材料腐蚀与防护复习

《金属腐蚀与防护》复习题2022.6第一章绪论.什么是金属的腐蚀？局部腐蚀主要有哪些类型？1.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?2.化学腐蚀和电化学腐蚀的共性与差异？其次章电化学腐蚀热力学.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？1.什么是非平衡电极电位？它通常是如何获得的？2.标准电极电位的定义？标准电极电位是如何获得的？3.对参比电极的最基本要求是什么？4.电化学腐蚀发生的根本条件是什么？合金中杂质或其次相的存在对金属腐蚀倾向和腐蚀速度有何影响？5.金属发生腐蚀时，外表至少会有几个电极反响？金属在无氧的自身离子中性溶液中会始终发生溶解腐蚀吗？为什么？金属在有氧的自身离子中性溶液中会始终发生溶解腐蚀吗？6. 一根装运弱酸性化学溶液的碳钢管，由于匀称腐蚀，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，对管子内外表实施了化学镀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.什么是电极的极化现象？极化发生的本质缘由是什么？极化对金属腐蚀的速度有什么影响？1.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，通过试验测得的开路电位是平衡电位吗？2.阳极极化有儿种类型？成因是什么？3.由图3.11,分析溶液中硫化物及金属中其次相的存在对金属腐蚀速度的影响。

4.塔菲尔方程的基本表达式〃=成立图3.11钢在非氧化酸中的腐蚀极化图5 .电化学极化（活化极化）和浓差极化的形成缘由是什么？第四章析氢腐蚀与吸氧腐蚀•依据n 产曲+6log 九,分析影响析氢过电 位的因素。

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。

第18讲金属的腐蚀与防护（原卷版）知识主线：一、金属的腐蚀1．概念：金属或合金与周围的气体或液体发生氧化还原反应而引起损耗的现象2．本质：金属本身失去电子变成阳离子的过程(发生氧化反应)，M－n e－===M n＋3．金属腐蚀的类型——根据与金属接触的气体或液体不同，金属腐蚀可分为两类(1)化学腐蚀：金属和接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀，其腐蚀过程没有电流产生(2)电化学腐蚀——不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应。

比较活泼的金属失去电子而被氧化，这种腐蚀叫做电化学腐蚀。

电化学腐蚀过程有电流产生(3)化学腐蚀与电化学腐蚀①析氢腐蚀和吸氧腐蚀取决于金属表面电解质溶液的酸碱性，实际情况中以吸氧腐蚀为主①钢铁发生析氢腐蚀或吸氧腐蚀时，负极均是Fe失电子生成Fe2＋，而非Fe3＋①一般情况下，只有在金属活动性顺序中排在氢之前的金属才有可能发生析氢腐蚀，金属活动顺序表中氢后的金属不能发生析氢腐蚀，只能发生吸氧腐蚀①金属活动顺序表中氢之前、镁之后金属的电化学腐蚀与钢铁的电化学腐蚀相似5．判断金属腐蚀快慢的规律(1)同一金属在相同电解质溶液中，金属腐蚀的快慢：电解原理引起的腐蚀(即电解池的阳极)＞原电池原理引起的腐蚀(即原电池的负极)＞化学腐蚀＞有防腐措施的腐蚀(即电解池的阴极、原电池的正极及加有镀层的金属等)(2)同一金属在不同电解质溶液中，金属腐蚀的快慢：强电解质溶液＞弱电解质溶液＞非电解质溶液(3)活动性不同的两种金属，活动性越强，腐蚀得越快(4)同一金属在相同电解质溶液中，电解质浓度越大，腐蚀越快二、金属的防护：金属的防护主要从金属、与金属接触的物质及两者反应的条件等方面来考虑1．改变金属材料的组成：在金属中添加其他金属或非金属制成性能优异的合金如：把铬、镍等加入普通钢中制成不锈钢产品；钛合金不仅具有优异的抗腐蚀性能且具有良好的生物相容性2．在金属表面覆盖保护层：在金属表面覆盖致密的保护层，将金属制品与周围物质隔开。

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。

《腐蚀与防护》复习题1、化学腐蚀的概念、及特点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？3、电化学腐蚀的概念，与化学腐蚀的区别4、解释现象：试验1：铜块与锌块相互接触，放入稀盐酸介质中，在铜块一侧有氢气产生，而锌块逐渐溶解。

