材料腐蝕與防護(hù)復(fù)習(xí)題_第1頁(yè)
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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上材料腐蝕與防護(hù)復(fù)習(xí)題 適用于材料成型與控制專業(yè)一、 名詞解釋1、腐蝕: 材料與所處環(huán)境介質(zhì)之間發(fā)生作用而引起材料的變質(zhì)和破壞。2、腐蝕原電池:只能導(dǎo)致金屬材料破壞而不能對(duì)外界作功的短路原電池;特點(diǎn):1. 陽(yáng)極反應(yīng)都是金屬的氧化反應(yīng), 造成金屬材料的破壞 2. 反應(yīng)最大限度的不可逆 3. 陰、 陽(yáng)極短路, 不對(duì)外做功3.腐蝕電池的工作環(huán)節(jié):1.陽(yáng)極反應(yīng)通式:MeMen+ne 可溶性離子,如 Fe-2eFe2+ ;2.陰極反應(yīng)通式:D+meD.me 2H+2eH2 析氫腐蝕或氫去極化腐蝕;3.電流回路 金屬部分:電子由陽(yáng)極流向陰極溶液部分:正離子由陽(yáng)極向陰極遷移 4. 形

2、成腐蝕電池的原因:金屬方面:成分不均勻;表面狀態(tài)不均勻;組織結(jié)構(gòu)不均勻;應(yīng) 力和形變不均勻; “亞微觀”不均勻;環(huán)境方面:金屬離子濃度差異;氧濃度的差異; 溫度差異5.交換電流密度:當(dāng)電極反應(yīng)處于平衡時(shí),電極反應(yīng)的兩個(gè)方向進(jìn)行的速度相等,此時(shí)按兩 個(gè)反應(yīng)方向進(jìn)行的陽(yáng)極反應(yīng)和陰極反應(yīng)的電流密度絕對(duì)值叫做交換電流密度。6.電動(dòng)序:將各種金屬的標(biāo)準(zhǔn)電位 E0 的數(shù)值從小到大排列起來,就得到 “電動(dòng)序” 。 7. 腐蝕電位:金屬在給定腐蝕體系中的電極電位 。電偶序:在某給定環(huán)境中,以實(shí)測(cè)的金屬和合金的自然腐蝕電位高低,依次排列的順序 8.電化學(xué)腐蝕傾向的判斷:自由焓準(zhǔn)則 當(dāng)G<0,則腐蝕反應(yīng)能自

3、發(fā)進(jìn)行。| G|愈大則腐蝕傾向愈大。當(dāng)G= 0,腐蝕反應(yīng)達(dá)到平衡。當(dāng)G> 0,腐蝕反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。9. 電極:金屬浸于電解質(zhì)溶液中所組成的系統(tǒng)。 10. 電位:金屬和溶液兩相之間的電位差叫做電極系統(tǒng)的絕對(duì)電極電位,簡(jiǎn)稱電位,記為E。11.電極電位:電極系統(tǒng)中金屬與溶液之間的電位差稱為該電極的電極電位。11、 平衡電位:當(dāng)電極反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),電極系統(tǒng)的電位稱為平衡電位,記為 Ee 意義: 當(dāng)電極系統(tǒng)處于平衡電位時(shí),電極反應(yīng)的正逆方向速度相等,凈反應(yīng)速度為零。在兩相、a 之間物質(zhì)的遷移和電荷的遷移都是平衡的。12.、非平衡電位:當(dāng)電極反應(yīng)不處于平衡狀態(tài),電極系統(tǒng)電位稱為非平衡電位 13.標(biāo)

4、準(zhǔn)電位:電極反應(yīng)的各組分活度(或分壓)都為 1,溫度為 250 C 時(shí),平衡電位 Ee 等 于 E0,E0 稱為標(biāo)準(zhǔn)電位。 14.平衡電位的意義:平衡電位總是和電極反應(yīng)聯(lián)系在一起的。當(dāng)電極系統(tǒng)處于平衡電位時(shí) 電極反應(yīng)的正方向速度和逆方向速度相等, 凈反應(yīng)速度為零。 在兩相之間物質(zhì)的過程和 電荷的遷移都是平衡的。15. 活化極化: 電子轉(zhuǎn)移步驟的阻力所造成的極化叫做活化極化, 或電化學(xué)極化; 濃度極化: 液相傳質(zhì)步驟的阻力所造成的極化叫做濃度極化,或濃差極化。電極反應(yīng)是受電化學(xué)反應(yīng)速度控制。 16. 陽(yáng)極極化(陰極極化) 答:當(dāng)通過電流時(shí)陽(yáng)極電位向正的方向移動(dòng)的現(xiàn)象,稱為陽(yáng)極極化。(當(dāng)通過電流時(shí)

5、陰極電位向負(fù)的方向移動(dòng)的現(xiàn)象,稱為陰極極化)17. 極化:由于電極上有凈電流通過,電極電位顯著地偏離了未通過凈電流時(shí)的起 始點(diǎn)位的變化現(xiàn)象。去極化:消除或減弱陽(yáng)極和陰極的極化作用的電極過程稱為去極化作用,則能消除或減弱極化的現(xiàn)象稱為去極化。19.鈍性:金屬或合金在一定條件下有活化態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)殁g態(tài)的過程為鈍化,金屬或合金鈍化后所具有的耐蝕性為鈍性。20混合電位:指腐蝕過程可分為兩個(gè)或兩個(gè)以上的氧化反應(yīng)和還原反應(yīng),且反應(yīng)過程不會(huì)有凈電荷的積累,也稱為自腐蝕電位。21.吸氧腐蝕:指金屬在酸性很弱或中性溶液里,空氣里的氧氣溶解于金屬表面水膜中發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)引起陽(yáng)極金屬或合金不斷溶解的腐蝕現(xiàn)象。析氫腐蝕 以

6、氫離子作為去極化劑的腐蝕過程,稱為析氫腐蝕22.材料失效的三種形式是: 斷裂 、 磨損 和 磨蝕 。23.全面腐蝕 :是指整個(gè)金屬表面均發(fā)生腐蝕,它可以是均勻的也可以是不均勻的。17局部腐蝕:指僅局限或集中在金屬的某一特定部位的腐蝕,其腐蝕速度遠(yuǎn)大于其他部位的腐蝕速度。24.應(yīng)力腐蝕 :是指敏感材料在拉應(yīng)力和特定介質(zhì)的共同作用下引起的斷裂。25.晶間腐蝕 :是金屬材料在特定的腐蝕介質(zhì)中沿著材料的晶界發(fā)生的一種局部腐蝕。在金屬(合金)表面無任何變化的情況下,使晶粒間失去結(jié)合力,金屬?gòu)?qiáng)度完全喪失,導(dǎo)致設(shè)備突發(fā)性破壞。 26.腐蝕疲勞 :是指材料或構(gòu)件在交變應(yīng)力與腐蝕環(huán)境的共同作用下產(chǎn)生的脆性斷裂。

7、點(diǎn)(孔)腐蝕:是一種腐蝕集中在金屬(合金)表面數(shù)十微米范圍內(nèi)且向縱深發(fā)展的腐蝕形式。27.縫隙腐蝕:由于縫隙的存在,使縫隙內(nèi)溶液中與腐蝕有關(guān)的物質(zhì)遷移困難而引起縫隙內(nèi)金屬的腐蝕的現(xiàn)象。28.選擇性氧化:如果合金中B組元的濃度低于臨界濃度,則最初在合金表面只形成AO,B組元從氧化膜/金屬界面向合金內(nèi)部擴(kuò)散。但由于B組元與氧親和力大,隨著氧化的進(jìn)行,當(dāng)界面處B的濃度達(dá)到形成BO的臨界濃度時(shí),將發(fā)生B+AO-A+BO的反應(yīng),氧化產(chǎn)物將轉(zhuǎn)變?yōu)锽O。這種情形稱為合金的選擇性氧化。 29.選擇腐蝕:是指多元合金中較活潑組分或負(fù)電性金屬的優(yōu)先溶解。30.腐蝕疲勞:材料或構(gòu)件在交變應(yīng)力與腐蝕環(huán)境的共同作用下產(chǎn)

