金屬腐蝕與防護(hù)考試試卷(附實(shí)驗(yàn))及答案

````````1頁(yè)共53頁(yè)金屬腐蝕與防護(hù)試卷 1一、解釋概念:（共8分，每個(gè)2分）鈍性，堿脆、SCC、縫隙腐蝕二、填空題：（共30分，每空1分）1． 稱為好氧腐蝕，中性溶液中陰極反應(yīng)為 ，好氧腐蝕主要為控制，其過電位與電流密度的關(guān)系為 。2．在水的電位-pH圖上，線?表示 關(guān)系，線?表示 關(guān)系，線?下方是 的穩(wěn)定存在區(qū)，線?上方是 的穩(wěn)定存在區(qū)，線?與線?之間是的穩(wěn)定存在區(qū)。3．熱力系統(tǒng)中發(fā)生游離 CO2腐蝕較嚴(yán)重的部位是 ，其腐蝕特征是 ，防止游離 CO2腐蝕的措施是 ，運(yùn)行中將給水的 pH值控制在范圍為宜。4．凝汽器銅管在冷卻水中的脫鋅腐蝕有 和 形式。淡水作冷卻水時(shí)易發(fā)生 脫鋅，海水作冷卻水時(shí)易發(fā)生 脫鋅。5．過電位越大，金屬的腐蝕速度越 ，活化極化控制的腐蝕體系，當(dāng)極化電位偏離 Ecorr足夠遠(yuǎn)時(shí)，電極電位與極化電密呈 關(guān)系，活化極化控制下決定金屬腐蝕速度的主要因素為 、 。6．為了防止熱力設(shè)備發(fā)生氧腐蝕，向給水中加入 ，使水中氧含量達(dá)到以下，其含量應(yīng)控制在 ，與氧的反應(yīng)式為 ，加藥點(diǎn)常在 。7．在腐蝕極化圖上，若 Pc>>Pa， 極極化曲線比 極極化曲線陡，這時(shí)Ecorr值偏向 電位值，是 控制。三、問答題：（共24分，每小題4分）1．說(shuō)明協(xié)調(diào)磷酸鹽處理原理。2．自然界中最常見的陰極去極化劑及其反應(yīng)是什么？3．鍋爐發(fā)生苛性脆化的條件是什么？4．凝汽器銅管內(nèi)用硫酸亞鐵造膜的原理是什么？5．說(shuō)明熱力設(shè)備氧腐蝕的機(jī)理。6．說(shuō)明腐蝕電池的電化學(xué)歷程，并說(shuō)明其四個(gè)組成部分。四、計(jì)算：（共24分，每小題8分）1．在中性溶液中，F(xiàn)e2=106mol/L，溫度為25℃，此條件下碳鋼是否發(fā)生答案參見我的新浪博客： /s/blog_3fb788630100muda.html第2頁(yè)共53頁(yè)析氫腐蝕？并求出碳鋼在此條件下不發(fā)生析氫腐蝕的最小02+pH值。（EFe/Fe=-0.44）2．寫出V-與icorr的關(guān)系式及Vt與icorr的關(guān)系式，并說(shuō)明式中各項(xiàng)的物理意義。3．已知銅在含氧酸中和無(wú)氧酸中的電極反應(yīng)及其標(biāo)準(zhǔn)電極電位：Cu=Cu2++2e02+ECu/Cu=+0.337VH2=2H++2e0+E2H/H=0.000V2HO=O+4H++4e02EO2/H2O=+1.229V2問銅在含氧酸和無(wú)氧酸中是否發(fā)生腐蝕？五、分析：（共14分，每小題7分）1．試用腐蝕極化圖分析鐵在濃HNO3中的腐蝕速度為何比在稀HNO3中的腐蝕速度低？爐水協(xié)調(diào)磷酸鹽-pH控制圖如圖1，如何根據(jù)此圖實(shí)施爐水水質(zhì)控制，試分析之。10.20R=2.8pH10.00R=2.6R=2.4(25oC)9.80R=2.39.60R=2.29.40R=08.802 3 4 5 6 7 8 91015 20圖1.