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实验一恒电位法测定阳极极化曲线一、目的1．了解金属活化、钝化转变过程及金属钝化在研究腐蚀与防护中的作用。
2．熟悉恒电位测定极化曲线的方法。
3．通过阳极极化曲线的测定，学会选取阳极保护的技术参数。
二、实验基本原理测量腐蚀体系的极化曲线，实际就是测量在外加电流作用下，金属在腐蚀介质中的电极电位与外加电流密度（以下简称电密）之间的关系。
测量极化曲线的方法可以采用恒电位和恒电流两种不同方法。
以电密为自变量测量极化曲线的方法叫恒电流法，以电位为自变量的测量方法叫恒电位法。
一般情况下，若电极电位是电密的单值函数时，恒电流法和恒电位法测得的结果是一致的。
但是如果某种金属在阳极极化过程中，电极表面壮态发生变化，具有活化/钝化变化，那么该金属的阳极过程只能用恒电位法才能将其历程全部揭示出来，这时若采用恒电流法，则阳极过程某些部分将被掩盖，而得不到完整的阳极极化曲线。
在许多情况下，一条完整的极化曲线中与一个电密相对应可以有几个电极电位。
例如，对于具有活化/钝化行为的金属在腐蚀体系中的阳极极化曲线是很典型的。
由阳极极化曲线可知，在一定的电位范围内，金属存在活化区、钝化过渡区、钝化区和过钝化区，还可知金属的自腐蚀电位（稳定电位）、致钝电密、维钝电密和维钝电位范围。
用恒电流法测量时，由自腐蚀电位点开始逐渐增加电密，当达到致钝电密点时金属开始钝化，由于人为控制电密恒定，故电极电位突然增加到很正的数值（到达过钝化区），跳过钝化区，当再增加电密时，所测得的曲线在过钝化区。
因此，用恒电流法测不出金属进入钝化区的真实情况，而是从活化区跃入过钝化区。
图1 恒电位极化曲线测量装置三、实验仪器及药品电化学工作站CHI660D、铂电极、饱和甘汞电极、碳钢、天平、量筒、烧杯、电炉、水砂纸、U型管蒸馏水、碳酸氢铵、浓氨水、浓硫酸、琼脂、氯化钠、氯化钾、无水乙醇、棉花四、实验步骤1.琼脂-饱和氯化钾盐桥的制备烧杯中加入3g琼脂和97ml蒸馏水，使用水浴加热法将琼脂加热至完全溶解。
金属的腐蚀与防护实验报告引言金属腐蚀是指金属与周围环境中的化学物质发生反应而导致金属表面发生损坏的现象。
腐蚀不仅直接影响金属的外观和性能，还可能引发设备的故障，给工业生产和日常生活带来不便。
为了延长金属材料的使用寿命，我们需要研究金属腐蚀的机理，并探索有效的防护措施。
实验目的本实验旨在研究金属的腐蚀机理，同时测试几种常用的金属防护方式的效果，为金属腐蚀与防护领域的研究提供参考。
实验方法1.准备实验所需的金属样品，包括铁、铝、铜等常见金属材料。
2.使用砂纸将金属样品的表面进行打磨，以确保表面光洁。
3.将金属样品分别放置于含有不同浓度盐酸的试剂中，观察金属的腐蚀现象。
4.每隔一段时间，取出金属样品，用显微镜观察其表面变化，记录下时间和观察结果。
5.使用涂层、电化学保护和合金化三种方法进行金属防护，记录每种方法的实施步骤并观察其效果。
实验结果与分析第一部分：金属腐蚀观察经过观察和记录，我们得到了以下结果：铁•1小时后，铁表面出现了明显的氧化现象，呈现红锈的颜色。
•2小时后，铁表面的腐蚀速度加快，红锈扩散范围明显增大。
•4小时后，铁表面的腐蚀更加严重，红锈覆盖了大部分金属表面。
铝•在盐酸溶液中，铝表面发生了化学反应，产生了大量气泡。
•经过1小时的观察，铝表面的气泡逐渐减少，但仍有气泡产生。
•经过2小时的观察，铝表面的气泡完全消失，金属表面变得光滑。
铜•铜在盐酸中的腐蚀速度较慢，经过4小时的观察，铜表面仅有少量的氧化现象。
•铜的腐蚀速度与盐酸浓度相关，浓度越高，腐蚀速度越快。
第二部分：金属防护方案测试涂层1.清洁金属表面，确保无杂质。
2.使用喷涂或刷涂等方式将防腐涂层均匀地涂抹在金属表面。
3.经过一段时间的观察，发现涂层能够有效阻隔外界环境对金属的腐蚀作用。
电化学保护1.在金属样品上加入电解质溶液，并连接一个外部电源。
2.电流经过金属样品时，形成一个保护性的氧化物膜，防止氧气和水分进一步腐蚀金属。
3.经过实验证明，电化学保护能够显著减缓金属的腐蚀速度。
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。
