚀速度的主要因素是什么？3．浓差极化控制下决定腐蚀速度的主要因素是什么？4．混合电位理论的基本假说是什么？它在哪方面补充、取代或发展了经典微电池腐蚀理论？5．何谓腐蚀极化图？举例说明其应用。
6．试用腐蚀极化图说明电化学腐蚀的几种控制因素以及控制程度的计算方法。
7．何谓腐蚀电势？试用混合电位理论说明氧化剂对腐蚀电位和腐蚀速度的影响。
8．铁电极在pH=4.0的电解液中以0.001A/cm2的电流密度阴极化到电势-0.916V（相对1mol/L甘汞电极）时的氢过电势是多少？9．Cu2+离子从0.2mol/LCuSO4溶液中沉积到Cu电极上的电势为-0.180V（相对1mol/L甘汞电极），计算该电极的极化值。
腐蚀与防护复习资料汇总1.材料腐蚀的概念：材料与环境介质接触的表⾯发⽣作⽤（物理、化学或电化学），⽽引起的破坏或变质（性能退化)。
2.根据反应类型划分腐蚀种类：化学腐蚀、电化学腐蚀、物理溶解腐蚀。
3.腐蚀过程的本质是什么？⾦属从⼀个热⼒学不稳定状态向稳定状态转变的，是⼀种⾃然趋势，可以从冶炼⾦属（或合⾦）时所消耗能量的多少或者难易程度来⼤致判断其腐蚀倾向⼤⼩。
4.材料的损坏或失效类型：腐蚀、磨损和断裂，决定了材料的寿命。
5. （计算题）⾦属腐蚀速度的表⽰⽅法：失重法（增重法）、深度法和电流密度。
1)失重法：v 式中:W-为腐蚀速度（g/m2.h ）；m0为试样腐蚀前的重量；m1为试样清除腐蚀产物后的质量（g ）；S 为试样表⾯积（m2）；t 为腐蚀时间（h）。
2)深度法: 式中: D 为腐蚀深度,单位为mm/a 。
V 为腐蚀速度（g/m2.h ），ρ为⾦属的密度，g/cm3。
3)由失重指标转换为电流密度指标:其中icorr ，A/cm2,V 失,g/(m2·h)三级标准6.腐蚀原电池:阴极,阳极,内电路:离⼦导通的回路;外电路:⾦属本⾝.腐蚀原电池特征：短路的原电池；材料表⾯分为阳极和阴极，阴极和阳极具有不同电位，位于不同位置；阳极和阴极之间要有两个电性连接：电⼦导体通道和离⼦导体通道；离⼦导体为腐蚀环境。
7.盐⽔滴试验:实验说明：⾦属表⾯结构或组织不均匀性，或腐蚀介质不均匀性，都可以导致腐蚀电池的形成；失电⼦的阳极反应和得电⼦的阴极还原反应是在两个相对独⽴的区域进⾏的，但彼此⼜不可分割同时完成；⾦属的电化学腐蚀过程随着电流的发⽣，该电流表征⾦属腐蚀速度；发⽣局部腐蚀情况下，通常阳极区⾯积⽐阴极区⾯积⼩得多，阳极区腐蚀强烈。
8.宏观电池、微观电池：宏：⾦属材料和介质的差异；微：电化学不均匀性宏观腐蚀电池（宏电池）：阳极和阴极电极尺⼨相对较⼤，宏观上单独的电极⾁眼可见（可分辩）。
微观腐蚀电池(微电池)：阳极和阴极尺⼨微⼩，宏观上单独的电极不可见，⾁眼不可分辩。
、填空 1、相界表面处理材料防腐蚀方法有覆盖层保护、表面转化膜和电化学保护这三种方法。
2、在工程设计建造之初，乃至使用过程中，必须最大限度地防止材料的腐蚀破坏，从而延长工程项目的同步使用寿命，使得经济造价最合理。
3、金属在腐蚀介质和交变应力共同作用下引起的破坏为腐蚀疲劳。
4、磨损腐蚀指在磨损和腐蚀的综合作用下材料发生的加速腐蚀破坏。
有三种表现形式：摩振腐蚀、湍流腐蚀和空泡腐蚀。
5、合理选材的总原则是：所有零部件都要达到同步劣化，即各零部件的寿命应与整体工程结构寿命同步。