協(xié)調(diào)磷酸鹽—pH控制圖答案參見我的新浪博客： /s/blog_3fb788630100muda.html3頁(yè)共53頁(yè)金屬腐蝕與防護(hù)試卷 2一、解釋概念:（共8分，每個(gè)2分）苛性脆化、SCC、自腐蝕電位、鈍性二、填空：（共30分，每空1分）1．發(fā)生析H2腐蝕的必要條件是，陰極反應(yīng)為，析氫腐蝕為控制，其過電位與電流密度的關(guān)系為。2．在水的電位—pH圖上，線?下方是區(qū)，線?上方是區(qū)，線?與線?之間是區(qū)。3．碳鋼在溶液中，奧氏體不銹鋼在溶液中易發(fā)生應(yīng)力腐蝕破裂。4．鐵在570℃以上氧化生成的氧化膜從里到外由、、組成，其中具有良好保護(hù)性的是。5．氧腐蝕常發(fā)生在熱力系統(tǒng)的、，其腐蝕特征為。為防止氧腐蝕，通常采用以為主，為輔助的防腐蝕方法。使水中氧含量可達(dá)以下。聯(lián)氨除氧時(shí)，給水中聯(lián)氨含量控制在，其反應(yīng)式為，通常加藥點(diǎn)在。6．協(xié)調(diào)磷酸鹽處理的實(shí)質(zhì)是把爐水的全部變?yōu)?，消除爐水中的，該法適用于條件。電位；Pc．a(chǎn)c時(shí)，腐蝕為控制，corr靠近a時(shí)，7P>>PE>>P腐蝕為控制，Ecorr靠近電位。三、問答題：（共24分，每小題4分）1．凝汽器銅管用 FeSO4成膜保護(hù)的原理是什么？2．為何同時(shí)有溶解氧和游離二氧化碳時(shí)腐蝕更加嚴(yán)重？3．說(shuō)明腐蝕電池的電化學(xué)歷程。4．鍋爐發(fā)生苛性脆化的條件是什么？5．金屬氧化生成保護(hù)性氧化膜應(yīng)具備什么條件？6．為何說(shuō)對(duì)爐水進(jìn)行協(xié)調(diào)磷酸鹽處理是防腐防垢兼顧的方法？四、計(jì)算題：（共24分，每小題8分）1．銅在介質(zhì)中的腐蝕反應(yīng)為： Cu→Cu2++2e,腐蝕電流密度為 100μA/cm2,求其腐蝕速度V-(g/m2d)和Vt(mm/a)。已知ACu=63.55,ρ=8.96g/cm3。2．在中性溶液中，F(xiàn)e2+的濃度為10-6mol/L，溫度為25℃，試判斷在此條件答案參見我的新浪博客： /s/blog_3fb788630100muda.html第4頁(yè)共53頁(yè)下鐵是否發(fā)生析氫腐蝕？并求鐵在此條件下不發(fā)生析氫腐蝕的最低pH值。(已知02+EFe/Fe=-0.44V)3．已知銅在含氧酸中和無(wú)氧酸中的電極反應(yīng)及其標(biāo)準(zhǔn)電極電位：Cu=Cu2++2e02+ECu/Cu=+0.337VH2=2H++2e0+E2H/H=0.000V2HO=O+4H++4e0EO2/H2O=+1.229V22問銅在含氧酸和無(wú)氧酸中是否發(fā)生腐蝕？五、分析題：（共14分，每小題7分）1．具有鈍化行為金屬的陽(yáng)極極化曲線如圖 1，說(shuō)明曲線上各特性點(diǎn)和特性區(qū)的意義。+EH FEO2 GEEtpDEpCEppBEoAlgiipipp圖1.具有鈍化行為金屬的陽(yáng)極極化曲線2．畫出Fe-H2O體系的簡(jiǎn)化電位-pH圖，標(biāo)出腐蝕區(qū)、免蝕區(qū)、鈍態(tài)區(qū)。為了使鐵不受腐蝕，使鐵的狀態(tài)條件移出腐蝕區(qū)的可能途徑有那些？