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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。
保护的可能性，选择阳极保护的三个主要技术参数 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。
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。
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。
金属腐蚀与防护的实验实验一电阻法测定金属腐蚀速度一、目的要求1.了解电阻法测定金属腐蚀速度的原理。
2.掌握电桥法测定金属腐蚀速度的方法，并测定碳钢在8％硫酸溶液中的腐蚀速度。
二、基本原理电阻法测定金属的腐蚀速度，是利用金属试样在腐蚀过程中截面积减小而电阻增加的原理，通过测量金属腐蚀过程中电阻的变化从而求出金属的腐蚀量。
金属(如铜、铁或铝)是电导体，导体电阻的大小，主要决定于两个因素：一是导体材料的导电性能的好坏，二是导体的尺寸大小。
同一材料的导体，其电阻与导体的长度成正比，与导体截面积成反比，即：R＝ρL/S （1）式中R―――电阻，Ω，ρ―――电阻率，Ω·mm2／m ；L―――导体的长度，m；S―――导体的横截面积，mm2把待测金属材料做成细丝状或小扁带状试样，取一定长度L，腐蚀前的电阻为：R0＝ρL/S0（2）在腐蚀到t时间时，其电阻为：Rt＝ρL/St （3）由(3)式除以(2)式则得：R0/Rt=St/S0（4）将(4)式进一步简化为：(Rt－R0)/Rt=(S0－St)/S0即：ΔR/Rt=ΔS/S0（5）根据(5)式对不同形状的试样，可以推导出在均匀腐蚀情况下的腐蚀速度公式。
对丝状试祥横截面积的形状如图5，r0为试样的原始半径，x为腐蚀深度，阴影部分为腐蚀后减少的横截面积。
用r0和x计算出ΔS和S0，代入式（5），求出方程的解为：x＝r0[1－(1－ΔR/Rt)1/2] （6）把腐蚀深度除以时间t(小时)，求得腐蚀速度为：V L=r0[1－(1－ΔR/Rt)l/2] ×8760/t mm/a (7)V－=r0[1－(1－ΔR/Rt) l/2] ×ρM×1000 g/m2·h (8)三、仪器与药品惠斯登电桥1台恒温装置1套玻璃槽子1个丝状的碳钢试样1根硫酸溶液(8％) 500ml本试验在恒温条件下进行测定，故不必考虑测定过程中温度变化的补偿问题，因此，可直接使用惠斯登电桥。
金属腐蚀和防护的实验报告金属腐蚀和防护的实验报告摘要：本实验通过对不同金属材料在不同环境条件下的腐蚀程度进行观察和分析，探讨了金属腐蚀的原因及其防护方法。
实验结果表明，不同金属在不同环境中呈现出不同的腐蚀程度，其中自然环境和酸性环境对金属腐蚀的影响较大。
为了减轻金属腐蚀的程度，我们采用了表面涂层和阴极保护等方法进行防护。
本实验为相关领域的研究和应用提供了有益的参考。
一、引言金属是广泛应用于工业领域的材料，但其腐蚀问题一直困扰着科学家和工程师。
金属腐蚀不仅会降低材料的力学性能和寿命，还可能对工业设备和基础设施造成严重的损害。
因此，研究金属腐蚀的原因和防护方法对于保证金属材料的可靠性和延长其使用寿命至关重要。
二、实验原理金属腐蚀是指金属与周围环境介质接触后发生的化学反应，导致金属发生溶解和腐蚀现象。
多种因素会影响金属腐蚀的程度，主要包括环境介质、金属种类、温度、湿度和氧气含量等。
本实验选取了常见的钢铁、铝和铜等金属材料，将其置于自然环境和酸性环境中，观察并比较其腐蚀程度。
三、实验步骤1. 准备金属试样：分别选取同一尺寸和形状的钢铁、铝和铜试样，保证其表面光洁。
2. 自然环境观察：将金属试样暴露在自然环境中，每隔一段时间观察试样表面的变化，并记录下来。
3. 酸性环境观察：将金属试样置于酸性溶液中，每隔一段时间观察试样表面的变化，并记录下来。
4. 分析实验结果：根据观察记录，比较不同金属试样在不同环境中的腐蚀程度，并进行结果分析。
四、实验结果与分析根据实验观察，在自然环境中，铁表面出现了明显的锈斑，而铝和铜表面没有明显腐蚀现象。
这是由于铁在湿氧气环境下容易氧化生成铁锈，而铝和铜具有更好的抗氧化性能。
在酸性环境中，铁和铝表面均出现了腐蚀现象，与自然环境下相比，腐蚀速度更快。