6、材料失效三要素是：断裂、磨损和磨蚀。
7、技术经济计量学中，Uhlig （初世宪）公式计算比较法的缺点是没有动态考虑年利率，等效年度费用计算比较法考虑了动态年利率，是更精确计算法。
8、设备外形应避免积水，减少积水间隙，凹槽和坑洼，贮罐和容器的内部形状应有利于液体排放，管道系统内部要流线化，立式热交换器的上端管束应与管板_平齐，卧式热交换器最好向出口端倾斜，避免残留液体。
9、装置和设备的选址要考虑到风向、水流等环境条件带来的腐蚀问题。
注意设备之间的相互影响，避免腐蚀液体泄漏，腐蚀性气流，振动、高温管道等造成的危害。
10、有腐蚀性介质的工序应安排在首工序或尾工序执行，或工序隔离，以减少对其他工序的污染。
11、土壤中透气性，湿度和金属离子影响土壤的电阻率，生物菌和矿物质影响土壤的pH，pH和溶氧量则影响土壤的氧化还原电位，进而一起影响土壤的腐蚀速率。
12、钢材受到硫化氢腐蚀以后阳极的最终产物是硫化亚铁，该产物通常是一种有缺陷的结构，它与钢铁表面的粘结力差，易脱落，易氧化，且电位较正，因而作为阴极与钢铁基体构成一个活性的微电池，对钢基体继续进行腐蚀。
13、在酸性油气田水中，带负电荷的氯离子，基于电价平衡，它总是争先吸附到钢铁的表面，因此，氯离子的存在往往会阻碍保护性的硫化铁膜在钢铁表面的形成。
但氯离子可以通过钢铁表面硫化铁膜的细孔和缺陷渗入其膜内，使膜发生显微开裂，于是形成孔蚀核。
材料腐蚀与防护试题一、选择题1. 材料腐蚀的基本原理不包括下列哪一项？A. 化学腐蚀B. 电化学腐蚀C. 生物腐蚀D. 物理腐蚀2. 在海水环境中，钢材腐蚀的主要类型是？A. 点蚀B. 缝隙腐蚀C. 应力腐蚀开裂D. 均匀腐蚀3. 下列哪种方法不属于腐蚀防护措施？A. 阳极保护B. 阴极保护C. 涂层保护D. 增加腐蚀介质浓度4. 金属腐蚀的电化学腐蚀过程中，阳极发生的反应是？A. 还原反应B. 氧化反应C. 沉淀反应D. 分解反应5. 金属腐蚀对工业生产和日常生活的影响不包括以下哪一项？A. 经济损失B. 设备寿命缩短C. 环境污染D. 材料强度增加二、填空题1. 金属腐蚀按机理可分为________和________两大类。
2. 在腐蚀电池中，正极发生的反应称为________，负极发生的反应称为________。
3. 为了减缓或阻止腐蚀的发生，可以采用________、________和________等方法进行防护。
4. 金属材料在含有水分的环境中，容易发生________和________，导致材料性能下降。
5. 生物腐蚀主要是由于微生物的________作用和________作用引起的。
三、判断题1. 金属腐蚀只是指金属材料在化学或电化学反应中被氧化的过程。
（）2. 金属材料的腐蚀速度与环境温度、pH值、介质流动速度等因素无关。
（）3. 涂层保护是一种有效的金属腐蚀防护措施，它可以隔绝金属材料与腐蚀介质的接触。
（）4. 金属材料的腐蚀可以通过添加腐蚀抑制剂来减缓。
（）5. 金属腐蚀对环境和人类健康没有任何负面影响。
（）四、简答题1. 请简述金属腐蚀的定义及其对工业和生活的影响。
2. 描述电化学腐蚀的原理，并给出一个实际应用的例子。
3. 说明阴极保护和阳极保护的区别及其各自的应用场景。
