掛片腐蝕速度講義[一類特制]

1、實(shí)驗(yàn)三 掛片腐蝕速度測(cè)量一、試驗(yàn)?zāi)康?、 掌握重量法原理；2、 掌握用重量法測(cè)定掛片腐蝕速度的方法。二、試驗(yàn)原理1、 重量法由于腐蝕作用，材料的重量會(huì)發(fā)生系統(tǒng)變化，此即重量法測(cè)定材料抗蝕能力的理論基礎(chǔ)。雖然近年來發(fā)展了許多新的腐蝕研究方法，但重量法仍然是最基本的定量評(píng)定腐蝕的方法，并得到廣泛應(yīng)用。重量法簡(jiǎn)單而直觀，適用于實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。它分為增重法和失重法兩種。(1) 增重法當(dāng)腐蝕產(chǎn)物牢固地附著在試樣上，又幾乎不溶于溶液，也不為外部物質(zhì)所玷污，這時(shí)可用增重法測(cè)定腐蝕破壞程度。增重法適用于評(píng)定全面腐蝕和晶間腐蝕 , 而不適用于其它類型的局部腐蝕。增重法試驗(yàn)過程為，將預(yù)先制備的試樣量尺寸、稱重后

2、置于腐蝕介質(zhì)中，試驗(yàn)結(jié)束后( 連同已脫落的腐蝕產(chǎn)物 ) 取出，烘干，再稱重。全部增重表征著材料的腐蝕程度。在重量法中，一個(gè)試樣通常在腐蝕-時(shí)間曲線上只提供一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)。當(dāng)腐蝕產(chǎn)物確實(shí)是牢固地附著于試樣表面， 且具有恒定的組分時(shí)，就能在同一試樣上連續(xù)或周期性地測(cè)量增重，因而適合于研究腐蝕速度隨時(shí)間變化的規(guī)律。增重法的一個(gè)嚴(yán)重缺點(diǎn)是數(shù)據(jù)的間接性，即得到的數(shù)據(jù)包括腐蝕產(chǎn)物的重量，究竟多少材料被腐蝕，還需分析腐蝕產(chǎn)物的化學(xué)組成來換算。有時(shí)腐蝕產(chǎn)物的相組成相當(dāng)復(fù)雜，精確的分析往往有困難。同時(shí)多價(jià)金屬( 如鐵、銅等 ) 可能會(huì)生成幾種化學(xué)組成不同的腐蝕產(chǎn)物，換算比較困難。這些都限制了增重法的應(yīng)用范圍。(2)

3、 失重法失重法是一種簡(jiǎn)單而直接的方法。它不要求腐蝕產(chǎn)物牢固附著在材料表面， 也不考慮腐蝕產(chǎn)物的可溶性，因?yàn)樵囼?yàn)結(jié)束后必須從試樣上清除全部腐蝕產(chǎn)物。失重法直接表示由于腐蝕而損失的材料重量，不需經(jīng)過腐蝕產(chǎn)物的化學(xué)組成分析和換算。這些優(yōu)點(diǎn)債失重法得到廣泛的應(yīng)用。失重法試驗(yàn)過程為 ，將預(yù)先制備的試樣量尺寸、稱重后置于腐蝕介質(zhì)中，試驗(yàn)結(jié)束后取出，清除全部腐蝕產(chǎn)物后清洗、干燥、再稱重。 試樣的失重直接表征材料的腐蝕程度。無論增重法還是失重法，在試驗(yàn)前后與試驗(yàn)過程中，在清除腐蝕產(chǎn)物前后，都必須仔細(xì)觀察并記錄材料表面和介質(zhì)中的各種變化。2、重量法測(cè)定結(jié)果評(píng)定重量法是根據(jù)試樣在腐蝕前后的重量變化來測(cè)定腐蝕速度的

4、。為了使各次不同試驗(yàn)及不同試樣的數(shù)據(jù)能夠互相比較，必須采用單位時(shí)間內(nèi)單位面積上的重量變化為表示單位，即平均腐蝕速度，如。從腐蝕試驗(yàn)前后的試樣重量差計(jì)算腐蝕速度，公式如下：增重速度 失重速度 式中 A-試樣面積，m2； t試驗(yàn)周期，h； -試樣原始重量，g；-試驗(yàn)后含與不含腐蝕產(chǎn)物的試樣重量，g； 清除腐蝕產(chǎn)物時(shí)同樣尺寸同種材料空白試樣的校正失重。金屬的腐蝕速度在腐蝕過程中并非恒速地進(jìn)行，也就是說，其瞬時(shí)腐蝕速度可能發(fā)生各種變化。重量法計(jì)算的只是平均腐蝕速度，因此，不適用于測(cè)定瞬時(shí)腐蝕速度。此外，重量法測(cè)定的腐蝕速度通常只適用于均勻腐蝕的類型。由于各種金屬材料的密度不同，即使是均勻腐蝕 ，這種腐