铜的腐蚀程度较轻，表面仅有些微变化。
这是由于酸性溶液中的氢离子和氧气能够加速金属的腐蚀反应。
为了减轻金属腐蚀的程度，我们可以采用表面涂层和阴极保护等方法进行防护。
金属材料的电化学腐蚀与防护一、实验目的1.了解金属电化学腐蚀的基本原理。
2.了解防止金属腐蚀的基本原理和常用方法。
二、实验原理1．金属的电化学腐蚀类型(1)微电池腐蚀①差异充气腐蚀同一种金属在中性条件下，如果不同部位溶解氧气浓度不同，则氧气浓度较小的部位作为腐蚀电池的阳极，金属失去电子受到腐蚀；而氧气浓度较大的部位作为阴极，氧气得电子生成氢氧根离子。
如果也有K3[Fe(CN)6]和酚酞存在，则阳极金属亚铁离子进一步与K3[Fe(CN)6]反应，生成蓝色的Fe3[Fe(CN)6]2沉淀；在阴极，由于氢氧根离子的不断生成使得酚酞变红（亦属于吸氧腐蚀）。
两极反应式如下：阳极(氧气浓度小的部位)反应式：Fe = Fe2＋＋2e－3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－= Fe3[Fe(CN)6]2 (蓝色沉淀) 阴极(氧气浓度大的部位)反应式：O2＋2H2O ＋4e－= 4OH－②析氢腐蚀金属铁浸在含有K3[Fe(CN)6]2的盐酸溶液中，铁作为阳极失去电子，受腐蚀，杂质作为阴极，在其表面H＋得电子被还原析出氢气。
两极反应式为：阳极：Fe = Fe2＋＋2e－阴极：2H＋+2e－= H2↑在其中加入K3[Fe(CN)6]，则阳极附近的Fe2＋进一步反应：3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－= Fe3[Fe(CN)6]2 (蓝色沉淀)（2）宏电池腐蚀①金属铁和铜直接接触，置于含有NaCl、K3[Fe(CN)6]、酚酞的混合溶液里，由于ϕO(Fe2＋/Fe)< ϕO（Cu2＋/Cu），两者构成了宏电池，铁作为阳极，失去电子受到腐蚀（属于吸氧腐蚀）。
两极的电极反应式分别如下：阳极反应式：Fe = Fe2＋＋2e－3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－= Fe3[Fe(CN)6]2 (蓝色沉淀) 阴极(铜表面)反应式：O2＋2H2O ＋4e－= 4OH－在阴极由于有OH－生成，使c(OH－)增大，所以酚酞变红。
《过程装备腐蚀与防护》实验实验一、盐水滴演示实验(一)实验目的观察碳钢表面微电池和氧浓差电池形成情况，进一步加深对电化学腐蚀原理的理解。
(二)实验与准备工作实验准备：将一块洁净的钢板表面用细砂纸打磨平整，并研磨至光亮，以去离子水冲洗，用浸丙酮或无水乙醇的棉球擦拭，再用滤纸吸干后即可使用。
配制盐水滴溶液：先配好O．1mol／L的NaCl溶液100mL，再加入1％的酚酞酒精溶液0．5mL和1％的铁氰化钾溶液3mL。
实验：将盐水溶液滴在准备好的钢板上，液滴覆盖的钢板表面很快就会出现若干蓝色的小斑点(如图附一1)，稍待片刻，蓝色斑点以外的表面幻呈粉红色。
再过几分钟，则液滴中心部分主要呈现蓝色，液滴边缘为一红色圆环，而在蓝红交界区则逐步变成棕褐色。
(三)实验现象分析金属发生电化学腐蚀时，释放电子的阳极过程和获得电子的阴极过程，分别在彼此联通的两个独立的区域上同时进行。
此盐水滴试验明显地证明了碳钢表面电化学不均一性引起的微电池腐蚀，和由于氧的浓度不同而形成的氧浓差电池的存在。
盐水滴接触钢板表面以后，出现的蓝色斑点是微电池的阳极区，发生的是金属溶解的氧化反应，即Fe--→Fe2++2e产生的Fe2+与NaCl溶液中事先加入的铁氰化钾的Fe(CN)63-化合，生成滕氏蓝，故阳极区域呈现蓝色。
蓝色以外的区域是阴极区，发生氧分子获得电子的还原反应，即2+2H20+4e--→40H-生成的产物是0H-，而NaCl溶液内事先加有酚酞指示剂，0H-生成后，溶液的pH 值升高，具有碱性，所以阴极区域呈现粉红色。
上图这种阴、阳极相间的微电池分布情况称为初生分布，这种分布情况不会持续很久。
当液滴中的氧逐渐被消耗，需要从空气中补充氧时，作为腐蚀介质的盐水滴出现了含氧不均匀的情况：液滴中心部位，由于液层较厚，氧从空气中通过扩散到达中心部位的钢板表面路程较长，故供氧较慢，成为贫氧区域。
而液滴边缘部分液膜较薄，氧容易到达，成为富氧区样，由于充氧不均形成了氧浓差电池。