4. 阐述涂层保护的原理及其在金属防护中的应用。
5. 讨论如何通过材料选择和设计来预防金属腐蚀。
五、论述题1. 论述材料腐蚀的类型及其对工业生产的影响，并提出有效的防护措施。
1.腐蚀：⑴材料的腐蚀：指材料体系与环境之间发生作用而导致材料的破坏或变质的现象⑵金属材料的腐蚀：金属受到环境的高温化学氧化、电化学溶解等作用，使金属单质变为化合物（冶金的逆过程），导致金属受到损失和破坏的现象自然条件下，金属总是存在着自发回归低能稳定态的倾向——与周围介质（通常为氧）反应形成低能态的化合物，在这个过程中，金属失去电子被氧化，发生腐蚀，因此可以将金属腐蚀理解为冶金的逆过程⑶非金属材料的腐蚀：非金属受到环境的化学或物理作用，导致非金属构件变质或破坏的现象。
2.材料体系与环境的作用包括化学反应、电化学反应、物理溶解等。
3.金属及其合金的腐蚀主要是化学和电化学作用引起的破坏，有时伴随有机械、物理或生物作用。
4.材料的破坏：材料的重量损失、开裂、穿孔、溶解、溶胀等。
材料的变质：材料的服役性能变差，如力学强度下降，弹性降低、韧性减小、脆性增大。
5.金属腐蚀：⑴危害：①腐蚀造成重大的直接经济损失②间接经济损失③人身伤亡和环境污染④阻碍了科学技术的发展⑵控制方法：①合理的结构设计②正确选材和发展新型耐蚀材料③研究可行的表面处理工艺④改善环境和使用合适的缓蚀剂⑤电化学保护⑶有利的一面：①电化学加工②制备信息硬件的印刷线路③腐蚀金相试样6.腐蚀分类：⑴按照腐蚀环境：干燥气体腐蚀（干腐蚀）、电解液中的腐蚀、非电解质中的腐蚀、熔融金属的腐蚀（物理腐蚀）⑵按照腐蚀机理：化学腐蚀（化学腐蚀是指金属表面与非电解质直接发生化学反应而引起的破坏）、电化学腐蚀（金属的电化学腐蚀指的是金属在水溶液中与离子导电的电解质发生电化学反应产生的破坏）⑶按照腐蚀形态：①普遍性（全面）腐蚀：全面腐蚀是指发生在金属表面的全部或大部损坏，也称普遍性腐蚀②局部腐蚀：局部腐蚀是指只发生在金属表面的狭小区域的破坏。
其危害性比均匀腐蚀严重得多分类：小孔腐蚀（又称坑蚀和点蚀，在金属表面上极个别的区域被产生小而深的孔蚀现象)、缝隙腐蚀（在电解液中金属与金属或金属与非金属表面之间构成狭窄的缝隙，缝隙内离子的移动受到了阻滞，形成浓差电池，从而使金属局部破坏的现象）、电偶腐蚀（两种电极电位不同的金属或合金互相接触，并在一定的介质中发生电化学反应，使电位较负的金属发生加速破坏的现象）、晶间腐蚀（金属在特定的腐蚀介质中，沿着材料的晶界出现的腐蚀，使晶粒之间丧失结合力的一种局部破坏现象）、选择性腐蚀（多元合金在腐蚀介质中，较活泼的组分优先溶解，结果造成材料强度大大下降的现象）③应力作用下的腐蚀断裂：应力腐蚀是金属在特定的介质中和在静拉伸应力（包括外加载荷、热应力、冷加工、热加工、焊接等所引起的残余应力等）下，所出现的低于强度极限的脆性开裂现象磨损腐蚀：是由机械因素（湍流、漩涡、多相流体冲击、空化作用、微振摩擦等）和腐蚀介质联合作用而产生的金属材料破坏现象7.阳极反应：金属原子从金属转移到介质中并放出电子的过程，即氧化过程。
材料腐蚀与防护概论课后习题答案注：本文为材料腐蚀与防护概论课后习题的答案，旨在帮助同学们巩固所学知识，提供参考。
如有不正确之处，欢迎指正和讨论。