试验2：将铜块与锌块不相互接触，而在体系外用导线连接，若在导线间连接电流表。

铜块一侧有氢气产生，而锌块逐渐溶解，电流表针发生转动。

试验3：将锌块置于稀盐酸介质中，可见锌块不断溶解，氢气不断产生。

5、解释现象：试验：3%NaCl水溶液1滴至光亮的铁片上，加少量铁氰化钾（K3Fe(CN)6）和酚酞试剂，然后把铁片置于磁场中。

现象：在液滴上逐渐产生蓝红相间的斑点，接着液滴中心变蓝，边缘便成粉红，液滴缓慢旋转。

6、举例说明氧浓差腐蚀7、解释现象：试验：一根铜丝一端置于0.1mol/LCuSO4溶液中，另一端置于1mol/LCuSO4溶液中。

发现，铜丝置于0.1mol/LCuSO4溶液中的一端发生腐蚀（不断溶解）。

8、解释现象：试验：一根铁丝一端置于高温溶液中，另一端置于低温溶液中。

发现，铁丝置于高温溶液中的一端发生腐蚀（不断溶解）。

9、绘出Fe—HO的V—pH图，指出保护区、腐蚀区、钝化区和过钝化区。

并举例说明该图的应用。

210、理论电位—pH图的局限性？11、举例说明有哪些可能的阴极去极化剂?当有几种阴极去极化剂同时存在时，如何判断哪一种发生还原的可能性最大?自然界中最常见的阴极去极化反应是什么?12、何谓腐蚀极化图?说明其应用。

13、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。

14、混合电位理论的基本假说是什么?15、何谓差异效应?产生负差异效应的原因是什么？16、为什么说防腐就是防水？（可从极化与去极化角度解释）17、金属钝化的概念及钝化图和应用18、关于金属钝化的解释有几种理论？简述各理论并比较？19、什么叫局部腐蚀？为什么说局部腐蚀比全面腐蚀更有害？20、电偶腐蚀的概念、因素、控制举例21、小孔腐蚀的概念、特征、因素与控制举例22、缝隙腐蚀的概念、特点与控制。

一．选择题1.（A ）是材料受环境介质的化学作用而破坏的现象。

A.腐蚀B.磨损C.断裂D.磨蚀2.在以下材料失效的形式中，属于突变过程的是（C ）。

A.腐蚀B.磨损C.断裂D.磨蚀3.下列属于腐蚀的特点的是（C）。

A.自发性B.普遍性C.被动性D. 隐蔽性4.腐蚀的发生是金属由高能级向低能级退化的过程，是（B）过程。

A.吸热B.放热C.升压D. 降压5.下列腐蚀类型属于化学腐蚀的是（D）。

A. 土壤腐蚀B. 电解液中腐蚀C. 海水腐蚀D. 非电解液中腐蚀6.以下物体不属于据导电能力分类的是：（D）A. 导体B. 半导体C. 绝缘体D. 电解质7.下列导体属于离子导体是：（C）。

A. 金属导体B. 半导体C. 电解质溶液D. 绝缘体8.下列不属于气体电极的是：（B）。

A. 氢电极B. 饱和甘汞电极C. 氧电极D. 氯电极9.下列哪种电极不是在实际使用中常常采用的二级参比电极。

（B）A.饱和甘汞电极（SCE）B.氢标准电极（SHE）C.银－氯化银电极D.饱和硫酸铜电极10.下列金属按其活泼性由高到低排列，次序正确的是（A）。

A. K、Na、Zn、Cu、Ag、Au；B. Cu、K、Na、Zn、Ag、Au；C. K、Na、Cu、Zn、Au、Ag；D. Cu、K、Zn、Na、Au、Ag；11.下列金属（）不属于负电性贱金属。

A. K12.下列腐蚀形式（D）不属于金属的局部腐蚀A.电偶腐蚀B.应力腐蚀C.氢损伤D.析氢腐蚀。

13.下列选项（B）不是孔蚀的破坏特征。

A.破坏高度集中B.蚀孔的分布均匀C.蚀孔通常沿重力方向发展D.蚀孔小，不易发现。

14.黄铜脱锌破坏形式属于（B）。

A.电偶腐蚀B. 选择性腐蚀C. 晶间腐蚀D.缝隙腐蚀15.根据金属表面的潮湿程度，不属于大气腐蚀分类的是（C）：A.干大气腐蚀B. 潮大气腐蚀C. 润大气腐蚀D.湿大气腐蚀16.以下（D）不属于影响土壤腐蚀的因素。