实验一恒电位法测定阳极极化曲线一、目的1．了解金属活化、钝化转变过程及金属钝化在研究腐蚀与防护中的作用。
2．熟悉恒电位测定极化曲线的方法。
3．通过阳极极化曲线的测定，学会选取阳极保护的技术参数。
二、实验基本原理测量腐蚀体系的极化曲线，实际就是测量在外加电流作用下，金属在腐蚀介质中的电极电位与外加电流密度（以下简称电密）之间的关系。
测量极化曲线的方法可以采用恒电位和恒电流两种不同方法。
以电密为自变量测量极化曲线的方法叫恒电流法，以电位为自变量的测量方法叫恒电位法。
一般情况下，若电极电位是电密的单值函数时，恒电流法和恒电位法测得的结果是一致的。
但是如果某种金属在阳极极化过程中，电极表面壮态发生变化，具有活化/钝化变化，那么该金属的阳极过程只能用恒电位法才能将其历程全部揭示出来，这时若采用恒电流法，则阳极过程某些部分将被掩盖，而得不到完整的阳极极化曲线。
在许多情况下，一条完整的极化曲线中与一个电密相对应可以有几个电极电位。
例如，对于具有活化/钝化行为的金属在腐蚀体系中的阳极极化曲线是很典型的。
由阳极极化曲线可知，在一定的电位范围内，金属存在活化区、钝化过渡区、钝化区和过钝化区，还可知金属的自腐蚀电位（稳定电位）、致钝电密、维钝电密和维钝电位范围。
用恒电流法测量时，由自腐蚀电位点开始逐渐增加电密，当达到致钝电密点时金属开始钝化，由于人为控制电密恒定，故电极电位突然增加到很正的数值（到达过钝化区），跳过钝化区，当再增加电密时，所测得的曲线在过钝化区。
因此，用恒电流法测不出金属进入钝化区的真实情况，而是从活化区跃入过钝化区。
图1 恒电位极化曲线测量装置三、实验仪器及药品电化学工作站CHI660D、铂电极、饱和甘汞电极、碳钢、天平、量筒、烧杯、电炉、水砂纸、U型管蒸馏水、碳酸氢铵、浓氨水、浓硫酸、琼脂、氯化钠、氯化钾、无水乙醇、棉花四、实验步骤1.琼脂-饱和氯化钾盐桥的制备烧杯中加入3g琼脂和97ml蒸馏水，使用水浴加热法将琼脂加热至完全溶解。
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。
腐蚀与防护综合实验教程
一、实验目的
1、了解腐蚀与防护的基本原理；
2、掌握腐蚀与防护的实验方法；
3、掌握腐蚀与防护的实验技术；
4、掌握腐蚀与防护的实验结果分析。
二、实验原理
腐蚀与防护是一种金属材料的耐腐蚀性能的测试，它是通过在金属材料表面形成一层保护膜，以防止金属材料受到腐蚀的影响而实现的。
三、实验准备
1、实验仪器：腐蚀与防护实验仪器；
2、实验材料：金属材料；
3、实验设备：腐蚀与防护实验设备；
4、实验软件：腐蚀与防护实验软件。
四、实验步骤
1、准备实验材料：将金属材料放入实验仪器中；
2、设置实验参数：根据实验要求设置实验参数，如温度、湿度、腐蚀剂浓度等；
3、进行实验：根据实验参数，在实验仪器中进行腐蚀与防护实验；
4、数据分析：根据实验结果，使用实验软件进行数据分析，得出腐蚀与防护的实验结果。
五、实验结果
根据实验结果，可以得出金属材料的耐腐蚀性能，以及金属材料的防护效果。
腐蚀与防护技术工程作业指导书第1章腐蚀与防护技术概述 (3)1.1 腐蚀现象及其危害 (3)1.2 腐蚀防护的重要性 (4)1.3 腐蚀防护技术发展概况 (4)第2章腐蚀类型与腐蚀原理 (5)2.1 化学腐蚀 (5)2.2 电化学腐蚀 (5)2.3 物理腐蚀 (5)2.4 生物腐蚀 (6)第3章金属材料的腐蚀行为 (6)3.1 常见金属材料的腐蚀特点 (6)3.1.1 钢铁材料 (6)3.1.2 铜及铜合金 (6)3.1.3 铝及铝合金 (6)3.1.4 不锈钢 (7)3.2 影响金属材料腐蚀的因素 (7)3.2.1 内部因素 (7)3.2.2 外部因素 (7)3.3 腐蚀速率与腐蚀程度评价 (7)3.3.1 腐蚀速率 (7)3.3.2 腐蚀程度 (7)第4章防腐蚀涂料技术 (7)4.1 防腐蚀涂料概述 (7)4.2 涂料的选择与施工 (8)4.2.1 涂料的选择 (8)4.2.2 涂料的施工 (8)4.3 涂层的检测与评价 (8)4.3.1 涂层厚度检测：采用磁性测厚仪、涡流测厚仪等设备，检测涂层的厚度。
(8)4.3.2 涂层附着力检测：采用划格法、拉开法等，检测涂层的附着力。
(8)4.3.3 涂层硬度检测：采用铅笔硬度计、巴氏硬度计等，检测涂层的硬度。