答案參見我的新浪博客： /s/blog_3fb788630100muda.html5頁(yè)共53頁(yè)附： 金屬腐蝕與防護(hù)實(shí)驗(yàn)?zāi)夸泴?shí)驗(yàn)部分實(shí)驗(yàn)1腐蝕試樣的制備電化學(xué)試樣的制備???????????????2實(shí)驗(yàn)2恒電位法測(cè)定陽(yáng)極極化曲線???????????????????3實(shí)驗(yàn)3塔菲爾直線外推法測(cè)定金屬的腐蝕速度??????????????5實(shí)驗(yàn)4失重法測(cè)定金屬的腐蝕速度???????????????????7實(shí)驗(yàn)5線性極化法測(cè)定金屬的腐蝕速度?????????????????10實(shí)驗(yàn)6電位-pH圖的應(yīng)用????????????????????????12實(shí)驗(yàn)7動(dòng)電位掃描法測(cè)定金屬的陽(yáng)極極化曲線??????????????14實(shí)驗(yàn)8電偶腐蝕速度的測(cè)定??????????????????????15實(shí)驗(yàn)9閉塞電池腐蝕模擬實(shí)驗(yàn)?????????????????????17演示實(shí)驗(yàn)部分實(shí)驗(yàn)1腐蝕原電池??????????????????????????18實(shí)驗(yàn)2原電池的極化?????????????????????????19實(shí)驗(yàn)3鋼在硝酸中的鈍化???????????????????????20實(shí)驗(yàn)4緩蝕劑的緩蝕效果???????????????????????21實(shí)驗(yàn)5陰極保護(hù)——犧牲陽(yáng)極法????????????????????22附錄1CR-3型多功能腐蝕測(cè)量?jī)x的使用方法?????????????????23附錄2PS-1型恒電位/恒電流儀的使用方法?????????????????26綜合實(shí)驗(yàn)部分銹蝕碳鋼磷化及磷化膜性能檢驗(yàn)試驗(yàn) ???????.??????????????? .30附錄一???????????????.????????????????.34附錄二???????????????????????????????????.42附錄三???????????????????????????????????.45附錄四???????????????????????????????????.46答案參見我的新浪博客： /s/blog_3fb788630100muda.html第6頁(yè)共53頁(yè)實(shí) 驗(yàn) 部 分實(shí)驗(yàn)1 腐蝕試樣的制備 電化學(xué)試樣的制備一、 目的學(xué)會(huì)一種用樹脂鑲制電化學(xué)實(shí)驗(yàn)用的金屬試樣的簡(jiǎn)易方法和焊接金屬樣品的方法。二、 材料和藥品金屬試樣具有塑料絕緣外套的銅管塑料套圈金屬砂紙電烙鐵焊油焊錫絲玻璃板玻璃棒燒杯托盤天平乙二胺環(huán)氧樹脂三、 實(shí)驗(yàn)步驟1． 焊接金屬樣品將金屬試樣的所有面金屬都用砂紙打磨光亮，用水沖洗干凈后待用。2．給電烙鐵通電加熱，待電烙鐵尖端呈紅色時(shí)，蘸少許焊油且接觸焊錫絲待焊錫絲熔化后，將帶塑料套圈的銅桿焊在金屬試樣上。3． 將鋸好的 5mm厚的塑料套圈打磨平整待用。4． 稱取100g環(huán)氧樹脂于燒杯中，再稱取 5～8g固化劑乙二胺也倒入該燒杯中，用玻璃棒攪拌 10min，然后把塑料圈放在光滑的玻璃板上，將金屬試樣放在塑料圈內(nèi)中央部分。5． 把配制好的環(huán)氧樹脂倒入擺好金屬試樣的塑料圈內(nèi)。6． 24h固化好金屬試樣可以進(jìn)行磨制、拋光。四、 注意事項(xiàng)1． 