1. 什么是腐蚀？腐蚀是指材料在与周围环境接触时，由于化学或电化学作用而导致其性能、形貌或组织发生不可逆变化的过程。
直接导致腐蚀的因素主要有物理因素、化学因素和电化学因素。
2. 腐蚀与磨损的区别是什么？腐蚀和磨损都是导致材料性能损失的两种不同机制。
腐蚀是在与环境接触时，材料表面发生化学反应导致的材料损失，通常是均匀的，剥落或局部的。
而磨损是由于材料与其他材料的接触和相对运动而导致的材料表面的物理损失，通常集中在局部。
3. 腐蚀的分类有哪些？腐蚀可以按照不同的标准进行分类。
根据腐蚀环境的性质，腐蚀可以分为化学腐蚀、物理腐蚀和电化学腐蚀。
•化学腐蚀包括酸性腐蚀、碱性腐蚀和氧化腐蚀等。
•物理腐蚀包括磨损腐蚀和疲劳腐蚀等。
•电化学腐蚀主要包括腐蚀电池中的阴极腐蚀和阳极腐蚀。
4. 请简述腐蚀速率的影响因素有哪些？腐蚀速率受到许多因素的影响，包括腐蚀介质的性质、温度、材料本身的性质和处理情况等。
•腐蚀介质的性质：包括酸碱性、含氧量、含有腐蚀性物质的浓度等。
•温度：通常情况下，腐蚀速率随着温度的升高而增加，因为温度升高有利于腐蚀介质中的反应速率。
•材料本身的性质：包括材料的化学成分、晶体结构、力学性能等。
•处理情况：如材料的表面处理、涂层等，可以对腐蚀速率产生重要影响。
5. 腐蚀环境中的电化学反应有哪些？在腐蚀环境中，常见的电化学反应主要包括氧化反应和还原反应。
当材料处于腐蚀环境中，发生以下两种反应：•阳极反应：金属或合金中的金属离子释放出电子，成为溶液中的阳极反应。
•阴极反应：溶液中的氧气或其他氧化物离子接受电子，成为溶液中的阴极反应。
这些电化学反应导致了离子迁移和电荷平衡，从而导致了腐蚀的发生。
6. 防腐蚀的方法有哪些？防腐蚀的方法可以从不同的角度进行分类，常见的方法包括物理方法、化学方法和电化学方法。
材料腐蚀与防护复习题适用于2011级材料成型与控制专业一、名词解释1.腐蚀:材料由于环境的作用而引起的破坏和变质。
2.阴极电化学保护:将被保护金属作为阴极，进行外加阴极极化以降低或防止金属腐蚀的方法。
3.活化极化:由于电极反应速度缓慢所引起的极化;电极反应是受电化学反应速度控制。
4.腐蚀疲劳:材料或构件在交变应力与腐蚀环境的共同作用下产生的脆性断裂。
5. 电极电位答：电极系统中金属与溶液之间的电位差称为该电极的电极电位。
6. 平衡电极电位答：金属和溶液界面建立一个稳定的双电层，亦即不随时间变化的电极电位，称为金属的平衡电极电位（Ee）。
7. 标准电极电位答：纯金属、纯气体（气压分压为1.01325x105pa），298K，浓度为单位活度（1mol/L），称为电极的标准电位，该标准电极的电极电位称为标准电极电位（E0）。
8. 阳极极化(阴极极化) 答：当通过电流时阳极电位向正的方向移动的现象，称为阳极极化。
（当通过电流时阴极电位向负的方向移动的现象，称为阴极极化）9. 去极化答：消除或减弱阳极和阴极的极化作用的电极过程称为去极化作用，则能消除或减弱极化的现象称为去极化。
10. 浓差极化:在电极反应过程中,如果电化学反应进行得很快,而电解质中物质传输过程很缓慢,导致反应物扩散速度不能满足电极反应速度的需要,形成浓度差,而引起电位移动;生成物从电极表面向溶液深处扩散过程的滞后,使反应物或生成物在电极表面的浓度和溶液中的浓度出现差异,形成浓度差,而引起电位移动。