(8)4.3.4 涂层耐腐蚀功能检测：通过盐雾试验、湿热试验等，评价涂层的耐腐蚀功能。
84.3.5 涂层外观检测：通过肉眼观察或使用光学仪器，检查涂层的外观质量。
(9)4.3.6 涂层其他功能检测：根据需要，对涂层的耐磨性、柔韧性等功能进行检测。
(9)第5章阴极保护技术 (9)5.1 阴极保护原理 (9)5.1.1 电解质溶液中的电化学反应 (9)5.1.2 阴极保护的作用 (9)5.2 牺牲阳极保护法 (9)5.2.1 牺牲阳极材料的选择 (9)5.2.2 牺牲阳极的安装与维护 (10)5.3 外加电流保护法 (10)5.3.1 外加电流保护系统组成 (10)5.3.2 外加电流保护法的应用 (10)5.4 阴极保护系统的设计与应用 (10)5.4.1 阴极保护系统设计原则 (10)5.4.2 阴极保护系统应用实例 (10)第6章防腐蚀涂层与衬里技术 (11)6.1 防腐蚀涂层概述 (11)6.2 橡胶衬里 (11)6.2.1 橡胶衬里种类及功能特点 (11)6.2.2 橡胶衬里施工工艺 (11)6.2.3 橡胶衬里质量控制要点 (11)6.3 塑料衬里 (11)6.3.1 塑料衬里种类及功能特点 (11)6.3.2 塑料衬里施工方法 (12)6.3.3 塑料衬里质量控制要点 (12)6.4 陶瓷衬里 (12)6.4.1 陶瓷衬里功能特点 (12)6.4.2 陶瓷衬里施工技术 (12)6.4.3 陶瓷衬里质量控制要点 (12)第7章电镀与化学镀技术 (12)7.1 电镀原理与工艺 (12)7.1.1 电镀基本原理 (12)7.1.2 电镀工艺流程 (12)7.2 常见电镀技术应用 (13)7.2.1 镀锌 (13)7.2.2 镀铬 (13)7.2.3 镀镍 (13)7.2.4 镀金 (13)7.3 化学镀原理与工艺 (13)7.3.1 化学镀基本原理 (13)7.3.2 化学镀工艺流程 (13)7.4 化学镀技术应用 (13)7.4.1 化学镀镍 (13)7.4.2 化学镀铜 (14)7.4.3 化学镀金 (14)7.4.4 化学镀合金 (14)第8章防腐蚀设计与施工 (14)8.1 防腐蚀设计原则与方法 (14)8.1.1 设计原则 (14)8.1.2 设计方法 (14)8.2 防腐蚀结构设计 (14)8.2.1 结构设计要求 (14)8.2.2 结构设计要点 (15)8.3 防腐蚀施工技术 (15)8.3.1 表面处理 (15)8.3.2 防腐蚀涂层施工 (15)8.3.3 阴极保护施工 (15)8.4 防腐蚀工程质量控制 (15)8.4.1 质量控制措施 (15)8.4.2 质量检测 (15)8.4.3 质量问题处理 (15)第9章腐蚀监测与检测技术 (16)9.1 腐蚀监测方法 (16)9.1.1 重量法 (16)9.1.2 电化学法 (16)9.1.3 超声波法 (16)9.1.4 涡流法 (16)9.2 腐蚀检测技术 (16)9.2.1 磁粉检测 (16)9.2.2 渗透检测 (16)9.2.3 涂层检测 (16)9.2.4 红外热成像检测 (16)9.3 在线监测与远程监控系统 (16)9.3.1 在线监测系统 (16)9.3.2 远程监控系统 (16)9.3.3 数据传输与处理 (16)9.4 腐蚀监测数据分析与应用 (16)9.4.1 数据分析方法 (17)9.4.2 数据应用 (17)9.4.3 案例分析 (17)第10章腐蚀防护案例分析 (17)10.1 工业领域的腐蚀防护案例 (17)10.1.1 案例一：化工设备腐蚀防护 (17)10.1.2 案例二：石油开采腐蚀防护 (17)10.2 基础设施领域的腐蚀防护案例 (17)10.2.1 案例一：桥梁腐蚀防护 (17)10.2.2 案例二：建筑钢结构腐蚀防护 (17)10.3 海洋工程领域的腐蚀防护案例 (17)10.3.1 案例一：船舶腐蚀防护 (17)10.3.2 案例二：海上风电场腐蚀防护 (17)10.4 腐蚀防护技术的发展趋势与展望 (18)第1章腐蚀与防护技术概述1.1 腐蚀现象及其危害腐蚀是材料在环境作用下发生的破坏过程，表现为材料功能下降、结构失效和外观损伤。
金属腐蚀与防护的实验一、重量法测定金属腐蚀速度一、目的要求1.掌握重量法测定金属腐蚀速度的原理和方法。