8、生的脆性斷裂。磨損腐蝕指在磨損和腐蝕的綜合作用下材料發(fā)生的加速腐蝕破壞。有三種表現(xiàn)形式: 摩振腐蝕 、 湍流腐蝕 和 空泡腐蝕 。31. 電化學(xué)保護(hù):通過施加外電動(dòng)勢(shì)將被保護(hù)的金屬的電位移向免蝕區(qū)或鈍化區(qū),以減小或防止金屬腐蝕的方法。32. 陰極保護(hù):將被保護(hù)的金屬與外加直流電源的負(fù)極相連,在金屬表面通入足夠的陰極電流,使金屬電位變負(fù),陰極極化以降低或防止金屬腐蝕的方法。33. 陽(yáng)極保護(hù):將被保護(hù)的金屬構(gòu)件與外加直流電源的正極相連,在電解質(zhì)溶液中使金屬構(gòu)件陽(yáng)極極化至一定電位,使其建立并維持穩(wěn)定的鈍態(tài),從而陽(yáng)極溶解受到抑制,腐蝕速度顯著降低,使設(shè)備得到保護(hù)。34.外加電流陰極保護(hù)法:將被保護(hù)金屬

9、設(shè)備與直流電源的負(fù)極相連,使之成為陰 極,陽(yáng)極為一個(gè)不溶性的輔助電極,利用外加陰極電流進(jìn)行陰極極化,二者組成宏觀電池實(shí)現(xiàn)陰極保護(hù)的方法。 13.犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)法: 在被保護(hù)的金屬上連接電位更負(fù)的金屬或合金作為陽(yáng)極,依靠它不斷溶解所產(chǎn)生的陰極電流對(duì)金屬進(jìn)行陰極極化。 35保護(hù)電位:在陽(yáng)極極化曲線中,在極化電流上升時(shí)進(jìn)行回掃,與正掃曲線相交,此點(diǎn)的電位稱為保護(hù)電位。二、判斷題 1、陰極反應(yīng)是電解質(zhì)中的金屬失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)程。(×)2、只能導(dǎo)致金屬材料腐蝕破壞而不能對(duì)外做有用功的短路原電池稱為腐蝕電池。()3、在電極系統(tǒng)中,溶液中金屬離子濃度越高,電極的電極電位越負(fù)。(×)

10、4、電極反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)所具有的電位,通常稱為平衡電極電位。() 5、因外電流流入或流出,電極系統(tǒng)的電極電位隨電流密度改變所發(fā)生的偏離平衡電極電位的現(xiàn)象稱為電極極化現(xiàn)象。() 6、由于腐蝕介質(zhì)中去極化劑的存在,使得單一金屬不能夠與腐蝕介質(zhì)構(gòu)成腐蝕電池。(×)7、在對(duì)金屬實(shí)施電化學(xué)保護(hù)時(shí),為避免氫損傷,陰極保護(hù)電位不能高于析氫電位。(×) 8、非氧化性酸的腐蝕速度隨氫氧根離子濃度的增加而上升。(×)9、在覆層缺陷處形成的腐蝕電池中,陽(yáng)極性覆蓋層能夠?qū)w金屬起到陽(yáng)極保護(hù)作用。()10、在生產(chǎn)中的有色金屬零件和黑色金屬零件集中堆放。(×)11.發(fā)生電化腐蝕時(shí)都

11、有能量的轉(zhuǎn)變,且被腐蝕的金屬總是失電子。(×)12.非平衡電極電位的物質(zhì)交換和電荷交換均不平衡。(×) 13.在充氧的H2SO4 中Cu 片首先發(fā)生吸氧腐蝕,然后發(fā)生析氫腐蝕。(×)14. 對(duì)氫脆敏感的材料不能采取陰極保護(hù)。()三、 填空題 1.材料腐蝕是指材料由于環(huán)境的作用而引起的破壞和變質(zhì) 。2. 金屬的電化學(xué)腐蝕的發(fā)生條件是金屬或合金的化學(xué)成分不均一,含有各種雜質(zhì)和合金元.存在,組織結(jié)構(gòu)不均一,物理狀態(tài)不均一,表面氧化(保護(hù))膜不完整。3. 根據(jù)腐蝕傾向的熱力學(xué)判據(jù),金屬發(fā)生腐蝕的電化學(xué)判據(jù)為((G)T,P0)。4Pb在酸性含氧的水溶液中會(huì)發(fā)生 吸氧 腐蝕。

12、5氧去極化腐蝕速度主要取決于(溶解氧向電極表面的傳遞速度和氧在電極表面的放電速度)。6在氧去極化的電化學(xué)反應(yīng)中,對(duì)于敞開體系,當(dāng)溫度升高時(shí),腐蝕速度( 降低)。7.發(fā)生析氫腐蝕的條件介質(zhì)中必須有 H + 存在和腐蝕電池的陽(yáng)極金屬電位必須低于氫 的平衡電極電位 。8點(diǎn)蝕通常發(fā)生在(有鈍化膜)金屬表面上,并且介質(zhì)條件為(含有Cl-離子)。9縫隙腐蝕發(fā)生應(yīng)滿足的條件為:(氧濃差電池與閉塞電池自催化效應(yīng)共同作用)。10、一般涂層的結(jié)構(gòu)包括 底漆 、 中間層 、 面 漆 。11、發(fā)生吸氧腐蝕時(shí),在堿性介質(zhì)中陰極反應(yīng)式 (O2 + 2H2O + 4e = 4OH- ),在酸性介質(zhì)中 陰極反應(yīng)式(O2 +

13、4H+ + 4e = 2H2O )12、析氫腐蝕體系主要受 活化 極化控制,而吸氧腐蝕體系主要受 濃差 極化控制。 13、在陰極保護(hù)中,判斷金屬是否達(dá)到完全保護(hù),通常用 最小保護(hù)電位 、 最小保 護(hù)電流密度 判斷。 14、發(fā)生析氫腐蝕的條件 介質(zhì)中必須有 H + 存在和腐蝕電池的陽(yáng)極金屬電位必須低于氫 的平衡電極電位 。 15按緩蝕劑的作用機(jī)理,可將緩蝕劑分為:陽(yáng)極型緩蝕劑、陰極型緩蝕劑和混合型緩蝕劑,其中陽(yáng)極型緩蝕劑用量不足易造成孔蝕。 16在電化學(xué)保護(hù)法中,如控制不當(dāng),外加電流陰極保護(hù)法易造成雜散電流腐蝕, 陽(yáng)極保護(hù)法易加劇金屬的腐蝕。 17.金屬發(fā)生化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕的傾向均可用自由能