11.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。
12.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。
13.牺牲阳极阴极保护法:把被保护壳体和比它更活泼的壳体相连接，在电解质溶液中构成宏观电池，依靠活泼阳极壳体不断溶解产生的阴极电流对壳体进行阴极极化的方法。
材料腐蚀与防护复习题适用于材料成型与控制专业一、名词解释1、腐蚀: 材料与所处环境介质之间发生作用而引起材料的变质和破坏。
2、腐蚀原电池：只能导致金属材料破坏而不能对外界作功的短路原电池；特点：1. 阳极反应都是金属的氧化反应，造成金属材料的破坏2. 反应最大限度的不可逆3. 阴、阳极短路，不对外做功3.腐蚀电池的工作环节：1.阳极反应通式：Me→Men++ne 可溶性离子，如Fe-2e＝Fe2+ ；2.阴极反应通式：D+me＝[D.me] 2H++2e＝H2 析氢腐蚀或氢去极化腐蚀；3.电流回路金属部分：电子由阳极流向阴极溶液部分：正离子由阳极向阴极迁移4. 形成腐蚀电池的原因：金属方面：成分不均匀；表面状态不均匀；组织结构不均匀；应力和形变不均匀；“亚微观”不均匀；环境方面：金属离子浓度差异；氧浓度的差异；温度差异5.交换电流密度：当电极反应处于平衡时，电极反应的两个方向进行的速度相等，此时按两个反应方向进行的阳极反应和阴极反应的电流密度绝对值叫做交换电流密度。
6.电动序：将各种金属的标准电位E0 的数值从小到大排列起来，就得到“电动序”。
7. 腐蚀电位：金属在给定腐蚀体系中的电极电位。
电偶序：在某给定环境中，以实测的金属和合金的自然腐蚀电位高低，依次排列的顺序8.电化学腐蚀倾向的判断：自由焓准则当△G<0，则腐蚀反应能自发进行。
|ΔG|愈大则腐蚀倾向愈大。
当△G= 0，腐蚀反应达到平衡。
当△G> 0，腐蚀反应不能自发进行。
9. 电极：金属浸于电解质溶液中所组成的系统。
10. 电位:金属和溶液两相之间的电位差叫做电极系统的绝对电极电位，简称电位，记为E。
11.电极电位：电极系统中金属与溶液之间的电位差称为该电极的电极电位。
11、平衡电位：当电极反应达到平衡时，电极系统的电位称为平衡电位，记为Ee 意义：当电极系统处于平衡电位时，电极反应的正逆方向速度相等，净反应速度为零。
在两相ｃ、a 之间物质的迁移和电荷的迁移都是平衡的。
第一章耐蚀性：指材料抵抗环境介质腐蚀的能力。
腐蚀性：指环境介质腐蚀材料的强弱程度。
高温氧化：在高温条件下，金属与环境介质中的气相或凝聚相物质发生化学反应而遭受破坏的过程称高温氧化，亦称高温腐蚀。
毕林—彼得沃尔斯原理或P-B 比：氧化时所生成的金属氧化膜的体积2MeO V 与生成这些氧化膜所消耗的金属的体积Me V 之比。
腐蚀过程的本质：金属 → 金属化合物(高温）热腐蚀：指金属材料在高温工作时，基体金属与沉积在其工作表面上的沉积盐及周围工作气体发生总和作用而产生的腐蚀现象称为热腐蚀.p 型半导体：通过电子的迁移而导电的半导体；n 型半导体：通过空穴的迁移而导电的半导体。
n 型：加Li （低价），导电率减小，氧化速度增加；加Al （高价），导电率增加，氧化速度降低。