2.用重量法测定碳钢在稀硫酸中的腐蚀速度。
二、基本原理重量法是根据腐蚀前后金属试件的重量的变化来测定金属腐蚀速度的。
把待测的金属做成一定形状和大小的试件，放在测试环境中，经过一定时间后，取出并测量其重量和尺寸变化，计算其腐蚀速度。
对于失重法，可由下面公式计算腐蚀速度。
V-=（w0-w1）/（st）式中：V—金属的腐蚀速度，g/m2·h；w0—试件腐蚀前的重量，g；w1—试件腐蚀后并经过除去腐蚀产物后的重量，g；s—试件暴露在腐蚀环境中的面积，m2；t—试件腐蚀的时间，h。
腐蚀深度指标表示公式如下：V l=8.76×V-/ρ—用腐蚀深度表示的金属腐蚀速度，mm/a式中： Vlρ—金属的密度，g/cm3。
三、仪器与药品碳钢试件、稀硫酸8%、金相砂纸、细尼龙丝、电子天平等四、操作步骤1.试样用金相砂纸打磨，以除去表面氧化膜。
2.在电子天平上称重，精确到0.1mg。
用游标卡尺测量暴露的全部表面积，精确到0.02mm。
在烧杯中注入8%硫酸水溶液，将试件系于尼龙丝的一端，另一端系在玻璃棒上。
然后用无水酒精和丙酮棉球清洗试件的表面以除污垢。
把玻璃棒横担于烧杯上，使试件处于溶液的中部。
观察并记录现象。
3.记录时间，从试件进入溶液时起，到试件取出时止，实验时间为1小时。
4.试验结束后取出试件，用自来水冲洗。
5.试样干燥后(可用冷风吹)，称重，除去腐蚀产物，再清洗干燥并称重，如此反复几次，直至前后相邻两次去膜后的重量差不大于0.5mg，即视为腐蚀产物完全清除，记录之。
五、数据记录室温介质试样浸入时间试样取出时间列出一组数据的计算过程。
七、思考与讨论1.重量法测定金属腐蚀速度的优点、缺点及适用范围?2.分析实验数据的误差来源。
3.写出有关电极反应式。
实验二恒电位法测定阴极极化曲线一、目的要求1.掌握恒电流法测定阴极极化曲线的基本原理和方法。
金属腐蚀与防护实验陈颖敏编华北电力大学2006年6月目录实验部分实验 1 腐蚀试样的制备电化学试样的制备 (2)实验 2 恒电位法测定阳极极化曲线 (3)实验 3 塔菲尔直线外推法测定金属的腐蚀速度 (5)实验 4 失重法测定金属的腐蚀速度 (7)实验 5 线性极化法测定金属的腐蚀速度 (10)实验 6 电位-pH图的应用 (12)实验7 动电位扫描法测定金属的阳极极化曲线 (14)实验8 电偶腐蚀速度的测定 (15)实验9 闭塞电池腐蚀模拟实验 (17)演示实验部分实验 1 腐蚀原电池 (18)实验 2 原电池的极化 (19)实验 3 钢在硝酸中的钝化 (20)实验 4 缓蚀剂的缓蚀效果 (21)实验 5 阴极保护——牺牲阳极法 (22)附录1 CR-3型多功能腐蚀测量仪的使用方法 (23)附录2 PS-1型恒电位/恒电流仪的使用方法 (26)综合实验部分锈蚀碳钢磷化及磷化膜性能检验试验 (30)附录一 (34)附录二 (42)附录三 (45)附录四 (46)实验部分实验1腐蚀试样的制备电化学试样的制备一、目的学会一种用树脂镶制电化学实验用的金属试样的简易方法和焊接金属样品的方法。
二、材料和药品金属试样具有塑料绝缘外套的铜管塑料套圈金属砂纸电烙铁焊油焊锡丝玻璃板玻璃棒烧杯托盘天平乙二胺环氧树脂三、实验步骤1．焊接金属样品将金属试样的所有面金属都用砂纸打磨光亮，用水冲洗干净后待用。
2．给电烙铁通电加热，待电烙铁尖端呈红色时，蘸少许焊油且接触焊锡丝待焊锡丝熔化后，将带塑料套圈的铜杆焊在金属试样上。
3．将锯好的5mm厚的塑料套圈打磨平整待用。
4．称取100g环氧树脂于烧杯中，再称取5～8g固化剂乙二胺也倒入该烧杯中，用玻璃棒搅拌10min，然后把塑料圈放在光滑的玻璃板上，将金属试样放在塑料圈内中央部分。
5．把配制好的环氧树脂倒入摆好金属试样的塑料圈内。
6．24h固化好金属试样可以进行磨制、抛光。
四、注意事项1．焊接金属试样时，因电烙铁尖端部位的温度最高，要用尖端部位进行焊接。
金属腐蚀与防护的实验一、重量法测定金属腐蚀速度一、目的要求1.掌握重量法测定金属腐蚀速度的原理和方法。
2.用重量法测定碳钢在稀硫酸中的腐蚀速度。
二、基本原理重量法是根据腐蚀前后金属试件的重量的变化来测定金属腐蚀速度的。
把待测的金属做成一定形状和大小的试件，放在测试环境中，经过一定时间后，取出并测量其重量和尺寸变化，计算其腐蚀速度。
对于失重法，可由下面公式计算腐蚀速度。