焊接金屬試樣時(shí)，因電烙鐵尖端部位的溫度最高，要用尖端部位進(jìn)行焊接。焊接時(shí)，要先在金屬試樣上焊上點(diǎn)焊錫絲，再將銅桿尖端也焊上些錫絲，然后把 2個(gè)錫點(diǎn)進(jìn)行焊接，這樣，即容易焊上又容易焊牢。2． 不要觸摸電烙鐵及金屬部分，以免燙傷。答案參見我的新浪博客： /s/blog_3fb788630100muda.html7頁(yè)共53頁(yè)實(shí)驗(yàn)2 恒電位法測(cè)定陽(yáng)極極化曲線一、 目的1． 了解金屬活化、鈍化轉(zhuǎn)變過程及金屬鈍化在研究腐蝕與防護(hù)中的作用。2． 熟悉恒電位測(cè)定極化曲線的方法。3． 通過陽(yáng)極極化曲線的測(cè)定，學(xué)會(huì)選取陽(yáng)極保護(hù)的技術(shù)參數(shù)。二、 基本原理測(cè)定金屬腐蝕速度、判斷添加劑的作用機(jī)理、評(píng)選緩蝕劑、研究金屬的鈍態(tài)和鈍態(tài)破壞及電化學(xué)保護(hù)，都需測(cè)量極化曲線。測(cè)量腐蝕體系的極化曲線，實(shí)際就是測(cè)量在外加電流作用下， 金屬在腐蝕介質(zhì)中的電極電位與外加電流密度（以下簡(jiǎn)稱電密）之間的關(guān)系。陽(yáng)極電位和電流的關(guān)系曲線稱為陽(yáng)極極化曲線。 為了判斷金屬在電解質(zhì)溶液中采用陽(yáng)極保護(hù)的可能性，選擇陽(yáng)極保護(hù)的三個(gè)主要技術(shù)參數(shù) –––致鈍電密、維鈍電密和鈍化電位（鈍化區(qū)電位范圍）。必須測(cè)定陽(yáng)極極化曲線。測(cè)量極化曲線的方法可以采用恒電位和恒電流兩種不同方法。 以電密為自變量測(cè)量極化曲線的方法叫恒電流法，以電位為自變量的測(cè)量方法叫恒電位法。一般情況下，若電極電位是電密的單值函數(shù)時(shí)，恒電流法和恒電位法測(cè)得的結(jié)果是一致的。但是如果某種金屬在陽(yáng)極極化過程中， 電極表面壯態(tài)發(fā)生變化， 具有活化/鈍化變化，那么該金屬的陽(yáng)極過程只能用恒電位法才能將其歷程全部揭示出來(lái)， 這時(shí)若采用恒電流法，則陽(yáng)極過程某些部分將被掩蓋，而得不到完整的陽(yáng)極極化曲線。在許多情況下，一條完整的極化曲線中與一個(gè)電密相對(duì)應(yīng)可以有幾個(gè)電極電位。例如，對(duì)于具有活化/鈍化行為的金屬在腐蝕體系中的陽(yáng)極極化曲線是很典型的。由陽(yáng)極極化曲線可知，在一定的電位范圍內(nèi)，金屬存在活化區(qū)、鈍化過渡區(qū)、鈍化區(qū)和過鈍化區(qū)，還可知金屬的自腐蝕電位（穩(wěn)定電位） 、致鈍電密、維鈍電密和維鈍電位范圍。用恒電流法測(cè)量時(shí)， 由自腐蝕電位點(diǎn)開始逐漸增加電密， 當(dāng)達(dá)到致鈍電密點(diǎn)時(shí)金屬開始鈍化，由于人為控制電密恒定， 故電極電位突然增加到很正的數(shù)值 （到達(dá)過鈍化區(qū)），跳過鈍化區(qū)，當(dāng)再增加電密時(shí)，所測(cè)得的曲線在過鈍化區(qū)。因此，用恒電流法測(cè)不出金屬進(jìn)入鈍化區(qū)的真實(shí)情況，而是從活化區(qū)躍入過鈍化區(qū)。碳鋼在 NH4HCO3-NH4OH中就是在陽(yáng)極極化過程中由活化態(tài)轉(zhuǎn)入鈍態(tài)的。