p 型：加Li （低价），导电率增加，氧化速度降低；加Cr （高价），导电率减小，氧化度增加。
腐蚀的危害1)造成巨大的经济损失；2)造成金属资源和能源的浪费造成设备破坏事故,危及人身安全；3)引起环境污染。
金属一旦形成氧化膜，氧化过程的继续进行将取决于两个因素1)界面反应速度，包括金属／氧化物界面以及氧化物/气体两个界面上的反应速度；2)参加反应物质通过氧化膜的扩散速度。
（这两个因素实际上控制了继续氧化的整个过程，也就是控制了进一步氧化速度。
在氧化初期，氧化控制因素是界面反应速度，随着氧化膜的增厚，扩散过程起着愈来愈重要的作用，成为继续氧化的速度控制因素）反映物质通过氧化膜的扩散，一般可有三种传输形式1)金属离子单向向外扩散；2)氧单向向内扩散；3)两个方向的扩散。
反应物质在氧化膜内的传输途径1)通过晶格扩散：温度较高，氧化膜致密，而且氧化膜内部存在高浓度的空位缺陷的情况下，如钴的氧化；2)通过晶界扩散。
在较低的温度下，由于晶界扩散的激活能小东北大学 材料腐蚀与防护整理人 围安E-mail jr_lee@2016.1.2于晶格扩散，而且低温下氧化物的晶粒尺寸较小，晶界面积大，因此晶界扩散显得更加重要，如镍、铬、铝的氧化；3)同时通过晶格和晶界扩散。
如钛、锆、铅在中温区域(400一600℃)长时间氧化条件。
氧化膜具有保护作用必要条件：P-B比大于1。
氧化膜具有保护作用充分条件：1)膜要致密、连续、无空洞，晶体缺陷少；2)稳定性好，蒸气压低，熔点高；3)膜与基体的附着力强，不易脱落；4)生长内应力小；5)与金属基体具有相近的热膨胀系数；6)膜的自愈能力强。
PB比对金属膜保护性的影响当PB＞l时，金属氧化膜受压应力，金属氧化膜不易破裂，具有保护性；当PB 〉〉1时，膜脆容易破裂，完全丧失了保护性；当PB ＜1时，金属氧化膜受张应力，所生成的氧化膜不能完全覆盖整个金属表面，会形成疏松多孔的氧化膜，不能有效地把金属与环境隔离开来，这类氧化膜不具有保护性。
提高金属抗氧化性途径1)减小氧化膜中晶格缺陷的浓度；2)生成复合氧化物之类的稳定性新相；3)通过合金化，选择性氧化生成保护性良好的膜；4)增强氧化膜与金属表面的附着性。
哈菲价法则当基体氧化膜为P型半导体时，往基体中加入比基体原子低价的合金元素，使离子空穴浓度降低，提高电子浓度，结果导致电导率增加，而氧化速率降低，往基体中比此基体原子高价的合金元素，使离子空穴浓度提高，降低电子浓度，结果导致电导率降低，而氧化速度提高。
当基体氧化膜为n型半导体时，往基体中加入比基体原子低价的合金元素，使电子浓度降低，电导率降低，而基体离子浓度增加，氧化速度增加，往基体中加入比基体原子高价的合金元素，使电子浓度增加，电导率增加，而基体离子浓度降低，氧化速度降低。
以上合金元素对氧化物晶体缺陷的影响规律成为控制合金氧化的原子价规律，简称哈菲原子价法则。
说出三种以上能提高钢抗高温氧化的元素镍，铝，钛说出几种主要的恒温氧化动力学规律，并分别说明其意义。
（1）直线规律：符合这种规律的金属在氧化时，氧化膜疏松，易脱落，即不具有保护性，或者在反应期间生成气相或者液相产物离开了金属表面，或者在氧化初期氧化膜很薄时，其氧化速度直线由形成氧化物的化学反应速度决定，因此其氧化速度恒定不变，符合直线规律。