V-=（w0-w1）/（st）式中：V—金属的腐蚀速度，g/m2·h；w0—试件腐蚀前的重量，g；w1—试件腐蚀后并经过除去腐蚀产物后的重量，g；s—试件暴露在腐蚀环境中的面积，m2；t—试件腐蚀的时间，h。
腐蚀深度指标表示公式如下：V l=8.76×V-/ρ—用腐蚀深度表示的金属腐蚀速度，mm/a式中： Vlρ—金属的密度，g/cm3。
三、仪器与药品碳钢试件、稀硫酸8%、金相砂纸、细尼龙丝、电子天平等四、操作步骤1.试样用金相砂纸打磨，以除去表面氧化膜。
2.在电子天平上称重，精确到0.1mg。
用游标卡尺测量暴露的全部表面积，精确到0.02mm。
在烧杯中注入8%硫酸水溶液，将试件系于尼龙丝的一端，另一端系在玻璃棒上。
然后用无水酒精和丙酮棉球清洗试件的表面以除污垢。
把玻璃棒横担于烧杯上，使试件处于溶液的中部。
观察并记录现象。
3.记录时间，从试件进入溶液时起，到试件取出时止，实验时间为1小时。
4.试验结束后取出试件，用自来水冲洗。
5.试样干燥后(可用冷风吹)，称重，除去腐蚀产物，再清洗干燥并称重，如此反复几次，直至前后相邻两次去膜后的重量差不大于0.5mg，即视为腐蚀产物完全清除，记录之。
五、数据记录室温介质试样浸入时间试样取出时间列出一组数据的计算过程。
七、思考与讨论1.重量法测定金属腐蚀速度的优点、缺点及适用范围?2.分析实验数据的误差来源。
3.写出有关电极反应式。
实验二恒电位法测定阴极极化曲线一、目的要求1.掌握恒电流法测定阴极极化曲线的基本原理和方法。
2.运用极化曲线初步判定实行阴极保护的可能性。
二、基本原理对于构成腐蚀体系的金属电极，在外加电流的作用下，阴极的电位偏离其自腐蚀电位向负的方向移动，这种现象称为阴极极化。
电极上通过的电流密度越大，电极电位偏离的程度也越大，控制外加电位，使其由大到小逐渐减小，便可以测得一系列对应于各电位值的电流值。
做阴极电位与电流密度的关系曲线的示意图，即为恒电流阴极极化曲线。
三、仪器与药品ZF-3恒电位仪、饱和甘汞电极、铂电极、碳钢试样、3%的NaCl溶液。
四、操作步骤1.将恒电位仪电源打开，预热15—20分钟。
2.试样用细砂纸打磨。
用丙酮擦洗干净，测量其尺寸，安装到夹具上。
3.将参比电极(饱和甘汞电极)接ZF—3恒电位仪的黄色线，研究电极接黑色、蓝色线(黑色保护套)，辅助电极（铂电极）接红色线。
4.恒电位仪的工作状态开关置于参比，即可测得碳钢在3％的NaCl水溶液中的自腐蚀电位(一般在几分钟至30分钟内可取得稳定值)。
5.接通电源后，先进行无搅拌极化测量。
调节旋钮，使极化电位达到一定值。
在2～3分钟后读取相应的电流值。
每隔2～3分钟调节一次电位，记下相应的电流，计入表中。
直到通入阴极电流较大，而电位变化缓慢时为止，观察并记录阴极表面上开始析出氢气气泡时的电位。
（大约10组数据）五、数据记录试样材质暴露面积介质成分参比电极在同一坐标纸中绘出无搅拌和加搅拌条件下的电位－电流阴极极化曲线。
七、思考题1.阴极保护中的两个保护参数，哪个起决定性作用？为什么？2.搅拌对阴极极化曲线有何影响？为什么？实验三稳态恒电位法测定阳极极化曲线一、目的要求1.掌握稳态恒电位法测定阳极极化曲线的原理和方法。
2.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。
二、实验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。
本实验采用恒电位仪逐点测定阳极电位，同时测定对应的电流，并在半对数坐标纸上绘出Φ－lgi曲线，即为恒电位阳极极化曲线。
三、仪器与药品ZF-3恒电位仪、饱和甘汞电极、铂电极、碳钢试样、稀硫酸(12％)四、操作步骤1.打开恒电位仪的电源开关，预热15～20分钟。
2.试件用金相砂纸打磨，测量尺寸，用丙酮和脱脂。
3.测碳钢在12％硫酸水溶液中的自腐蚀电位。
4.将恒电位仪开关置于通，调节恒电位仪进行阳极极化，每隔2～4分钟调一次电位，在电流变化较大的活化区和过渡区，每次可调10～20mV左右，在电流变化较小的钝化区每次可调50～100mv。
记录下对应的电位与电流值。
观察其变化规律及电极表面的现象。
（15组数据）五、数据记录试样材质暴露面积介质成分参比电极1.求出各点的电流密度，填入表中。
2.在半对数坐标纸上作恒电位法测出的E－lgi曲线。