用恒電位法測(cè)定其陽(yáng)極極化曲線，正是基于碳鋼在NH4HCO3-NH4OH體系中有活化/鈍化轉(zhuǎn)變這一現(xiàn)象，并可對(duì)設(shè)備進(jìn)行陽(yáng)極保護(hù)。三、儀器及用品恒電位儀極化池飽和甘汞電極鉑金電極A3鋼電極粗天平量筒1000mL；100mL燒杯1000mL答案參見我的新浪博客： /s/blog_3fb788630100muda.html第8頁(yè)共53頁(yè)溫度計(jì)電爐NH4HCO3及NH3·H2O,無(wú)水乙醇棉，水砂紙。四、實(shí)驗(yàn)步驟1．溶液的配制（1）燒杯內(nèi)放入700mL去離子水，在電爐上加熱到40℃左右，放入160gNH4HCO3，攪拌均勻，然后加入65mL濃NH3·H2O。（2）將配制好的溶液注入極化池中。2． 操作步驟（1）用水砂紙打磨工作電極表面，并用無(wú)水乙醇棉擦試干凈待用。（2）將輔助電極和研究電極放入極化池中，甘汞電極浸入飽和 KCl溶液中，用鹽橋連接二者，鹽橋魯金毛細(xì)管尖端距離研究電極 1～2mm左右。按圖 1連接好線路并進(jìn)行測(cè)量。（3）測(cè)A3鋼在NH4HCO3-NH4OH體系中的自腐蝕電位約為-0.85V,穩(wěn)定15min，若電位偏正，可先用很小的陰極電流（50μA/cm2左右）活化1～2min再測(cè)定。外恒電位儀數(shù)學(xué)電壓表接測(cè)量公研參輔1 4523圖1 恒電位極化曲線測(cè)量裝置1鹽橋；2輔助電極；3研究電極；4參比電極；極化池（4）調(diào)節(jié)恒電位（從自腐蝕電位開始）進(jìn)行陽(yáng)極極化，每隔 2min增加50mV，并分別讀取不同電位下相應(yīng)的電流值，當(dāng)電極電位達(dá)到 +1.2V左右時(shí)即可停止試驗(yàn)。五、 結(jié)果及數(shù)據(jù)處理1． 求出各點(diǎn)的電密，添入自己設(shè)計(jì)的表格。2． 在半對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上用所得數(shù)據(jù)作 E—lgi曲線。3． 指出碳鋼在 NH4HCO3-NH4OH中進(jìn)行陽(yáng)極保護(hù)的三個(gè)基本參數(shù)。六、 思考題1． 陽(yáng)極極化曲線對(duì)實(shí)施陽(yáng)極保護(hù)有何指導(dǎo)意義？2． 極化曲線測(cè)量對(duì)研究電極、輔助電極、參比電極和鹽橋的要求是什么？答案參見我的新浪博客： /s/blog_3fb788630100muda.html9頁(yè)共53頁(yè)實(shí)驗(yàn)3 塔菲爾直線外推法測(cè)定金屬的腐蝕速度一、 目的1． 掌握塔菲爾直線外推法測(cè)定金屬腐蝕速度的原理和方法。2． 測(cè)定低碳鋼在 1MHAc+1MNaCl 混合溶液中腐蝕電密 ic、陽(yáng)極塔菲爾斜率 ba和陰極塔菲爾斜率 bc。3． 對(duì)活化極化控制的電化學(xué)腐蝕體系在強(qiáng)極化區(qū)的塔菲爾關(guān)系加深理解。學(xué)習(xí)用恒電流法繪制極化曲線。二、實(shí)驗(yàn)原理金屬在電解質(zhì)溶液中腐蝕時(shí)，金屬上同時(shí)進(jìn)行著兩個(gè)或多個(gè)電化學(xué)反應(yīng)。例如鐵在酸性介質(zhì)中腐蝕時(shí)，F(xiàn)e上同時(shí)發(fā)生反應(yīng)：Fe→2+Fe+2e2H++2e→H2在無(wú)外加電流通過時(shí)，電極上無(wú)凈電荷積累，即氧化反應(yīng)速度ia等于還原反應(yīng)速度ic,并且等于自腐蝕電流Icorr,與此對(duì)應(yīng)的電位是自腐蝕電位Ecorrr。