A.土壤电阻率B.土壤的含氧量C.土壤的pH值D.土壤的物化性质17.目前常用来解释缓蚀剂机理的理论不包括：（C）A.吸附理论；B.成膜理论；C.物理化学理论；D.电化学理论；18.缓蚀剂的分类按其作用机理来划分不包括：（B）A.阳极型缓蚀剂B.电解质型缓蚀剂C.阴极型缓蚀剂D.混合型缓蚀剂19.对于长输管道，影响最小保护电流密度的主要因素不包括：（C）A.绝缘层质量;B.土壤含水量;C.大气温度;D.土壤电阻率20.评价牺牲阳极性能优劣的指标不包括：（A）A.阴极电位;B. 电流效率;C. 阳极消耗率;D. 腐蚀特征21.管道通过粘土和砂土交接处时，由于土壤中氧浓度的不同，易发生氧浓差电池腐蚀，下列关于腐蚀部位的说法哪个是正确的（ B ）。

一、绪论1、材料常见的损坏形式：断裂、磨损、腐蚀、协同作用；2、材料腐蚀定义：材料受环境介质的化学、电化学和物理作用产生的破坏或变质现象；3、腐蚀的经济损失：直接损失、间接损失；减少损失和降低防腐成本、延长服役寿命；4、材料腐蚀的分类：1）根据腐蚀的反应机理：2）根据腐蚀形态：3）根据腐蚀环境分类：4）根据腐蚀温度分类：5、材料的腐蚀控制（防护得基本途径）1）正确选材和合理设计；2）提高材料本身的耐蚀性：热力学稳定性和控制动力学；3）电化学保护：阴极保护阳极保护；4）将材料与腐蚀介质隔开：衬里、防锈油、防锈纸等；5）采用涂镀层和表面改性：涂镀层和表面改性;6)改变环境:温度和流速、介质处理、应力、缓蚀剂等;6、材料腐蚀速度的表示方法：1）由质量变化来表示腐蚀速度：2）由腐蚀深度来表示腐蚀速度：3）由电流密度来表示腐蚀速度：二、电化学理论基础1、金属腐蚀原电池：1）阳极过程(锌)：金属溶解，以离子形式迁移到溶液中同时留下当量电子在金属上；2）电流通路：电子从阳极流向阴极，溶液中的阳(阴)离子从阳极区移向阴(阳)极区，形成回路；3）阴极过程(铜)：从阳极迁移的电子被电解质溶液中能吸收电子的物质中和掉；4）次生过程：金属离子和pH不同区域(OH )；2、根据构成腐蚀电池电极大小分类为:（1）宏观腐蚀电池：①肉眼可分辨出电极极性；②且阴极区和阳极区长时间保持稳定；③产生明显的局部腐蚀。

1)异种金属浸入不同电解质溶液:如丹尼尔电池2)异种金属浸入同种电解质溶液:如钢船壳与青铜螺旋桨等3)浓差电池:如氧浓差电池4)温差电池:如换热器、冷却器、反应器等（2）微观腐蚀电池：①肉眼难于辨出电极的极性；②但确实存在氧化还原过程的原电池；产生：1)金属表面化学成分不均匀性：钢板弯曲处、铆钉头部区域容易优先腐蚀；2)金属组织不均匀性：晶粒-晶界腐蚀微电池，晶界作为腐蚀电池的阳极而优先发生腐蚀；3)金属表面物理状态不均匀性：4)金属表面膜不完整性：3、判断电极反应能否发生：1）根据热力学原理，可用Gibbs自由能来判断；(▲G)T,P= -nEF (电化学与热力学之间的桥梁)2）利用电极电位或标准电极电位判断：4、双电层：①许多负电性金属如Fe、Zn、Cd、Mg等浸入水溶液中就形成金属表面积累负电荷的双电层；②许多负电性金属如Fe、Zn、Cd、Mg等浸入水溶液中就形成金属表面积累负电荷的双电层；5、离子双电层结构模型：1)紧密双电层模型：1879年，赫姆荷尔茨和佩林提出。