14、進(jìn)行判斷。 18.陽(yáng)極保護(hù)基本原理是將金屬進(jìn)入陽(yáng)極極化,使其進(jìn)入鈍化區(qū)而得到保護(hù) 。19.材料的防護(hù)常從以下五方面進(jìn)行:(1)正確選材;(2)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);(3) 覆蓋層保護(hù);(4)電化學(xué)保護(hù);(5)緩蝕劑保護(hù)。 20.合金中的雜質(zhì)、碳化物等第二相一般是作為陰極 ,使合金的腐蝕速度 加 快 。 21.由于生成了H2CO3,使CO2 對(duì)金屬構(gòu)件有極強(qiáng)的腐蝕性。 22.在電化學(xué)腐蝕中,腐蝕速度可以用 電流密度i 表征。23.就腐蝕的危害性而言,局部腐蝕和全面腐蝕,局部腐蝕的危害更大。 24在氧去極化的電化學(xué)反應(yīng)中,對(duì)于敞開體系,當(dāng)溫度升高時(shí),腐蝕速度降低。 25.發(fā)生析氫腐蝕的條件 介質(zhì)中必須有

15、 H + 存在和腐蝕電池的陽(yáng)極金屬電位必須(低 于)氫的平衡電極電位 。 1、金屬的腐蝕過程,其實(shí)質(zhì)就是金屬單質(zhì)被( 氧化 )形成化合物的過程。 2、金屬材料的化學(xué)腐蝕是指金屬表面與( 環(huán)境 )介質(zhì)直接發(fā)生純化學(xué)作用而引起的破壞。 3、借助于氧化還原反應(yīng)將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)椋?電能 )的裝置叫做原電池。 4、當(dāng)電極系統(tǒng)處于平衡電位時(shí),電極反應(yīng)的正方向速度和逆方向速度( 相等 )。 5、當(dāng)金屬與介質(zhì)或不同金屬相接觸時(shí),( 電化學(xué)腐蝕 )時(shí)才發(fā)生腐蝕。 6、電極的任何去極化過程,都將導(dǎo)致金屬腐蝕速度的( 加快 )。 7、兩種或兩種以上的異種金屬或合金、甚至同一金屬的不同部位,在腐蝕介質(zhì)中相互接觸時(shí),

16、都將因( 腐蝕 )電位的不同而發(fā)生電偶腐蝕現(xiàn)象。 8、金屬電化學(xué)腐蝕導(dǎo)致氫損傷的主要原因是因?yàn)椋?析氫 )反應(yīng)。 9、金屬在鹽酸中的腐蝕速度隨鹽酸濃度的( 升高 )而上升。 10、靜止淡水中金屬腐蝕的過程主要受( 氧 )的擴(kuò)散步驟所控制。11、 按潮濕程度,大氣腐蝕可分為(干大氣腐蝕)(潮大氣腐蝕)(濕大氣腐蝕)。12、 涂料的組成分為三部分:(主要成膜物質(zhì))(次要成膜物質(zhì))(輔助成膜物質(zhì))。13、 陰極保護(hù)分為(犧牲陽(yáng)極保護(hù))和(外加電流陰極保護(hù))兩種。14、 能阻止或減緩金屬腐蝕的物質(zhì)就是(緩蝕劑)15、 金屬腐蝕的本質(zhì)是金屬由能量高的(單質(zhì)狀態(tài))向能量低的化合物狀態(tài)轉(zhuǎn)變的過程。16、 按

17、腐蝕反應(yīng)的機(jī)理分,腐蝕分為(化學(xué)腐蝕)和(電化學(xué)腐蝕)。按腐蝕形態(tài)分,腐蝕分為(全面腐蝕)和(局部腐蝕)。17、 根據(jù)控制步驟的不同,可將極化分為兩類,(電化學(xué)極化)和(濃差極化)。18、 混合電位理論:當(dāng)一個(gè)電絕緣的金屬試件腐蝕時(shí),(總氧化速度)與(總還原速度)相等。19、 腐蝕定義中所指的(材料)是內(nèi)因,(環(huán)境)是外因。20、常見的局部腐蝕有(電偶腐蝕)(點(diǎn)蝕)(縫隙腐蝕)(晶間腐蝕)及(應(yīng)力腐蝕破裂)等。21、 由閉塞電池引起的孔內(nèi)酸化作用從而加速腐蝕的作用,稱為(自催化酸化作用)。22、縫寬在(0.0250.1)mm之間的微小縫隙才能發(fā)生縫隙腐蝕。23、 對(duì)于縫隙腐蝕,(氧濃差電池)的

18、形成,對(duì)腐蝕開始起促進(jìn)作用,而(自催化酸化作用)是造成腐蝕加速的根本原因。24、縫隙腐蝕的起因是(氧濃差電池)的作用,(閉塞電池的酸化自催化作用)是造成縫隙腐蝕加速進(jìn)行的根本原因。25、金屬發(fā)生高溫氧化時(shí),氧化膜具有保護(hù)性的必要條件是 PBR>1 。發(fā)生應(yīng)力腐蝕的3個(gè)基本條件是(敏感的金屬材料)、(特定的腐蝕介質(zhì))、(足夠大的拉伸應(yīng)力),應(yīng)力腐蝕斷裂分3個(gè)階段,依次為(孕育期)、(裂紋擴(kuò)展期)(快速斷裂期)。二、 選擇題1.下列哪種說法是錯(cuò)誤的?( B )A、化學(xué)腐蝕是金屬與環(huán)境介質(zhì)直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的損傷。B、化學(xué)腐蝕過程中有電流產(chǎn)生。C、高溫會(huì)加速化學(xué)腐蝕。D、如果腐蝕產(chǎn)物很致密

19、的話,能形成保護(hù)膜,減慢腐蝕速度,甚至使腐蝕停止下來。2.電化學(xué)腐蝕中( B )A電位高的金屬容易被腐蝕。B. 電位低的金屬容易被腐蝕。C兩種金屬同時(shí)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。D. 無論是否有電解質(zhì)溶液存在,只要有電位差就會(huì)發(fā)生腐蝕。3.下列哪種說法正確?( D )A、化學(xué)腐蝕發(fā)生在有電位差的兩種金屬接觸面處。B、對(duì)于化學(xué)腐蝕來說,電位低的金屬容易被腐蝕。 C、溫度對(duì)化學(xué)腐蝕沒有影響。D、化學(xué)腐蝕是金屬與環(huán)境介質(zhì)直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的損傷4.構(gòu)件外觀可能沒有明顯變化的腐蝕是什么腐蝕?( D )A.表面腐蝕。B.絲狀腐蝕。C.磨損腐蝕。D.晶間腐蝕。5.根據(jù)腐蝕的過程將腐蝕分為( B )A.全面腐蝕和局部

20、腐蝕B.化學(xué)和電化學(xué)腐蝕C.大氣腐蝕和海水腐蝕D.應(yīng)力腐蝕和微生物腐蝕6.晶體中的空位屬于( C )。 A、線缺陷 B、面缺陷 C、點(diǎn)缺陷 D、體缺陷7.點(diǎn)腐蝕是金屬表面( A )由于微電池作用而發(fā)生的腐蝕。A.某個(gè)局部B. 基體大部 C . 基體全部金屬在腐蝕介質(zhì)中同時(shí)受( B )作用而發(fā)生的腐蝕,叫疲勞腐蝕。A. 熱應(yīng)力 B. 交變應(yīng)力 C . 殘余應(yīng)力8.金屬電偶腐蝕( D )A與兩種相互接觸金屬之間的電位差無關(guān)。 B. 與是否存在腐蝕介質(zhì)無關(guān)。C發(fā)生在電極電位相同的兩種金屬之間。 D. 取決于兩種相接觸金屬之間的電位差9.應(yīng)力腐蝕是( B )A、發(fā)生在受拉應(yīng)力的純金屬中的一種腐蝕開裂。