（2）抛物线规律：许多金属或者合金在较高的高温氧化时，其表面可形成致密的固态氧化物膜，氧化速度与膜的厚度成反比，即其氧化动力学符合这种规律。
（3）立方规律：在一定温度范围内，一些金属的氧化物膜符合这种规律。
（4）对数和反对数规律：许多金属在温度低于300-400摄氏度氧化时，其反应一开始很快，但是随后就降到了氧化速度可以忽略的程度，该行为符合对数或反对数规律。
简述二元合金的几种氧化形式A-B为二元合金，A为基体金属，B是添加元素，氧化形式可分为两类（1）一种成分氧化①少量添加元素B的氧化。
②合金基体金属A氧化（2）合金两种组分同时氧化当合金中B组元的浓度较低，不足以形成B的选择性氧化，而且A、B两组元对氧的亲和力相差不大时，则合金表面的氧化层由A、B两组元的氧化物构成。
第二章腐蚀原电池：只能导致金属材料破坏而不能对外界做功的短路原电池。
宏观电池：肉眼可分辨出电极极性的电池为宏观电池微观电池：由于金属表面的微小区域存在电位差，肉眼难于辨出电极的极性浓差电池：同一种金属浸入同一种电解质溶液中，当局部的浓度(或湿度)不同时，构成腐蚀电池，通常称作浓差电池电极：电子导体与离子导体构成的体系。
电极可分为单电极和多重电极平衡电极电位：当金属电极上只有惟一的一种电极反应，处于动态平衡时，金属的溶解速度等于金属离子的沉积速度，此时电极获得一个不变的电位值，这个电位值叫做平衡电极电位。
非平衡电极电位：电极上可能同时存在两个或两个以上不同物质参与的电化学反应，当动态平衡时，电极上不可能出现物质交换与电荷交换均达到平衡的情况，这种情况下的电极电位称为非平衡电极电位。
稳态电极电位：在一个电极表面上同时进行两个不同的氧化、还原过程，当平衡时仅仅是电荷平衡而无物质平衡的电极电位自腐蚀电位：稳态电极电位也可称作开路电位，即外电流为零时的电极电位，也称作自腐蚀电位。
金属电极：单电极：指在电极的相界面上只发生唯一的电极反应。
二重电极：在电极的相界面上能发生两个电极反应。
析氢过电位：由于缓慢步骤形成的阻力，在氢电极的平衡电位下将不能发生析氢过程，只有克服了这一阻力才能进行氢的析出，因此氢的析出电位要比氢电极的平衡电位更负一些，两者间的差值的绝对值称为析氢过电位。
阳极极化：当通过电流时阳极电位向正的方向移动的现象。
阴极极化：当通过电流时阴极电位向负的方向移动的现象。
去极化：凡是能消除或者抑制原电池阳极或阴极极化过程的均叫作去极化。
去极剂：析氢腐蚀：由氢去极化引起的金属腐蚀称为析氢腐蚀。
吸氧腐蚀：以氧作为极化剂的腐蚀过程。
双电层：由于金属和溶液的内电位不同，在电极系统的金属相和溶液相之间存在电位差，因此，两相之间有一个相界区，叫做双电层（电极与电解质溶液界面上存在的大小相等符号相反的电荷层）。
极化：这种由于电极上有净电流通过，电极电位显著地偏离了未通净电流时的起始电位的变化现象通常称为极化。
通阳极电流电极电位向正的方向变化叫阳极极化。
通阴极电流电极电位向负方向移动，这种现象称阴极极化、活化极化：如果金属离子进入到溶液里的速度小于电子从阳极迁移到阴极的速度，则阳极上就会有过多的带正电荷金属离子的积累，由此引起电极双电层上的负电荷减少，于是阳极电位就向正方向移动，产生阳极极化。