如果有外加電流通過時(shí)，例如在陽(yáng)極極化時(shí)，電極電位向正向移動(dòng)，其結(jié)果加速了氧化反應(yīng)速度ia而擬制了還原反應(yīng)速度ic,此時(shí)，金屬上通過的陽(yáng)極性電流應(yīng)是：Ia=ia-|ic|=ia+ic同理，陰極極化時(shí)，金屬上通過的陰極性電流Ic也有類似關(guān)系。Ic=-|ic|+ia=ic+ia從電化學(xué)反應(yīng)速度理論可知， 當(dāng)局部陰、陽(yáng)極反應(yīng)均受活化極化控制時(shí)， 過電位（極化電位）η與電密的關(guān)系為：ia=icorrepx(2.3η/ba)ic=-icorrexp(-2.3η/bc)所以Ia=icorr[exp(2.3η/ba)-exp(-2.3η/bc)]Ic=-icorr[exp(-2.3η/bc)-exp(2.3η/ba)當(dāng)金屬的極化處于強(qiáng)極化區(qū)時(shí)，陽(yáng)極性電流中的ic和陰極性電流中的ic都可忽略，于是得到：Ia=icorrexp(2.3η/ba)Ic=-icorrexp(-2.3η/bc)或?qū)懗桑害?-balgicoor+balgiaη=-bclgicorr+bclgic可以看出，在強(qiáng)極化區(qū)內(nèi)若將η對(duì)lgi作圖，則可以得到直線關(guān)系[見《熱力設(shè)備腐蝕與腐蝕》p257Fig.14—12（a）]。該直線稱為塔菲爾直線。將兩條塔菲爾直線外延后相交，交點(diǎn)表明金屬陽(yáng)極溶解速度ia與陰極反應(yīng)（析H2）速度ic相等，金屬腐蝕速度達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定，所對(duì)應(yīng)的電密就是金屬的腐蝕電密。答案參見我的新浪博客： /s/blog_3fb788630100muda.html第 10頁(yè)共53頁(yè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，對(duì)腐蝕體系進(jìn)行強(qiáng)極化（極化電位一般在 100～250mV 之間），則可得到 E–lgi的關(guān)系曲線。把塔菲爾直線外延至腐蝕電位。 lgi坐標(biāo)上與交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的值為 lgic,由此可算出腐蝕電密icorr。由塔菲爾直線分別求出 ba和bc。影響測(cè)量結(jié)果的因素如下：1）體系中由于濃差極化的干擾或其他外來(lái)干擾；2）體系中存在一個(gè)以上的氧化還原過程（塔菲爾直線通常會(huì)變形）。故在測(cè)量為了能獲得較為準(zhǔn)確的結(jié)果，塔菲爾直線段必須延伸至少一個(gè)數(shù)量級(jí)以上的電流范圍。三、 儀器和用品恒電位儀數(shù)字電壓表磁力攪拌器極化池鉑金電極（輔助電極）飽和甘汞電極2A3鋼電極（研究電極），工作面積 1cm粗天平秒表量筒 1000mL, 50mL燒杯 2000mL，1000mLHAc ，NaCl，無(wú)水乙醇棉，水砂紙介質(zhì)為1MHAc+1MNaCl 混合溶液四、 實(shí)驗(yàn)步驟1． 配制1MHAc+1MNaCl 溶液2． 將工作電極用水砂紙打磨，用無(wú)水乙醇棉擦洗表面去油待用。3．