21、B、發(fā)生在受恒定拉應(yīng)力作用的合金構(gòu)件中的一種腐蝕開裂。C、發(fā)生在受壓應(yīng)力的純金屬中的一種腐蝕開裂。D、發(fā)生在受壓應(yīng)力作用的合金構(gòu)件中的一種腐蝕開裂。10.應(yīng)力腐蝕的三要素是( D )A、純金屬、拉應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)環(huán)境。B、純金屬、剪應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)環(huán)境。C、拉應(yīng)力和剪應(yīng)力,腐蝕介質(zhì)。D、合金,恒定拉應(yīng)力,腐蝕介質(zhì)11.鋁合金的絲狀腐蝕( D )A、是金屬表面發(fā)生的均勻腐蝕。B、是由于金屬暴露在氧中而發(fā)生的腐蝕。C、是由于熱處理不當(dāng)而發(fā)生的腐蝕。D、其特征是漆層下面有隆起。12.不能用來解釋不銹鋼點(diǎn)蝕機(jī)理的是:(A)A 能斯特公式 B自催化酸化作用C閉塞電池 D“環(huán)狀”陽(yáng)極極化曲線13.、腐蝕疲勞發(fā)

22、生的條件是( C )A特定材料和敏感介質(zhì) B靜應(yīng)力和腐蝕介質(zhì) C交變應(yīng)力和腐蝕介質(zhì) D特定材料和靜應(yīng)力 14.下列材料在相同條件下較易腐蝕的是( B )A金屬材料表面均勻 B金屬材料表面粗糙 C金屬材料電位較正 D金屬材料表面光滑15能夠用來判斷金屬電化學(xué)腐蝕速度大小的是 D A電極電位 B能斯特公式 C電位pH圖 D腐蝕極化圖 16中性鹽水的陰極極化曲線 D A. 只反映氫去極化行為 B. 只反映氧去極化行為 C. 先反映氫去極化行為后反映氫和氧共同去極化行為 D. 先反映氧去極化行為后反映氧和氫共同去極化行為 17為了控制奧氏體不銹鋼的晶間腐蝕,以下方法無效的是:C A重新固溶處理 B穩(wěn)定

23、化處理 C降低含碳量 D低溫回火處理 18鋼鐵設(shè)備在封閉系統(tǒng)的水中發(fā)生耗氧腐蝕時(shí),腐蝕速度隨著溫度的升高而:C A增大 B減小 C先增大后減小 D不變 19下列金屬中最不易發(fā)生鈍化的是:B A鉻 B銅 C鈦 D鉬 20犧牲陽(yáng)極保護(hù)法的依據(jù)是:D A. 鈍化機(jī)理 B. 成膜理論 C. 線性極化理論 D. 電偶腐蝕原理 21下列體系中,不屬于應(yīng)力腐蝕的體系是:C A低碳鋼在熱濃氫氧化鈉溶液中 B黃銅在氨水溶液中 C低碳鋼在海水中 D不銹鋼在熱的氯離子溶液中 22不能用來解釋不銹鋼點(diǎn)蝕機(jī)理的是:A A能斯特公式 B自催化酸化作用 C閉塞電池 D“環(huán)狀”陽(yáng)極極化曲線23下列物質(zhì)中不能作為腐蝕過程去極化

24、劑的是:A AH2 BO2 CCu2+ DCl2 24進(jìn)行陰極保護(hù)時(shí):B A被保護(hù)設(shè)備是陽(yáng)極 B輔助電極是陽(yáng)極 C設(shè)備的極化電位比自腐蝕電位正 D輔助電極不受腐蝕 25.下面那個(gè)圖與原電池的極化曲線圖最接近:B26.、下列防腐措施中,屬于電化學(xué)保護(hù)法的是( C ) A、用氧化劑使金屬表面生成一層致密穩(wěn)定的氧化物保護(hù)膜 B、在金屬中加入一些鉻或鎳支撐金屬或合金 C、在輪船的船殼水線以下部分裝上一鋅錠 D、金屬表面噴漆 27.有關(guān)氯離子腐蝕,下列說法錯(cuò)誤的是:C A、氯離子容易穿透金屬表面氧化層進(jìn)入金屬內(nèi)部,破壞金屬的鈍態(tài)。 B、氯離子容易被吸附在金屬表面,取代保護(hù)金屬的氧化層中的氧,使金屬受到破

25、壞。 C、大多數(shù)金屬,在含氯離子的溶液中是通過氫去極化而腐蝕的,所以在氯離子濃度高的時(shí)候,容易產(chǎn)生腐蝕。 D、氯離子的電負(fù)性質(zhì)高,離子半徑相對(duì)較小,使得其對(duì)金屬的腐蝕很容易發(fā)生。四、 簡(jiǎn)答題 1、化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕的主要差別是什么 答:化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕的主要差別在于:化學(xué)腐蝕是金屬直接與周圍介質(zhì)發(fā)生純化 學(xué)作用而引起的腐蝕,腐蝕中沒有自由電子的傳遞;電化學(xué)腐蝕是指金屬在電解質(zhì)溶液 中由于原電池的作用而引起的腐蝕,腐蝕中有自由電子的傳遞。2、金屬點(diǎn)蝕一般在什么條件下發(fā)生?以鋁材在充氣的NaCl溶液中孔蝕為例簡(jiǎn)述小孔腐蝕的機(jī)理。 答:金屬點(diǎn)蝕發(fā)生條件有:(1)表面容易產(chǎn)生鈍化膜的金屬材料;(

26、2)有特殊介質(zhì)離子存在;(3)電位大于點(diǎn)蝕電位。 點(diǎn)蝕的發(fā)展機(jī)理目前主要用蝕孔內(nèi)自催化機(jī)制作用(閉塞腐蝕電池理論)。鋁材易于鈍化,在充氣的NaCl 溶液中,易于形成蝕孔,于是蝕孔內(nèi)外構(gòu)成膜-孔電池,孔內(nèi)金屬處于活化狀態(tài)(電位較負(fù)),蝕孔外的金屬表面處于鈍態(tài)(電位較正)。 孔內(nèi)陽(yáng)極反應(yīng): AlAl 3+ +3e 孔外 陰極反應(yīng): 1/2O2+H2O+2e2OH - 孔口 PH 數(shù)值增高,產(chǎn)生二次反應(yīng): Al 3+ +2OH - Al(OH)3 Al(OH)3 沉積在孔口形成多孔的蘑菇狀殼層,使得孔內(nèi)外物質(zhì)交換困難,孔內(nèi)介 質(zhì)相對(duì)孔外介質(zhì)呈滯流狀態(tài)??變?nèi)O2 濃度繼續(xù)下降,孔外富氧,形成氧濃差電池

27、。其作 用加快孔內(nèi)不斷離子化,孔內(nèi)Al 3+ 濃度不斷增加,為保持中性,孔外Cl - 向孔內(nèi)遷移,與孔內(nèi) Al 3+ 形成 AlCl3,AlCl3 濃縮、水解等使得孔內(nèi) PH 數(shù)值下降,PH 可以達(dá)到 23,點(diǎn) 蝕以自催化過程不斷發(fā)展下去。 孔底 由于孔內(nèi)的酸化、H + 去極化的發(fā)生以及孔外氧去極化綜合作用,加速孔底金屬溶解速度,從而使蝕孔不斷向縱深迅速發(fā)展。3、簡(jiǎn)述金屬在極化過程中腐蝕速度減慢的主要原因是什么 答:金屬在極化過程中腐蝕速度減慢的原因主要有以下三方面:(1)活化極化。由于電 極反應(yīng)速度緩慢引起極化,從而造成金屬腐蝕速度減慢。(2)濃差極化。電極反應(yīng)過程 中,由于電化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行得

