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《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。
应力腐蚀的名词解释应力腐蚀，作为材料科学领域的一个重要概念，指的是在特定的环境条件下，应力和腐蚀共同作用导致材料发生破坏的现象。
它是一种使工程材料失效的特殊腐蚀形式，可在各种工业领域中产生严重的后果。
本文将以解释应力腐蚀的含义为主题，探讨其原理、危害、应对措施以及相关研究的新进展。
首先，需要明确应力腐蚀的基本概念和工作原理。
应力腐蚀的发生需要同时存在应力和腐蚀介质，应力可以是外加的、或由材料自身的残余应力产生。
当材料处于一定应力环境下，腐蚀介质的存在将增加材料的腐蚀倾向。
在应力和腐蚀作用共同作用下，材料会出现裂纹和脱落等损伤，最终导致材料失效。
应力腐蚀与其他腐蚀形式相比，其破坏速度通常更快且难以预测，因此对于工程材料来说是一个非常重要的考虑因素。
接下来，我们将探讨应力腐蚀对材料性能和结构的危害。
首先，应力腐蚀可能导致材料的力学性能下降，比如降低材料的强度、延展性和韧性等，从而对工程结构的安全性产生重大负面影响。
其次，在一些特殊的应用场景中，例如航空航天、核电等领域，应力腐蚀对材料的耐久性和可靠性提出了更高的要求。
若接触到腐蚀性介质的材料发生应力腐蚀，不仅会导致经济损失，更为严重的是可能引发重大事故，甚至威胁人员生命安全。
为了解决应力腐蚀问题，人们采取了一系列的防护措施。
其中，对于金属材料来说，选择合适的材料对腐蚀介质的抗蚀性能至关重要。
此外，设计合理的结构减少应力集中、避免材料应力超过临界值也是有效的方法。
此外，对于某些特殊环境条件下的应用，如海水腐蚀、高温高压腐蚀等，还需要通过涂层、阻挡膜、阳极保护等技术手段来提高材料的耐蚀性能。
此外，通过改变材料的热处理工艺或添加抑制杂质的合金元素，也可以提升材料的抗腐蚀性能。
随着科学技术的不断进步，对于应力腐蚀机理和控制方法的研究也取得了长足的进步。
近年来，人们开始关注新型材料和新型防护技术在应力腐蚀领域的应用。
例如，针对应力腐蚀带来的裂纹扩展问题，光纤感应技术等新兴技术为提前监测应力腐蚀损伤提供了有效手段；利用纳米材料和复合材料的制备技术，人们也在不断探索能够提高材料抗腐蚀性能的新型防护材料。
《材料腐蚀与防护》课程笔记第一章绪论一、材料腐蚀的基本概念1. 定义：材料腐蚀是指材料在特定环境下，由于化学或电化学反应而遭受破坏的过程。
这个过程涉及到材料与周围环境的相互作用，导致材料的性能下降，甚至失效。
2. 类型：材料腐蚀可以分为金属腐蚀和非金属腐蚀两大类。
金属腐蚀包括全面腐蚀和局部腐蚀，非金属腐蚀包括高分子材料的腐蚀和无机非金属材料的腐蚀。
二、金属腐蚀的危害1. 经济损失：金属腐蚀会导致设备、建筑物等损坏，从而造成巨大的经济损失。
腐蚀会缩短设备的使用寿命，增加维修和更换的成本。
2. 资源浪费：金属腐蚀会消耗大量的金属材料，造成资源浪费。
腐蚀产物的堆积会降低材料的利用率，增加材料的消耗。
3. 安全隐患：金属腐蚀会降低设备的性能和寿命，可能导致事故的发生。
例如，腐蚀会导致管道泄漏、断裂等，从而引发安全事故。
4. 环境污染：金属腐蚀产生的废物和污染物会对环境造成严重影响。
腐蚀产物可能会释放有毒物质，污染土壤、水源和空气。
三、腐蚀控制及其重要性1. 腐蚀控制的定义：腐蚀控制是指采取各种措施，降低或消除材料腐蚀的过程。
这包括改变材料的腐蚀环境、使用防腐涂层、采用阴极保护等方法。
2. 腐蚀控制的重要性：腐蚀控制可以延长材料的使用寿命，节约资源和成本，保障设备的安全运行，减少环境污染。
通过有效的腐蚀控制，可以提高设备的可靠性和稳定性，减少维修和更换的频率，降低事故的风险。
四、腐蚀科学与防护技术的研究进展1. 腐蚀科学的发展：腐蚀科学从最初的观察和经验总结，逐渐发展到现代的腐蚀机理研究、腐蚀测试技术和腐蚀预测。
研究者通过实验和理论分析，揭示了腐蚀过程的本质和规律，为腐蚀控制提供了科学依据。
2. 防护技术的发展：防护技术包括涂层保护、阴极保护、阳极保护、缓蚀剂保护等。
近年来还出现了许多新型防护技术，如纳米涂层、自修复涂层等。
这些技术的发展为腐蚀控制提供了更多的选择和可能性。
五、金属腐蚀的分类1. 全面腐蚀：全面腐蚀是指金属表面均匀地遭受腐蚀，如铁的生锈。