5、蝕速度單位并不能表征腐蝕的損耗深度。為此可將平均腐蝕速度換算成單位時(shí)間內(nèi)的平均侵蝕深度腐蝕率，如 mm/a，毫米每年，這兩類速度之間的換算公式為：式中 B 按深度計(jì)的腐蝕率 ，mm/a ； 按重量計(jì)的腐蝕速度， ； 金屬材料的密度， 。3、腐蝕產(chǎn)物清除方法要正確評(píng)定腐蝕結(jié)果，如果選用失重法評(píng)定時(shí)，必須清除試樣表面的腐蝕產(chǎn)物 ，但又不損傷金屬基材本身。實(shí)際上完全不損傷基材是不可能的，只要求損傷對(duì)腐蝕結(jié)果無明顯影響即可。對(duì)于不同金屬材料和不同的腐蝕產(chǎn)物應(yīng)采用不同的清除腐蝕產(chǎn)物的方法。一般有機(jī)械法、化學(xué)法和電解法三種。a. 機(jī)械法 一般先用自來水沖洗，并用橡皮或硬毛刷擦洗，或用木制刮刀、塑料刮刀刮擦

6、。對(duì)絕大部分疏松腐蝕產(chǎn)物用此法已可清除干凈。但要完全清除掉腐蝕產(chǎn)物以精確地測(cè)試或檢查局部腐蝕狀況時(shí)，尚需進(jìn)一步采用化學(xué)法或電化學(xué)法。b. 化學(xué)法 選擇適宜的化學(xué)溶液及操作條件 ，通過溶解除去試樣表面的腐蝕產(chǎn)物的方法。為了保護(hù)金屬基體 ，在化學(xué)清除的溶液中往往需加入緩試劑。表 1列出一些常用的清除腐蝕產(chǎn)物的化學(xué)方法。這些方法并不復(fù)雜，但在使用時(shí)有可能損傷基材 ，造成試驗(yàn)誤差；為此，應(yīng)在清除工作的同時(shí)，將未經(jīng)腐蝕的同種材料相同尺寸的空白試樣在相同條件下清洗處理，求其失重；然后在實(shí)際試樣的失重中減去次數(shù)，得出比較合乎真實(shí)的試樣失重。c. 電化學(xué)法 選擇適當(dāng)?shù)年枠O和電解質(zhì)，以試樣為陰極外加直流電的電解

7、方法。電解時(shí)陰極產(chǎn)生氫氣，在氫氣泡的機(jī)械作用下，使腐蝕產(chǎn)物剝離，殘留的疏松物質(zhì)可用機(jī)械法沖刷除凈。此法效果較好，空白試樣失重小。適用于許多金屬材料的一種電解操作條件示例如下：電解液為5%，陽極為碳棒，陰極電流密度為20，加入有機(jī)緩試劑（如若?。?，溫度75，暴露時(shí)間為3min。三、試驗(yàn)儀器與藥品高溫高壓動(dòng)態(tài)腐蝕儀，CP225D型半微量分析天平，打磨砂紙（型號(hào)為200，400，8000，1000），試樣（的A3鋼）12個(gè)， 3.5%的氯化鈉溶液，燒杯6個(gè)，丙酮，清洗、干燥，測(cè)量用品。四、試驗(yàn)步驟（1） 常溫下的腐蝕實(shí)驗(yàn)A）打磨首先分別用800、1000、1500、2000的砂紙打磨所要研究的樣

8、品。B）清洗 先用濾紙擦拭樣品，將丙酮倒入小燒杯容量的2/3，用鑷子夾取少許脫脂棉，蘸丙酮清洗樣品，去除試樣表面的油脂；然后在無水乙醇中浸泡5min，進(jìn)一步脫脂和脫水。待上面的工作進(jìn)行完畢，取出樣品放置于濾紙上，用冷風(fēng)吹干后，用濾紙包裹，放置于干燥器內(nèi)，保存，待用。C）稱量 本實(shí)驗(yàn)中我們所用的天平是電子天平，做實(shí)驗(yàn)之前首先必須認(rèn)真閱讀電子天平的附帶說明書） 1、開啟天平 按。屏幕上的所有標(biāo)志都會(huì)短暫地亮起來。 2、 打開防風(fēng)罩，放置一塊濾紙?jiān)诜Q盤上面，啟動(dòng)天平除皮功能。按。關(guān)閉防風(fēng)罩，防止外界空氣流動(dòng)以及輕微振動(dòng)引起實(shí)驗(yàn)測(cè)量的誤差。 3、打開防風(fēng)罩，用小勺把所要稱量的樣品輕輕放在濾紙上面，關(guān)閉