28、很快,而電解質(zhì)中物質(zhì)傳輸過程很緩慢,導(dǎo)致反應(yīng)物擴(kuò)散遷 移速度不能滿足電極反應(yīng)速度的需要,而引起極化,從而造成金屬腐蝕速度減慢;生成 物從電極表面向溶液深處擴(kuò)散過程的滯后,使反應(yīng)物或生成物在電極表面的濃度和溶液 中的濃度出現(xiàn)差異,形成濃度差,而引起極化,從而造成金屬腐蝕速度減慢。(3)電阻極化。在電極表面生成鈍化膜,從而產(chǎn)生極化,造成金屬腐蝕速度減慢。 4.簡(jiǎn)述鈍化產(chǎn)生的原因及鈍化的意義。化學(xué)因素:由強(qiáng)氧化劑引起的;電化學(xué)因素:外加電流的陽(yáng)極極化產(chǎn)生的鈍化。意義:提高金屬材料的鈍化性能;促使金屬材料在使用環(huán)境中鈍化,是腐蝕控制的最有效途徑之一。5.簡(jiǎn)述晶間腐蝕產(chǎn)生的條件、機(jī)理、影響因素及其防止晶

29、間腐蝕的措施。產(chǎn)生的條件: 組織因素-晶界與晶內(nèi)的物理化學(xué)狀態(tài)及化學(xué)成分不同,導(dǎo)致其電化學(xué)性質(zhì)不均勻;環(huán)境因素-腐蝕介質(zhì)能顯示出晶粒與晶界的電化學(xué)不均勻性。機(jī)理: 貧化理論和晶間雜質(zhì)偏聚理論。貧化理論:在某些條件作用下,鉻沿晶界擴(kuò)散速度要比晶粒內(nèi)擴(kuò)散慢,補(bǔ)充不上,在晶界上出現(xiàn)貧鉻區(qū),當(dāng)處于適宜的介質(zhì)條件下時(shí),就會(huì)形成腐蝕原電池,Cr23C6及晶粒為陰極,貧鉻區(qū)為陽(yáng)極而遭受腐蝕。雜質(zhì)偏聚或第二相析出理論:這種晶間腐蝕與 相在晶界析出有關(guān)。在過鈍化電位下,發(fā)生的相選擇溶解。影響因素:1)加熱溫度與時(shí)間,鋼的最短加熱時(shí)間和晶間腐蝕敏感性大小都與它的成分有關(guān)。2)合金成分:碳:奧氏體不銹鋼中碳量愈高,

30、晶間腐蝕傾向愈嚴(yán)重;鉻:能提高不銹鋼耐晶間腐蝕的穩(wěn)定性。鎳:增加不銹鋼晶間腐蝕敏感性。鈦、鈮:高溫能形成穩(wěn)定的碳化物。防止晶間腐蝕措施。變介質(zhì)的腐蝕性;采用適當(dāng)?shù)墓に嚧胧┮员M量避免金屬或合金在不適宜的溫度受熱,采用低碳和高純的不銹鋼或合金,把碳、氮等含量降到合理水平;在不銹鋼中添加鈦、鈮等強(qiáng)碳化物形成元素,形成碳化鈦和碳化鈮,以減少晶界貧鉻現(xiàn)象。 6.以不銹鋼在充氣的溶液中孔蝕為例,簡(jiǎn)述小孔腐蝕的機(jī)理。蝕孔內(nèi)的自催化酸化機(jī)制,即閉塞電池作用。蝕孔一旦形成,孔內(nèi)金屬處于活化狀態(tài)(電位較負(fù)),蝕孔外的金屬表面仍處于鈍態(tài)(電位較正),蝕孔內(nèi)外構(gòu)成了膜 孔電池??變?nèi)陽(yáng)極反應(yīng):孔外陰極反應(yīng):孔口PH值增

31、高,產(chǎn)生二次反應(yīng):Fe(OH)3沉積在孔口形成多孔的蘑菇狀殼層。使孔內(nèi)外物質(zhì)交換困難。孔內(nèi)O2濃度繼續(xù)下降,孔外富氧,形成氧濃差電池。其作用加速了孔內(nèi)不斷離子化,孔內(nèi)Fe2+濃度不斷增加,為保持電中性,孔外Cl-向孔內(nèi)遷移,并與孔內(nèi)形成FeCL2??變?nèi)氯化物濃縮、水解等使PH值下降,點(diǎn)蝕以自催化過程不斷發(fā)展下去??椎?,由于孔內(nèi)的酸化,H+去極化的發(fā)生及孔外氧去極化的綜合作用,加速了孔底金屬的溶解速度。7.簡(jiǎn)述應(yīng)力腐蝕產(chǎn)生的條件、機(jī)理、影響因素及其防止應(yīng)力腐蝕的措施。產(chǎn)生的條件: 1. 敏感材料:合金比純金屬更易發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂。2.特定的腐蝕介質(zhì):發(fā)生應(yīng)力腐蝕斷裂與其所處的特定的腐蝕介質(zhì)有關(guān).

32、3.拉伸應(yīng)力:增加拉伸應(yīng)力會(huì)降低疲勞壽命,增加拉伸應(yīng)力會(huì)降低疲勞壽命,而增加壓縮應(yīng)力則可提高疲勞強(qiáng)度。機(jī)理: 閉塞電池理論: 認(rèn)為在已存在的陽(yáng)極溶解的活化通道上,腐蝕優(yōu)先沿著這些通道進(jìn)行,在應(yīng)力協(xié)同作用下,閉塞電池腐蝕所引發(fā)的蝕孔擴(kuò)展為裂紋,產(chǎn)生SCC 。這種閉塞電池作用與前面的孔蝕相似,也是一個(gè)自催化的腐蝕過程,在拉應(yīng)力作用下使裂紋不斷擴(kuò)展,直至斷裂。膜破裂理論: 認(rèn)為金屬表面是由鈍化膜覆蓋,并不直接與介質(zhì)接觸。在應(yīng)力或活性離子Cl-的作用下易引起鈍化膜破裂,露出活性的金屬表面。介質(zhì)沿著某一擇優(yōu)途徑浸入并溶解活性金屬,最終導(dǎo)致應(yīng)力腐蝕斷裂。影響因素:應(yīng)力、環(huán)境、冶金因素。防止應(yīng)力腐蝕的措施:

33、 a. 合理選擇材料; b. 減少或消除殘余拉應(yīng)力; c. 改善介質(zhì)條件; d.電化學(xué)保護(hù); e. 涂層保護(hù)8. 簡(jiǎn)述腐蝕電池的三個(gè)工作環(huán)節(jié)。(1)陽(yáng)極反應(yīng):通式:MeMen+ne (2)陰極反應(yīng):通式:D+meD.me 析氫反應(yīng):2H+2eH2 吸氧反應(yīng):O2+4H+4e2H2O (酸性溶液中);O2+2H2O+4e4OH-(中性或堿性溶液中)(3)電流回路 金屬部分:電子由陽(yáng)極流向陰極溶液部分:正離子由陽(yáng)極向陰極遷移9. 金屬氧化膜具有良好保護(hù)性需要滿足哪些基本條件?1)PBR大于1;2)膜要致密、連續(xù)、無空洞、晶體缺陷少;3)穩(wěn)定性好、蒸汽壓低、熔點(diǎn)高;4)膜與基體的附著力強(qiáng),不易脫落;