材料腐蚀与防护腐蚀控制的方法1.根据使用的环境，正确地选用金属材料和非金属材料；2.对产品进行合理的结构设计和工艺设计，以减少产品在加工、装配、储存等环节中的腐蚀；3.采用各种改善腐蚀环境的措施，如在封闭或循环的体系中使用缓蚀剂，以及脱气、除氧和脱盐等；4.采用化学保护方法，包括阴极保护和阳极保护技术；5.在基材上施加保护涂层，包括金属涂层和非金属涂层。
全面腐蚀与局部腐蚀全面腐蚀是常见的一种腐蚀。
全面腐蚀是指整个金属表面均发生腐蚀，它可以是均匀的也可以是不均匀的。
全面腐蚀速度也称均匀腐蚀速度，常用的表示方法有重量法和深度法。
局部腐蚀主要有点蚀（孔蚀）、缝隙腐蚀、晶间腐蚀、选择腐蚀、应力腐蚀、腐蚀疲劳、湍流腐蚀等。
点腐蚀（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，简称点蚀。
点蚀是一种典型的局部腐蚀形式，具有较大的隐患性及破坏性。
点蚀表面直径等于或小于它的深度。
一般只有几十微米。
点蚀发生的条件1．表面易生成钝化膜的材料，如不锈钢、铝、铅合金；或表面镀有阴极性镀层的金属，如碳钢表面镀锡、铜镍等。
2．在有特殊离子的介质中易发生点蚀，如不锈钢在卤素离子的溶液中易发生点蚀。
3．电位大于点蚀电位（E br）易发生点蚀。
影响点蚀的因素及预防措施合金成分、表面状态及介质的组成，pH值、温度等，都是影响点蚀的主要因素。
不锈钢中Cr是最有效提高耐点蚀性能的合金元素，如与Mo、Ni、N等合金元素配合，效果最好。
降低钢中的P、S、C等杂质含量可降低点蚀敏感性。
奥氏体不锈钢经过固溶处理后耐点蚀。
预防点蚀的措施：（1）加入抗点蚀的合金元素，含高Cr、Mo或含少量N及低C的不锈钢抗点蚀效果最好。
如双相不锈钢及超纯铁素体不锈钢。
（2）电化学保护。
（3）使用缓蚀剂。
常用的缓蚀剂有硝酸盐、亚硝酸盐、铬酸盐、磷酸盐等。
缝隙腐蚀可发生在所有金属和合金上，且钝化金属及合金更容易发生。
任何介质（酸碱盐）均可发生缝隙腐蚀，含Cl-的溶液更容易发生。
1.三种常见的失效破坏形式：腐蚀、断裂和磨损。
2.材料腐蚀的定义：材料受环境介质的化学、电化学和/或物理作用的破坏的现象。
3.腐蚀的分类：（1）按腐蚀环境分类：干燥气体腐蚀、电解液中的腐蚀、非电解液中的腐蚀、熔融金属的腐蚀。
（2）按腐蚀机理分类：化学腐蚀、电化学腐蚀。
（3）按腐蚀形态分类：全面腐蚀、局部腐蚀、应力作用下的腐蚀断裂。
4.均匀腐蚀程度的评定方法：重量法、深度法、电流密度表征法。
5.电化学腐蚀定义: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腐蚀破坏。
无论是发生化学腐蚀还是电化学腐蚀，都会使金属元素的价态升高而被氧化。
6.负极：电极电位较低的电极；正极：电极电位较高的电极; 阳极：发生氧化反应的电极；阴极：发生还原反应的电极。
7.腐蚀电池的定义：只能导致金属材料破坏而不能对外做有用功的短路原电池称为腐蚀原电池或腐蚀电池。
8.腐蚀电池的组成部分：阴极、阳极、电解质溶液和连接阴极阳极的电子导体。
两种金属直接接触也能组成腐蚀电池。
9.腐蚀电池的工作历程：（1）阳极过程。
（2）阴极过程。
(去极化过程)（3）电荷的传递。
10.电化学腐蚀的次生过程一次产物：腐蚀过程中，阳极反应和阴极反应的直接产物。
腐蚀的次生过程：随着腐蚀的不断进行，电极表面附近一次产物的浓度不断增加，阳极区附近金属离子的浓度增高，阴极区由于H+放电和水中溶解氧的还原而使pH值升高，溶液中产生了浓度梯度，一次产物发生扩散，阴、阳极过程中的一次产物在扩散过程中相遇并生成难溶化合物的过程。
二次产物（次生产物）：难溶性产物。
例如，铁和铜在NaCl溶液组成的腐蚀电池就会发生次生反应，生成次生产物沉淀。
（1）阳极过程Fe→Fe2++2e (2)阴极过程½O2+H2O+2e→2OH- (3) 次生过程当pH>5.5,Fe2+与OH-相遇时就会发生次生级反应，形成氢氧化亚铁沉淀物。
即Fe2++2OH-→ Fe(OH)2↓11.金属电化学腐蚀的自发倾向除了可以用吉布斯自由能△G判据外，更为方便的是采用电极电位或标准电极电位来判断。
《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。