9、防風(fēng)罩，讀數(shù)，記錄樣品的重量。 4、按照同樣的方法稱量實(shí)驗(yàn)樣品鋼片5、清理稱盤上的藥品，關(guān)閉天平，按。D） 配置3.5%的NaCl溶液500ml。 首先，在實(shí)驗(yàn)允許的情況下，做如下假設(shè)：藥品和水的總體積是500 ml；藥品的質(zhì)量是總質(zhì)量的3.5%。用公式表達(dá)就是：式中： 是實(shí)驗(yàn)需要NaCl的體積，是實(shí)驗(yàn)需要水的體積，是NaCl的密度，是水的密度，其中，只有和是未知的，兩個(gè)方程兩個(gè)未知量，可以求得解。E） 把配置的3.5%的NaCl溶液全部倒入兩個(gè)相同的燒杯里面。F） 在實(shí)驗(yàn)架上面拉一根線，上面拴上四個(gè)樣品，把裝有溶液的燒杯放在樣品下面預(yù)備，每個(gè)燒杯里面放兩個(gè)樣品。G） 記錄開始實(shí)驗(yàn)的時(shí)間，把兩

10、個(gè)樣品同時(shí)放入腐蝕介質(zhì)里面。H） 4小時(shí)以后，取出樣品，放置于丙酮、無水乙醇里面清洗，吹風(fēng)機(jī)吹干。I） 稱量腐蝕以后的樣品質(zhì)量，操作步驟如上面C）稱量所訴。J）列表記錄數(shù)據(jù)。K） 實(shí)驗(yàn)完畢，收拾實(shí)驗(yàn)儀器，關(guān)閉電源。L） 處理數(shù)據(jù)。其中代表腐蝕前的樣品質(zhì)量，代表腐蝕后的樣品質(zhì)量。V代表腐蝕速度。M） 根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果計(jì)算腐蝕速度，對(duì)該腐蝕介質(zhì)的腐蝕性進(jìn)行初步評(píng)價(jià)。N）收拾試驗(yàn)儀器，清理試驗(yàn)裝置。（2） 40下的腐蝕實(shí)驗(yàn)步驟：1） 執(zhí)行（1） 常溫下的腐蝕實(shí)驗(yàn)中的步驟A）、B)、E）。2） 然后往恒溫水域鍋里面加水，使得水位達(dá)到燒杯高度的70%。3）檢測(cè)儀表面板，總電源、攪拌、照明、控溫選擇應(yīng)該在“O

11、FF”位置。4）插上水域鍋的電源插頭，檢查接觸是否良好（包括檢查電源負(fù)荷和插座負(fù)荷）。5）開啟水域鍋上的“總電源”開關(guān)到“ON”位置，“攪拌”開關(guān)到“ON”位置。6）在控溫、測(cè)試表上面設(shè)定此次實(shí)驗(yàn)溫度，然后將“控溫選擇”開關(guān)撥至“ON”位置，此時(shí)，水域鍋內(nèi)兩個(gè)加熱棒同時(shí)升溫。7）在達(dá)到設(shè)定的實(shí)驗(yàn)溫度時(shí)，請(qǐng)將“控溫選擇”開關(guān)撥至“ON”位置，水域鍋進(jìn)入保溫階段。8）在恒溫水域鍋（40）的實(shí)驗(yàn)架上面拉一根線，上面拴上四個(gè)樣品，把裝有溶液的燒杯放在樣品下面預(yù)備，每個(gè)燒杯里面放兩個(gè)樣品。9） 執(zhí)行G）、H）、J）。10）實(shí)驗(yàn)完畢，收拾實(shí)驗(yàn)儀器，清理實(shí)驗(yàn)裝置，按照“控溫選擇”、“攪拌”、“照明”、“總電

12、源”的次序依次撥至“OFF”位置。放出水域鍋的水，擦拭干凈水域鍋，保持不銹鋼的干燥，防止生銹。11）執(zhí)行L）、M）、N）。（3）60下的腐蝕實(shí)驗(yàn)步驟：1） 執(zhí)行（1） 常溫下的腐蝕實(shí)驗(yàn)中的步驟A）、B)、E）。2） 然后在恒溫水域鍋（60）的實(shí)驗(yàn)架上面拉一根線，上面拴上四個(gè)樣品，把裝有溶液的燒杯放在樣品下面預(yù)備，每個(gè)燒杯里面放兩個(gè)樣品。3） 執(zhí)行G）、H）、J）。4）實(shí)驗(yàn)完畢，收拾實(shí)驗(yàn)儀器，清理實(shí)驗(yàn)裝置，按照“控溫選擇”、“攪拌”、“照明”、“總電源”的次序依次撥至“OFF”位置。放出水域鍋的水，擦拭干凈水域鍋，保持不銹鋼的干燥，防止生銹。5）執(zhí)行L）、M）、N）。五、數(shù)據(jù)處理1、將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)列成表格。 2、詳細(xì)地進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，得出試驗(yàn)結(jié)果，求出每個(gè)試樣的腐蝕速度，將同種條件下的三個(gè)不同試樣