34、5)生長(zhǎng)內(nèi)應(yīng)力?。?)與基體具有相近的熱膨脹系數(shù);7)膜的自愈能力強(qiáng)。 10.繪出FeH2O的EpH圖,指出保護(hù)區(qū)、腐蝕區(qū)、鈍化區(qū)和過鈍化區(qū)。并舉例說明該圖的應(yīng)用。答案:金屬的EpH圖的應(yīng)用預(yù)計(jì)一定條件下的金屬腐蝕行為反應(yīng)金屬自發(fā)腐蝕熱力學(xué)傾向指明金屬實(shí)施保護(hù)的可能性與方向總結(jié)EpH圖的規(guī)律:上腐蝕、下穩(wěn)定、兩邊(左右)腐蝕、中間鈍化。 常見金屬在中性介質(zhì)中都比較穩(wěn)定。應(yīng)用舉例:如圖,當(dāng)環(huán)境條件在圓點(diǎn)處時(shí),通過調(diào)整酸度可使其進(jìn)入鈍化區(qū);實(shí)行陰極保護(hù)可使其進(jìn)入保護(hù)區(qū)。11.理論電位pH圖的局限性?答案:一些局限性: 1由于金屬的理論電位pH圖是一種以熱力學(xué)為基礎(chǔ)的電化學(xué)平衡圖,因此它只能預(yù)示金屬

35、腐蝕傾向的大小,而不能預(yù)測(cè)腐蝕速度的大小。 2圖中的各條平衡線,是以金屬與其離子之間或溶液中的離子與含有該離子的腐蝕產(chǎn)物之間建立的平衡為條件的,但在實(shí)際腐蝕情況下,可能偏離這個(gè)平衡條件。 3電位pH圖只考慮了OH-這種陰離子對(duì)平衡的影響。但在實(shí)際腐蝕環(huán)境中,往往存在Cl-、SO42-、P032-等陰離子,它們可能因發(fā)生一些附加反應(yīng)而使問題復(fù)雜化。 4理論電位pH圖中的鈍化區(qū)并不能反映出各種金屬氧化物、氫氧化物等究竟具有多大的保護(hù)性能。 5繪制理論電位pH圖時(shí),往往把金屬表面附近液層的成分和PH大小等同于整體的數(shù)值。實(shí)際腐蝕體系中,金屬表面附近和局部區(qū)域內(nèi)的pH值與整體溶液的pH值其數(shù)值往往并不

36、相同。因此,應(yīng)用電位pH圖時(shí),必須針對(duì)具體情況,進(jìn)行具體分析,過分夸大或貶低電位pH圖的作用都是不對(duì)的。12.何謂腐蝕極化圖?說明其應(yīng)用。答案:一腐蝕電池,開路時(shí),測(cè)得陰、陽(yáng)極的電位分別為E0,C和E0,A。然后用可變電阻把二電極連接起來,依次使電阻R值由大變小,電流則由零逐漸變大,相應(yīng)地測(cè)出各電流強(qiáng)度下的電極電位,繪出陰、陽(yáng)極電位與電流強(qiáng)度的關(guān)系圖,就是腐蝕極化圖。因此,腐蝕極化圖是一種電位電流圖,它是把表征腐蝕電池特征的陰、陽(yáng)極極化曲線畫在同一張圖上構(gòu)成的。腐蝕極化圖的應(yīng)用(1)極化圖用于分析腐蝕速度的影響因素(a)腐蝕速度與腐蝕電池初始電位差的關(guān)系:腐蝕電池的初始電位差(EO,C- EO

37、,A ),是腐蝕的原動(dòng)力;(例氧化性酸對(duì)鐵的腐蝕;不同金屬平衡電位對(duì)腐蝕電流的影響)(b)極化性能對(duì)腐蝕速度的影響:若腐蝕電池的歐姆電阻很小,則極化性能對(duì)腐蝕電流有很大的影響;(例鋼在非氧化酸中的腐蝕極化圖)(c)溶液中含氧且及絡(luò)合劑對(duì)腐蝕速度的影響;(例銅在含氧酸及氰化物中腐蝕極化圖)(d)其他影響腐蝕速度的因素,如陰、陽(yáng)極面積比和溶液電阻等。(2)腐蝕速度控制因素:陽(yáng)極控制、陰極控制、混合控制和歐姆控制。13.鈍化過程可劃為四個(gè)階段活化溶解區(qū):隨電位升高值E1,電流密度由I1逐漸增加至I2,電位達(dá)到E2就不再增加。稱E1為初始電位,稱I1為初始電流密度, E2為致鈍電位, I2為致鈍電流密

38、度。 人們稱E1E2區(qū)為活化溶解區(qū)?;罨g化過渡區(qū):電位到達(dá)E2之后阻隔陽(yáng)極過程的氧化膜不但生成和溶解,隨著電位的升高,氧化膜越來越完整。這段電流測(cè)得的是上下抖動(dòng)的虛線。但電位到達(dá)E3時(shí),電流密度穩(wěn)定一較小值I3 。人們稱E3對(duì)應(yīng)的電流密度I3為維鈍電流密度,稱E2E3區(qū)為活化鈍化過渡區(qū)。鈍化區(qū):電位到達(dá)E3后,隨電位升至E4時(shí),電流密度始終維持在I3 。 在E3E4電位區(qū)間內(nèi),當(dāng)電流密度小于I3時(shí),金屬就會(huì)再度腐蝕。這對(duì)陽(yáng)極實(shí)施電化學(xué)保護(hù)有重要意義。人們稱E3E4電位區(qū)間為鈍化區(qū)。過鈍化區(qū):當(dāng)電位到達(dá)E4后繼續(xù)升高,形成的氧化膜物質(zhì)可能被氧化成更高價(jià)陽(yáng)離子或變成可溶性陰離子或升華,或再更高的

39、為電場(chǎng)作用下,氧化膜的半導(dǎo)體性質(zhì)已不能夠保護(hù)金屬的進(jìn)一步氧化。從而使腐蝕再度開始并加劇。人們稱大于E4電位為過鈍化區(qū)。結(jié)論:由金屬鈍化過程IE曲線可知,具有意義的是鈍化區(qū)。這一區(qū)域可使金屬處于保護(hù)。要達(dá)到這一區(qū)域,金屬充當(dāng)陽(yáng)極時(shí)的外電位與電流密度必須控制到這一區(qū)域。若不是外加電壓和電流,金屬與鈍化劑及環(huán)境要有較好的對(duì)應(yīng)和選擇。顯然,鈍化區(qū)的E3越低,E4越高,其鈍化能力越強(qiáng)。越易實(shí)現(xiàn)陽(yáng)極保護(hù)。14.金屬鈍化的解釋有幾種理論?(1)成相膜理論這種理論認(rèn)為,當(dāng)金屬陽(yáng)極溶解時(shí),可以在金屬表面生成一層致密的、覆蓋得很好的固體產(chǎn)物薄膜。這層產(chǎn)物膜構(gòu)成獨(dú)立的固相膜層,把金屬表面與介質(zhì)隔離開來,阻礙陽(yáng)極過程

40、的進(jìn)行,導(dǎo)致金屬溶解速度大大降低,使金屬轉(zhuǎn)入鈍態(tài)。(2)吸附理論吸附理論認(rèn)為,金屬鈍化是由于表面生成氧或合氧粒子的吸附層,改變了金屬/溶液界面的結(jié)構(gòu),并使陽(yáng)極反應(yīng)的活化能顯著提高的緣故。即由于這些粒子的吸附,使金屬表面的反應(yīng)能力降低了,因而發(fā)生了鈍化。15、根據(jù)極化圖說明外加電流陰極保護(hù)原理,并說明陰極保護(hù)的主要參數(shù),應(yīng)如何選擇這些參數(shù)。原理:由外電路向金屬通入電子,以供去極化劑還原反應(yīng)所需,從而使金屬氧化反應(yīng)受到抑制。當(dāng)金屬氧化反應(yīng)速度降低到零時(shí),金屬表面只發(fā)生去極化劑陰極反應(yīng)。保護(hù)參數(shù) 保護(hù)電位Epr:陰極保護(hù)中所取的極化電位。要使金屬的腐蝕速度降低到零,取陽(yáng)極反應(yīng)平衡電位作為保護(hù)電位(E