將研究電極、參比電極、輔助電極、鹽橋裝入盛有電解質(zhì)的極化池，鹽橋毛細(xì)管尖端距研究電極表面距離可控制為毛細(xì)管尖端直徑的兩倍。4． 按附錄2“PS-1型恒電位/恒電流儀使用方法”連接好線路進(jìn)行測(cè)量。5． 測(cè)量時(shí)，先測(cè)量陰極極化曲線，然后測(cè)量陽(yáng)極極化曲線。6． 開動(dòng)磁力攪拌器，旋轉(zhuǎn)速度為中速，進(jìn)行極化測(cè)量。7． 先記下i=0時(shí)的電極電位值，這是曲線上的第一個(gè)點(diǎn)，先進(jìn)行陰極極化。分別以相10s的間隔調(diào)節(jié)極化電流為-0.5、-1、-2、-3、-4、-5、-10、-20、-30、-40、-50、-60mA，并記錄對(duì)應(yīng)的電極電位值，迅速將極化電流調(diào)為零，待電位穩(wěn)定后進(jìn)行陽(yáng)極極化。此時(shí)應(yīng)分別調(diào)節(jié)極化電流為0.5、1、2、3、4、5、10、20、30、40mA，并記錄對(duì)應(yīng)的電極電位值。應(yīng)注意，極化電流改變時(shí)，調(diào)節(jié)時(shí)間應(yīng)快，一般在5秒之內(nèi)完成，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后將儀器復(fù)原。五、結(jié)果處理1．將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪在半對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上。2．根據(jù)陰極極化曲線的塔菲爾線性段外延求出鋅和碳鋼的腐蝕電流，并比較它們的腐蝕速度。3．分別求出腐蝕電密ic、陰極塔菲爾斜率bc和陽(yáng)極塔菲爾斜率ba。六．思考題1．從理論上講，陰極和陽(yáng)極的塔菲爾線延伸至腐蝕電位應(yīng)交于一點(diǎn)，實(shí)際測(cè)量的結(jié)果答案參見我的新浪博客： /s/blog_3fb788630100muda.html第 11頁(yè)共53頁(yè)如何？為什么？3． 如果兩條曲線的延伸線不交于一點(diǎn)，應(yīng)如何確定腐蝕電密？實(shí)驗(yàn)4 失質(zhì)法測(cè)定金屬的腐蝕速度一、 目的1． 掌握某些因素如介質(zhì)及其濃度、緩蝕劑等對(duì)金屬腐蝕速度的影響。2． 掌握質(zhì)量法測(cè)定金屬腐蝕速度的方法。二． 原理使金屬材料在一定條件下（溫度、壓力、介質(zhì)濃度等）經(jīng)腐蝕介質(zhì)作用一定時(shí)間后，比較腐蝕前后該材料的質(zhì)量變化從而確定腐蝕速度。對(duì)于均勻腐蝕，根據(jù)腐蝕產(chǎn)物易除去與否可分別采用失質(zhì)指標(biāo)和增質(zhì)指標(biāo)來(lái)表示腐蝕速度。失質(zhì)指標(biāo) V-為：V增質(zhì)指標(biāo) V+為：

m0 m1Stm2 m0VSt式中：S 試樣面積，m2；試驗(yàn)時(shí)間,h；m0腐蝕前試樣的質(zhì)量,g；m1腐蝕后試樣的質(zhì)量（清除腐蝕產(chǎn)物后），g；m2腐蝕后試樣的質(zhì)量（清除腐蝕產(chǎn)物前）,g；對(duì)于均勻腐蝕，很易將以上腐蝕速度指標(biāo)換算成以深度指標(biāo)Vt表示的腐蝕速度：VtV24365V8.671000式中：ρ金屬的密度，g/cm3質(zhì)量法適于室內(nèi)外多種腐蝕實(shí)驗(yàn)，可用于材料的耐蝕性能評(píng)定、選擇緩蝕劑、改變工藝條件時(shí)檢查防腐效果等。