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。

《材料腐蚀与防护》课程笔记第一章绪论1.1 材料腐蚀学科特点材料腐蚀学科是研究材料在环境作用下性能退化的一门科学，它具有以下特点：- 多学科交叉：腐蚀现象涉及化学反应、电化学过程、材料科学、物理学、生物学等多个领域，因此材料腐蚀学科是一门典型的交叉学科。

- 实践性强：腐蚀问题无处不在，从日常生活到工业生产，都存在着材料腐蚀的问题，这要求腐蚀学科的研究具有很强的实践性和应用性。

- 复杂性：腐蚀过程往往受多种因素的影响，如环境条件、材料性质、应力状态等，这些因素的相互作用使得腐蚀问题非常复杂。

- 经济影响大：材料腐蚀会导致设备损坏、结构失效，从而造成巨大的经济损失和安全风险。

1.2 材料腐蚀学科的发展材料腐蚀学科的发展可以分为以下几个阶段：- 古代认知阶段：在古代，人们就已经意识到金属会随着时间的推移而腐蚀，但由于科学技术的限制，只能采取一些简单的防护措施，如涂油、包裹等。

- 近代科学阶段：19世纪末到20世纪初，随着化学和物理学的发展，科学家们开始系统地研究腐蚀现象，提出了电化学腐蚀理论。

- 现代技术阶段：20世纪中叶，随着电子技术、材料科学和电化学技术的进步，腐蚀学科得到了快速发展，出现了许多新的腐蚀防护技术和方法。

- 当代综合管理阶段：21世纪初，腐蚀学科进入了综合管理阶段，强调腐蚀控制的系统性和科学性，发展了腐蚀监测、风险评估和管理信息系统。

1.3 腐蚀的定义腐蚀是材料在环境介质的化学、电化学或物理作用下，其表面或内部发生变质，从而导致材料性能下降、结构破坏的过程。

这个过程通常伴随着能量的变化。

1.4 腐蚀的分类腐蚀可以根据不同的标准进行分类：- 按照腐蚀机理分类：化学腐蚀、电化学腐蚀、物理腐蚀。

- 按照腐蚀环境分类：大气腐蚀、水腐蚀、土壤腐蚀、高温腐蚀等。

- 按照腐蚀形态分类：均匀腐蚀、局部腐蚀（如点蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀等）、应力腐蚀开裂、腐蚀疲劳等。

1.5 腐蚀速度表示方法腐蚀速度是衡量材料腐蚀程度的重要参数，常用的表示方法有：- 质量损失法：通过测量材料在一定时间内的质量损失来计算腐蚀速度，单位通常是毫克/平方厘米·小时（mg/cm²·h）。

原电池。

1、工业纯Zn中含有少量的Fe,以FeZn7形式存在，电位比Zn高，Zn为阳极，杂质为阴极，Zn由于形成腐蚀电流而溶解。

蚀电池。

由于金属表面的电化学不均匀性，在金属表面上微小区域或局部区域存在电位差的腐蚀电池。

象。

——电化学极化过电位——Tafel常数或直线斜率——电流密度——交换电流密度——通过单位极化电流密度时的过电位——极化曲线斜率。

其值范围在0.1~0.14——代表阳极、阴极极化理解。

A——B区——活性溶解区B——C区——活化-钝化过渡区C——D区——钝化区或稳定钝化区D——E区——过钝化区以氢离子作为去极化剂，在阴极发生的电极反应叫氢去极化反应，由氢去极化引起的金属腐蚀称为析氢腐蚀。