41、pr= Eea)。 (最小)保護(hù)電流密度ipr:與保護(hù)電位對(duì)應(yīng)的外加極化電流密度叫做保護(hù)電流密度。保護(hù)電位是基本的控制指標(biāo)。確定保護(hù)電位時(shí)應(yīng)考慮兩個(gè)方面的因素:第一,Epr值(越負(fù)越好);第二,析氫反應(yīng)的影響。16.說出幾種恒溫氧化的動(dòng)力學(xué)規(guī)律,并說明其意義。 直線規(guī)律:y=kt+c,y氧化膜厚度,t時(shí)間,k氧化線性速度常數(shù)。意義:表面氧化膜多孔,不完整,不具有保護(hù)性,對(duì)金屬進(jìn)一步氧化沒有抑制作用。拋物線規(guī)律:y2=kt+c,表明氧化膜具有保護(hù)性,氧化受離子通過擴(kuò)散通過表面氧化膜速度控制。立方規(guī)律:y3=3kt+c,擴(kuò)散阻滯作用比膜增厚所產(chǎn)生的阻滯更為嚴(yán)重。對(duì)數(shù)與反對(duì)數(shù)規(guī)律:y=klg(t+t

42、0)+A,說明氧化過程擴(kuò)散阻滯作用遠(yuǎn)比拋物線規(guī)律大。17.腐蝕極化圖不能由實(shí)驗(yàn)直接測(cè)定,試畫圖說明使用Tafel極化曲線反推法如何得到腐蝕極化圖。測(cè)得Tafel曲線后,將兩條曲線做切線,切線交點(diǎn)為S,過S做平行線,得Ecorr。將S與兩平衡電位,EO,A,EO,C連接起來就得到腐蝕極化圖。 18.影響氫去極化腐蝕的主要因素.金屬材料的性狀:金屬材料的本質(zhì)、表面狀態(tài)及金屬陰極相雜質(zhì)都會(huì)影響到金屬的氫去極化腐蝕。材料與表面狀態(tài)不同其氫過電位值不同,氫過電位值愈大,氫去極化腐蝕速度愈小,反之亦然。若雜質(zhì)相的氫過電位很小,就會(huì)加速金屬的腐蝕。.pH值減小,氫離子濃度增大,氫電極電位變得更正,加速金屬的

43、腐蝕.陰極區(qū)的面積增加,氫過電位減小,陰極極化率降低,析氫反應(yīng)加快,從而導(dǎo)致腐蝕速度增大。.溫度升高也使氫過電位減小,而且溫度升高,陽(yáng)極反應(yīng)和陰極反應(yīng)都將加快,所以腐蝕速度隨溫度的升高而增大。19.影響氧去極化腐蝕的主要因素:陽(yáng)極材料電極電位降低則氧去極化腐蝕的速度增大。溶解氧濃度增大,氧去極化腐蝕速度隨之增大。但當(dāng)溶解氧濃度提高到使腐蝕電流密度達(dá)到該金屬的臨界鈍化電流密度時(shí),金屬將由活化溶解態(tài)向鈍化態(tài)轉(zhuǎn)化,其腐蝕速度就會(huì)顯著降低。.溶液流速越大,腐蝕速度也就越大。但當(dāng)流速增大到氧的還原反應(yīng)不再受濃差極化控制時(shí),腐蝕速度便與流速無關(guān)。對(duì)于可鈍化金屬,金屬便轉(zhuǎn)入鈍態(tài)。.鹽濃度的增大,溶液的電導(dǎo)率

44、增大,腐蝕速度將有所提高。但當(dāng)鹽濃度高到一定程度后,腐蝕速度反而會(huì)隨鹽濃度的提高而減慢。.溫度升高氧的擴(kuò)散和電極反應(yīng)速度加快,因此在一定溫度范圍內(nèi),隨溫度升高腐蝕速度加快。但溫度升高又會(huì)降低氧的溶解度(敞口系統(tǒng)),使金屬的腐蝕速度減小。20.影響腐蝕的材料因素、環(huán)境因素及結(jié)構(gòu)因素各有哪些? 答:影響腐蝕的材料因數(shù)(內(nèi)因)有:、金屬的種類,、合金元素與雜質(zhì),、表面狀態(tài),、內(nèi)應(yīng)力,、熱處理,、電偶效應(yīng);環(huán)境因素(外因):、去極劑種類與濃度,、溶液PH值,、溫度,、流速,、溶解鹽與陰、陽(yáng)離子;設(shè)備結(jié)構(gòu)因素:、應(yīng)力,、表面狀態(tài)與幾何形狀,、異種金屬組合,、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理等。21.金屬構(gòu)件發(fā)生電化學(xué)腐蝕

45、時(shí),對(duì)于大陰極-小陽(yáng)極和小陰極-大陽(yáng)極的結(jié)構(gòu),哪種的腐蝕危害性大?為什么? 答:大陰極-小陽(yáng)極的電化學(xué)腐蝕的危害性大。因?yàn)殛?、?yáng)極面積比增大與陽(yáng)極的腐蝕速度成直線函數(shù)的關(guān)系,增加比較迅速。即陰極的面積增大,陽(yáng)極的腐蝕速度加快。22.應(yīng)力腐蝕發(fā)生必須滿足的條件是什么? 答:應(yīng)力腐蝕必須是在拉應(yīng)力和特定介質(zhì)的聯(lián)合作用下發(fā)生,構(gòu)成一定材料發(fā)生應(yīng)力腐蝕的條件是:拉應(yīng)力和特定介質(zhì)。23.何謂腐蝕疲勞? 與純機(jī)械疲勞和應(yīng)力腐蝕斷裂相比有何特點(diǎn)?答:腐蝕疲勞:是指材料或構(gòu)件在交變應(yīng)力與腐蝕環(huán)境的共同作用下產(chǎn)生的脆性斷裂腐蝕疲勞的特點(diǎn):腐蝕疲勞的SN曲線與純力學(xué)疲勞的SN曲線形狀不同,腐蝕疲勞不存在疲勞極限。

46、腐蝕疲勞與應(yīng)力腐蝕不同,只要存在腐蝕介質(zhì),純金屬也能發(fā)生腐蝕疲勞。腐蝕疲勞強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度間沒有一定的聯(lián)系。腐蝕疲勞裂紋多起源于表而腐蝕坑或表面缺陷往往成群出現(xiàn),裂紋主要是穿晶型,并隨腐蝕發(fā)展裂紋變寬。腐蝕疲勞斷口即有腐蝕的特征又有疲勞的特征(疲勞輝紋)、而純力學(xué)疲勞斷口有兩種情況:對(duì)于塑性材料斷口為纖維狀,呈暗灰色;脆性材料斷口呈現(xiàn)出一些結(jié)晶形狀。24.寫出吸氧腐蝕在不同pH條件下的反應(yīng)方程式,論述氧的陰極還原過程,討論可能的控制步驟并說明原因。在中性或酸性條件下:O2+4H+4e2H2O在堿性條件下: O2+2H2O+4e4OH-氧的陰極還原過程 : (1)氧由空氣/溶液界面溶解進(jìn)入溶液;(