3.初步确定碳钢在10％硫酸溶液中进行阳极保护的可能性。
八、思考和讨论1.分析阳极极化曲线各线段和拐点的意义。
2.说明测定阳极极化曲线为什么需要用恒电位法？实验四电阻法测定金属腐蚀速度一、目的要求1.了解电阻法测定金属腐蚀速度的原理。
2.测定碳钢在8％硫酸溶液中的腐蚀速度。
二、基本原理电阻法测定金属的腐蚀速度，是利用金属试样在腐蚀过程中截面积减小而电阻增加的原理，通过测量金属腐蚀过程中电阻的变化从而求出金属的腐蚀量。
对丝状试样，r0为试样的原始半径，时间t(小时)，求得腐蚀速度为：V L=r0[1－(1－ΔR/Rt)l/2] ×8760/t mm/a (1)V－=r0[1－(1－ΔR/Rt) l/2] ×ρM×1000 g/m2·h (2)三、仪器与药品QJ44或QJ23电桥、丝状的碳钢试样、硫酸溶液(8％)等四、实验步骤1.打磨碳钢试样，测量试样的直径，并记录之。
2.在试样未放入腐蚀介质前，接好线路，把电桥的比率臂置于"0.001”(为测定1Ω以下值)，为了使试样一放入溶液中就能迅速地找到电桥的平衡点，而正确测得R0(尽可能准确)可先测定试样在空气中的电阻R。
4.把试样放入8％的硫酸溶液中，记下试样入槽的时间，立即测定试样在腐蚀前的电阻R0：然后每隔20分钟左右测一次值，持续一小时结束。
五、数据记录试样材质介质成分把ΔR/Rt带入计算公式计算出碳钢在8％硫酸溶液中的腐蚀速度。
列出计算过程实验五电偶腐蚀的测量一、目的要求1.了解电偶腐蚀测试的原理和掌握测定电偶电流的方法。
2.测定纯铝—纯铜、纯铜—碳钢、碳钢—纯铝在3%氯化钠溶液中的电偶电流，排出电动序。
二、基本原理当两种不同的金属在腐蚀介质内彼此接触时，由于腐蚀电位不等、必定会构成电偶腐蚀电池。
腐蚀电位较负的金属成为电偶电池的阳极，其阳极溶解速度增加，腐蚀加剧。
三、仪器与药品恒电位仪、饱和甘汞电极、纯铜、碳钢、纯铝试件、NaCl水溶液(3％)四、操作步骤1.准备好各种待测试件，进行打磨，测量尺寸，用丙酮和乙醇擦洗以清除表面的油脂，待用。
2.按测定先后，分别将铝与铜、铝与碳钢、碳钢与铜等所组成的电偶对安装于盛有3％NaCl的水溶液的烧杯中，电偶对的试件尽量靠近，把甘汞电极安装于两个试件之间，便于测量定耦合前后的各电位值，3.连接好线路，黑色、蓝色线(黑色护套夹)接一个研究电极(工作电极)，黄色线(红色护套夹)接参比电极。
另一个研究电极接在恒电位仪后面的黑色接线柱上。
4.将开关打至“通”，观察电偶电流Ig随时间的变化情况。
当测量选择开关置于“电流”档，读数为两偶对电极处于短路状态下的电偶电流，读数为正表示研究电极引线所接的电偶为阳极，黑色接线柱（接地线）连接的电偶为阴极，电流由电偶I流向电偶Ⅱ，负电流则与此相反。
当测量选择开关置于“参比”档后，显示电位为参比电极相对于电偶对的混合电位即电偶电位。
在起始五分钟之内，每分钟记录一次Ig值，接着改为三分钟记录一次Ig值，直到电流比较稳定时（10个数据左右)。
同时测定电偶电极相对于甘汞电极的电位。
5.更换电偶对，按上述步骤依次进行各电偶对的测定。
五、数据记录介质成分介质温度1.在同一坐标纸上绘出各组电偶电流Ig对时间的关系曲线。
2.将各组的电偶电流除以试样的表面积，排列出上述材料在3%氯化钠溶液中的电动序。
实验六手糊法制玻璃钢一、目的要求1.了解玻璃钢手糊法工艺。
2.了解玻璃钢组成及其作用二、基本原理玻璃钢又称玻璃纤维增强塑料，是一种以合成树脂为粘接剂，玻璃纤维及其制品为增强材料制成的新型复合材料。
其成型方法有手糊法、缠绕、磨压等。
其中手糊法成型在目前仍占有一定地位。
本试验为手糊成型法。
手糊工艺过程就是在预先涂好脱膜剂的模具上，涂一层按一定配比配合的胶料(即由合成树脂、固化剂及其它助剂组成)，铺放一层玻璃纤维制品，并排出气泡。
按此重复糊制多层直至所需要厚度。
三、仪器与原料电子天平、环氧树脂(6101)、乙二胺、邻苯二甲酸二丁酯、丙酮、玻璃布等。
要求写出各种原料的配比。
四、操作步骤1.按要求选取玻璃纤维制品。
2.配制粘接剂。
先准确称量各树脂、填料，搅拌均匀，临用前再加乙二胺。
3.先在平板上均匀地刷上一层胶料，铺上一层玻璃布，用漆刷蘸取胶料在玻璃布上再均匀地刷上一层，按此方法多层糊制。
4.待完全固化后，检查玻璃钢的外观和性能。