、加入析氢过电位高的合金元素。

2、提高金属的纯度，消除或减少杂志。

3、加入阴极缓蚀剂提高阴极析氢过电位，（3）如果腐蚀金属在溶液中的电位较低，处于活性溶解状态，而氧的传输速度又有限，则金属腐蚀速度由氧的极限扩散电流密度决定。

1、化学，一般是由强氧化剂引起的。

2、电化学，外加电流的阳极极化产生的钝化。

理解1>重量法2> 深度法3>电流密度法联系：或合金表面数十微米范围内而且向纵深度发展的腐蚀形式。

点蚀发生的条件：1、表面易生成钝化膜的金属材料或表面镀有阴极性镀层的金属。

2、在有特殊离子的介质中易发生点蚀。

3、电位大于点蚀电位易发生点蚀。

P64可用点蚀系数或点蚀因子表示：P65件在连接部位形成缝隙足以让介质滞留在其中引起缝隙内金属的腐蚀，与点蚀不同，缝隙腐蚀可发生在所以金属和合金上，且钝化金属及合金更容易发生。

任何介质均可发生缝隙腐蚀，但含有CL-的溶液更容易发生。

材料的晶界发生的一种局部腐蚀。

近某一成分的贫乏化。

P841）干大气腐蚀2）潮大气腐蚀3）湿大气腐蚀P93阴阳极判断1、材料与人体的生物相容性。

2、植入材料在人体环境中的耐腐蚀性能。

3、植入材料的力学性能。

P107整页好好看看P108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。

化工腐蚀与防护 复习资料第一章 腐蚀一、定义：金属材料在环境中发生反应，未到服役期即失效、破环。

分类：1.按腐蚀机理分：化学腐蚀、电化学腐蚀、物理腐蚀、微生物腐蚀2.按腐蚀形貌分：全面腐蚀（又称均匀腐蚀）、局部腐蚀（细分为 电偶腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀、选择性腐蚀、应力腐蚀开裂、氢损伤、腐蚀疲劳）3.按环境分：干腐蚀（主要为化学腐蚀和高温腐蚀）、湿腐蚀（为电化学腐蚀）4.以腐蚀控制手段分：（1）选材、合金设计（2）缓蚀技术（3）电化学保护（4）表面处理技术二、金属腐蚀速度的表示方法1.失重法： ）（t A m v -⋅∆=单位：g /(m ²·h ） 清除产物：物理法、化学法、电化学法（试件做阴极）2.增重法： ）（t A m v ⋅∆=+ 第二章 电化学腐蚀的热力学理论一、腐蚀原电池定义：（简单理解）短路的原电池；（复杂说明）金属材料的失效和破坏，不 能对外界做有用功且不可逆的短路原电池组成：阴极、阳极、电解质溶液、外电路必要环节：阴极过程、阳极过程、电荷的传递种类：（1）超微腐蚀电池（2）微观腐蚀电池（3）宏观腐蚀电池二、E-pH 平衡图1.竖线：（无e 参与，有H +和OH -参与) 2Fe 3++3H 2o=Fe 2O 3+6H +2.横线：（有e 参与，无H +和OH -参与） Zn →Zn 2++2e3.斜线：（有e 参与，有H +和OH -参与） Fe 2O 3+6H ++2e=2Fe 3++3H 2o注：电位是控制金属离子化过程的因素 pH 是控制金属腐蚀产物稳定性因素 三、E-pH 平衡图应用Ⅰ：免蚀区（阴极保护区）Ⅱ：腐蚀区Ⅲ：钝化区（阳极保护区）Ⅳ：腐蚀区A点：无氧环境下，析氢腐蚀B点：处腐蚀区①B→B＇向下，阴极保护（外加电流、牺牲阳极）②B→B＇＇向上，阳极保护（外加电流，钝化剂）③B→B＇＇＇向右，（加可以改变pH的缓蚀剂）第三章金属腐蚀动力学原理一、极化类型：1.活化极化；2.浓差极化；3.电阻极化二、产生极化的原因：1.阳极极化：活化极化、浓差极化、电阻极化2.阴极极化三、化学反应基本步骤：1.液相传质步骤；2.电荷传递步骤；3.生成新相步四、阳极去极化原因：1.钝化膜被破坏；2.M n+加速离开界面；3.搅拌作用五、阴极去极化作用：1.阴极积累的e会得到释放；2.使用去极化剂六、腐蚀极化图及其应用1.极化率（1）定义：P=ΔΦ/I≈R 阻力P ↑→corr阻力↑→V corr↓P↓→V corr ↑（2）Vcorr控制因素：当R=0时，①P c(阴）＞＞P a（阳），I corr取决于P c，阴极控制，Φ接近Φ0，a②P a＞＞P c，I corr取决于P a，阳极控制，Φ接近Φ0，c③P a≈P c，I corr同时取决于P a，P c，混合控制，Φ位于中间R很大时，④腐蚀电流受R控制，称为电阻控制第四章析氢腐蚀和耗氧腐蚀一、析氢腐蚀：1.定义:H+在阴极发生还原过程中生成H2而对金属造成的破坏和腐蚀2.发生的必要条件：H的电极电位高于金属的电极电位ΦM，e＜ΦH3.析氢反应步骤：①水化氢离子H+·H2O向阳极表面移动②H+·H2O在电极表面还原，同时脱掉H2O分子生成H原子并吸附在阳极③H少部分进入金属内部，大部分生成H2④H2分子聚集成H2逸出4.减少析氢腐蚀途径：①减少或消除金属中析氢过电位小的阴极性杂质，加入析氢过电位大的合金成分（镉、镍等）②加入缓蚀剂，大大提高析氢过电位③降低溶液中活性阴离子的成分二、耗氧腐蚀：1.发生的必要条件：ΦO2＞ΦM2.影响因素：（1）浓度（2）温度：①；②在T＜80℃时，T ↑，i ↑；T＜80℃时，T ↑，i ↓（3）盐浓度：盐浓度低于30％，盐浓度↑，V corr ↑高于30％，盐浓度↑，V corr ↓第五章金属钝化一、定义：在一定条件下，使某些金属或合金失去了原来的化学活性从而变成惰性，其耐蚀性能提升的现象。