47、2)氧在擴(kuò)散和對(duì)流的作用下進(jìn)入陰極附近;(3)氧在擴(kuò)散作用下進(jìn)入雙電層,吸附在電極表面;(4)氧在陰極上得到電子,發(fā)生吸氧腐蝕??刂撇襟E: (1) 3 為控制步驟,因?yàn)檠醪蛔阋韵年帢O上的電子,使腐蝕減慢。 (2) 4 為控制步驟 。25.論述點(diǎn)蝕的機(jī)理,并闡述點(diǎn)蝕與縫隙腐蝕的區(qū)別。點(diǎn)蝕是閉塞性腐蝕,在金屬面上首先有金屬的溶解,形成蝕坑,在蝕坑內(nèi)氧濃度比外界低,形成濃差腐蝕。使腐蝕進(jìn)一步加速蝕孔生長(zhǎng)。由于金屬的腐蝕而產(chǎn)生金屬離子的濃度升高,吸引負(fù)離子和水解產(chǎn)生H+形成HCl等繼續(xù)維持了點(diǎn)蝕(5)。 點(diǎn)蝕先前沒有蝕孔,形成之后繼續(xù)腐蝕,在回掃形成的包絡(luò)曲線所環(huán)繞的面積上,點(diǎn)蝕只繼續(xù)生長(zhǎng),不會(huì)有新

48、的點(diǎn)蝕生成??p隙腐蝕是在腐蝕前就已經(jīng)有了縫隙,在腐蝕介質(zhì)中繼續(xù)沿縫隙進(jìn)行腐蝕,在回掃形成包絡(luò)曲線所環(huán)繞的范圍內(nèi),縫隙腐蝕不但繼續(xù)生長(zhǎng)還有新的腐蝕生長(zhǎng)。26.試畫出氧去極化過程的陰極極化曲線并解釋圖中各拐點(diǎn)的意義。作圖當(dāng)陰極電流密度較小且供氧充分時(shí),相當(dāng)于極化曲線的Ep段,這時(shí)過電位與電流密度的對(duì)數(shù)呈直線關(guān)系,陰極過程的速度取決于氧的離子化反應(yīng)。當(dāng)陰極電流密度增大時(shí),相當(dāng)于圖中的pfs段,由于氧的擴(kuò)散速度有限,供氧受阻,出現(xiàn)了明顯的濃差極化。陰極過程受氧的離子化反應(yīng)和擴(kuò)散共同控制。當(dāng)ic大約等于id時(shí),氫的去極化過程就開始與氧的去極化過程同時(shí)進(jìn)行,得到總的陰極去極化曲線。27.何為緩蝕劑?緩蝕劑

49、的分類?簡(jiǎn)要介紹不同緩蝕劑的作用機(jī)理。答案:緩蝕劑是一種當(dāng)它以適當(dāng)?shù)臐舛然蛐问酱嬖谟诮橘|(zhì)中時(shí),可以防止和減緩腐蝕的化學(xué)物質(zhì)或復(fù)合物質(zhì)。緩蝕劑的分類: (1)按化學(xué)結(jié)構(gòu)分為無機(jī)緩蝕劑和有機(jī)緩蝕劑。 (2)按使用介質(zhì)的pH值分為酸性介質(zhì)(pH 14)緩蝕劑、中性介質(zhì)(pH 59)緩蝕劑和堿性介質(zhì)(pH 1012)緩蝕劑。 (3)按介質(zhì)性質(zhì)分為油溶性緩蝕劑、水溶性緩蝕劑和氣相緩蝕劑。作用機(jī)理:(一)緩蝕劑的吸附理論吸附理論認(rèn)為,許多有機(jī)緩蝕劑屬于表面活性物質(zhì),這些有機(jī)物分子由親水疏油的極性基和親油疏水的非極性基組成;當(dāng)它們加入到介質(zhì)中后,緩蝕劑的極性基定向吸附排列在金屬表面,從表面上排除了水分子和氫

50、離子等致腐粒子,使之難于接近金屬表面,從而起到緩蝕作用。如各種胺類化合物。(二)緩蝕劑的成膜理論 成膜理論認(rèn)為,緩蝕劑能與金屬或腐蝕介質(zhì)的離子發(fā)生反應(yīng),結(jié)果在金屬表面上生成不溶或難溶的具有保護(hù)作用的各種膜層,膜阻礙了腐蝕過程,起到緩蝕作用。 (1)這類緩蝕劑中有一大部分是氧化劑,如鉻酸鹽、重鉻酸鹽、硝酸鹽、亞硝酸鹽等,它們使金屬表面生成是有保護(hù)作用的氧化膜或鈍化膜。這類緩蝕劑相當(dāng)于鈍化劑的作用。 (2)有一些非氧化性的有機(jī)緩蝕劑,如硫醇與鐵在酸性介質(zhì)中、喹啉與鐵在鹽酸中,能夠生成難溶的化合物膜層,叫做沉淀膜。沉淀膜起到類似于氧化膜的作用,達(dá)到緩蝕效果。 (三)電極過程抑制理論 這種理論認(rèn)為,緩

51、蝕劑的作用是由于緩蝕劑的加入抑制了金屬在腐蝕介質(zhì)中的電化學(xué)過程,減緩了電化學(xué)腐蝕速度。由圖33可以看出,緩蝕劑的存在可能分別增大陰極極化或陽(yáng)極極化,也可能同時(shí)增大陰極極化和陽(yáng)極極化,根據(jù)緩蝕劑對(duì)電化學(xué)過程阻滯的類型,將緩蝕劑分為以下三種。 1陽(yáng)極抑制型緩蝕劑2陰極抑制型緩蝕劑3混合抑制型緩蝕劑五、綜合題 1、下圖是典型的陽(yáng)極極化曲線,請(qǐng)指出:(金屬用Me 表示) (1)ER、 b E 、 p E 、 op E 、 b I 、 p I 和B 點(diǎn)、D 點(diǎn)、E 點(diǎn)、F 點(diǎn)的意義。 (2)A-B 區(qū)、B-C 區(qū)、C-D 區(qū)、D-E 區(qū)、E-F 區(qū)、F-G 區(qū)的名稱和A-B 區(qū)、B-C 區(qū)、C-D 區(qū)、

52、D-E 區(qū)可能發(fā)生的陽(yáng)極反應(yīng)式。 (3)利用該圖說明外加電流法陽(yáng)極保護(hù)的基本原理,并說明陽(yáng)極保護(hù)的主要參數(shù),應(yīng)如何選擇這些參數(shù)。答:(1)ER-自腐蝕電位 b E -臨界鈍化電位(致鈍電位) I b I p 陽(yáng) 極 電 流 密 度 i 陽(yáng)極電位E p E -鈍態(tài)電位(維鈍電位) op E -過鈍化電位 b I -臨界鈍態(tài)電流密度(致鈍電流密度) p I -鈍態(tài)電流密度(維鈍電流密度) B-金屬鈍化的開始點(diǎn) D-金屬過鈍化的開始點(diǎn) E-金屬二次鈍化的開始點(diǎn) F-金屬二次過鈍化的開始點(diǎn) (2)A-B 區(qū):活性溶解區(qū):MeMe n+ +ne B-C 區(qū):活化-鈍化過渡區(qū):3Me+4H2OMe3O4+8H + +8e C-D 區(qū):鈍化區(qū)或穩(wěn)定鈍化區(qū):2Me+3H2OMe2O3+6H + +6e D-E 區(qū):過鈍化區(qū):Me3O4+4H2O Me2O7 2- +8H + +8e 可能還發(fā)生:4OH - O2+2H2O+4e E-F 區(qū):二次鈍化區(qū) F-G 區(qū):二次過鈍化區(qū) (3)外加電流法陽(yáng)極保護(hù)的基本原

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