过电位用ηa表示。
浓差极化：如果进入到溶液中的金属离子向远离阳极表面的溶液扩散得缓慢时，会使阳极附近的金属离子浓度增加，阻碍金属继续溶解，必然使阳极电位往正方向移动，产生阳极极化。
过电位用ηc表示。
电阻极化：由于某种机制在金属表面上形成了钝化膜，阳极过程受到了阻碍，使得金属的溶解速度显著降低，此时阳极电位剧烈地向正的方向移动，产生阳极极化，过电位用ηr表示钝性：金属(合金)钝化后所具有的耐蚀性称为钝性原电池与腐蚀原电池有何区别原电池是能够把化学能转变为电能，作出有用功的装置。
腐蚀电池是只能导致金属破坏而不能对外作有用功的短路电池。
腐蚀电池的工作过程是什么？阳极过程：金属溶解，以离子形式迁移到溶液中同时把当量电子留在金属上。
阴极过程：从阳极迁移过来的电子被电解质溶液中能吸收电子的物质(D)接受。
η表示表示过电位ηa—电化学极化过电位浓差极化过电位iD—极限扩散电流密度iD=nFDC/δ电阻极化过电位Pa—表示阳极极化性能Pc—表示阴极极化性能最大腐蚀电流简述钝化产生的原因及钝化的意义化学因素：由强氧化剂引起的，如硝酸、氯酸等电化学因素：外加电流的阳极极化产生的，如Fe在0.5mol/L的H2SO4溶液中，外加电流引起的钝化钝化的意义：可利用钝化现象提高金属或合金的耐蚀性，如向铁中加入Cr、Ni、Al等金属研制成不锈钢、耐热钢等一个铁钉完全浸泡在充氧的水中,他会在什么部位发生腐蚀，写出阳极和阴极反应式发生点蚀，即铁钉表面相对粗糙的地方最先腐蚀。
阳极:Fe→Fe2++2e 阴极：1/2O2+H2O+2e→4OH—简述金属在极化过程中腐蚀速度减慢的原因答：阳极电位向正方向变化，阴极电位向负方向变化，两极电位差减小，使得电流减小，腐蚀速度减慢。
在还原酸性介质中，Zn和Fe的腐蚀如图所示，试比较二者的腐蚀速度，并解释原因。
阴极析氢过电位的大小与阴极电极材料的性能及表面状态有关，即在不同金属表面上的氢过电位不同，如图所示，虽然氢较铁的电位负，但是由于Zn的氢过电位比Fe过电位高，Zn在还原性酸中的腐蚀速度反而比Fe小。
Fe在HCl中发生腐蚀时,氢离子浓度增大对腐蚀行为的影响。
随pH值下降，腐蚀速度迅速增大。
pH值下降造成两方面的影响。
一方面pH值下降使析氢反应平衡电位Eec正移，腐蚀倾向增大；另一方面pH值下降又使析氢反应交换电流密度ic0增大，阴极极化性能减小。
阳极极化产生原因活化极化、浓差极化、电阻极化。
第三章全面腐蚀：指整个金属表面均发生腐蚀。
（重量法、深度法）局部腐蚀：指金属表面局部区域的腐蚀破坏比其余表面大得多，从而形成坑洼、沟槽、分层、穿孔、破裂等破坏形态。
点蚀：也称孔蚀，是一种腐蚀集中在金属(合金)表面数十微米范围内且向纵深发展的腐蚀形式。
晶间腐蚀：金属材料在特定的腐蚀介质中沿着材料的晶界发生的一种局部腐蚀。
应力腐蚀：指金属材料在特定的腐蚀介质和拉应力共同作用下发生的脆性断裂。
腐蚀疲劳：指材料或构件在交变应力与腐蚀环境的共同作用下产生的脆性断裂。
湍流腐蚀：由湍流导致的腐蚀。
缝隙腐蚀：缝隙宽度一般在0.025-0.1nm，足以使介质滞留在其中，引起缝隙内金属的腐蚀，这种形式叫做缝隙腐蚀。
KISCC：当拉伸应力低于某一个临界值时，不再发生断裂破坏，这个临界应力称为应力腐蚀开裂门槛值。