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材料腐蚀与防护于晶格扩散，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。

材料的腐蚀与防护知识点复习用1.常见的三种失效形式：腐蚀、断裂、磨损。

2.材料腐蚀：材料受环境介质的化学作用或者电化学作用而变质和破坏的现象。

3.控制腐蚀的可用方法：(1)合理的结构设计。

(2)正确选材和发展新型耐腐蚀材料。

(3)采用合理的表面工程技术。

(4)改善环境和合理使用缓蚀剂。

(5)电化学保护。

4.腐蚀分类：(1)按腐蚀机理分类：化学腐蚀、电化学腐蚀。

(2)腐蚀形态分类：普遍性腐蚀、局部腐蚀、应力作用下的腐蚀断裂。

5.电化学腐蚀是指金属材料和电解质接触时，由于腐蚀电池作用而引起的金属材料服腐蚀破坏。

6.电极：电极电位较低的电极为负极，电极电位较高的电极为正极；发生氧化反应的为阳极，发生还原反应的为阴极。

7.电化学腐蚀与化学腐蚀的比较：项目化学腐蚀电化学腐蚀介质干燥气体或非电解质溶液电解质溶液反应式∑viMi=0 ∑viMin+±ne=0过程规律化学反应动力学电极过程动力学能量转换化学能与热化学能与电能电子传递直接的，不具方向性，测不出电流间接，有一定方向性，可测出电流反应区在碰撞点上瞬时完成在相对独立的阴、阳极区同时完成产物在碰撞点直接形成一次产物在电极上形成，二次产物在一次产物相遇处形成温度主要高温下室温或高温下8.由于电池负极进行的是氧化反应，其负极是阳极，正极上进行的是还原反应，其正极是阴极。

9.金属腐蚀的电化学历程:阴极过程: 金属以离子形式溶解进入溶液，等电量的电子留在金属表面，并通过电子导体向阴极移动。

即，阳极发生氧化反应M→Mn+ + ne阳极过程: 电解质溶液中能够接受电子的物质从金属阴极表面捕获电子而生成新的物质。

即，阴极发生还原反应：D+ne→[D ? ne]电荷传递: 电荷的传递在金属中依靠电子从阳极流向阴极；在溶液中是依靠离子的电迁移。

10.电极电位由下述三种情况之一产生：(1)金属浸入电解质溶液之后，金属表面的正离子由于极性水分子的作用，将发生水化。

若水化时产生的水化能足以克服金属晶格中正离子与电子之间的引力，则金属表面一部分正离子就会脱离金属进入溶液中形成水化离子。