本實(shí)驗(yàn)是碳鋼在敞開的酸溶液中的全浸實(shí)驗(yàn)，用質(zhì)量法測(cè)定其腐蝕速度。金屬在酸中的腐蝕一般是電化學(xué)腐蝕。酸類對(duì)金屬的腐蝕規(guī)律主要取決于酸的氧化性。非氧化性酸，如鹽酸，其陰極過程是氫去極化過程；氧化性酸，其陰極過程則主要是氧化劑的還原過程。但我們不可能把酸類截然分成氧化性酸和非氧化性酸，例如，當(dāng)HNO3比較稀時(shí)，碳鋼的腐蝕速度隨酸濃度的增加而增加，是氫去極化腐蝕，當(dāng)HNO3濃度超過30%時(shí)，碳鋼的腐蝕速度迅速下降，HNO3濃度達(dá)到50%時(shí)，碳鋼的腐蝕速度最小，此時(shí)碳鋼在HNO3中腐蝕的陰極過程是：-++2e→NO2-NO3+2H+H2O答案參見我的新浪博客： /s/blog_3fb788630100muda.html12頁(yè)共53頁(yè)酸中加入適量緩蝕劑能阻止金屬腐蝕或降低金屬腐蝕速度。三、 儀器與藥品鋼印、鋃頭、游標(biāo)卡尺、毛刷、干燥器、分析天平、燒杯、量筒、搪瓷盤、溫度計(jì)、電爐、玻璃棒、鑷子、濾紙、尼龍絲。丙酮、去離子水、 20%H2SO4、20%H2SO4+硫脲10g/L、20%NHO3、60%NHO3、12%HCl+1%～2%六次甲基四胺。四、 實(shí)驗(yàn)步驟與內(nèi)容1． 試樣的準(zhǔn)備1）A3碳鋼試樣，其尺寸為50×25×（2～3）mm。且打磨試樣。2）用鋼印給試樣編號(hào)，以示區(qū)別。3）用游標(biāo)卡尺準(zhǔn)確測(cè)量試樣尺寸，計(jì)算出試樣面積，記錄數(shù)據(jù)。4）試樣表面除油，先用毛刷、軟布在流水中清除其表面殘屑、油污，再用丙酮清洗后用濾紙吸干。如此處理的試樣避免再用手摸，應(yīng)用干凈紙包好，于干燥器中干燥 24h。（5）將干燥后的試樣放在分析天平上稱重，精確到 0.1mg，稱重結(jié)果記錄在表 1內(nèi)。2． 腐蝕實(shí)驗(yàn)（1）分別量取 800mL下列溶液；20%H2SO420%H2SO4+硫脲10g/L20%NHO360%NHO3將其分別放在 4個(gè)1000mL干凈燒杯中。（2）將試樣按編號(hào)分成四組（每組 2片），用尼龍絲懸掛，分別浸入以上 4個(gè)燒杯中。試樣要全部浸入溶液，每個(gè)試樣浸泡深度要求一致，上端應(yīng)在液面以下 20mm。（3）自試樣進(jìn)入溶液時(shí)開始記錄腐蝕時(shí)間，半小時(shí)后，把試樣取出，用水清洗。3． 腐蝕產(chǎn)物的去除腐蝕產(chǎn)物的清洗原則是應(yīng)除去試樣上所有的腐蝕產(chǎn)物， 而只能去掉最小量的基本金屬。 去除腐蝕產(chǎn)物的方法有機(jī)械法、化學(xué)法及電化學(xué)法。該實(shí)驗(yàn)采用機(jī)械法和化學(xué)法。1）機(jī)械法去除腐蝕產(chǎn)物。若腐蝕產(chǎn)物較厚可先用竹簽、毛刷、橡皮擦凈表面，以加速除銹過程。2）化學(xué)法除銹?；瘜W(xué)法除銹常用的試劑很多，對(duì)于鐵和鋼來(lái)說(shuō)主要有以下幾種配方：20%NaOH+200g/L鋅粉，沸騰5min,直至干凈。HCl+50g/LSnCl2+20g/LSnCl3。c.12%HCl+0.2%As2O3+0.5%SnCl2+0.4%甲醛，50℃，15～40min。d.10%H2SO4+0.4%甲醛,40～50℃，10min。e.12%HCl+1%～2%烏洛托品，50℃或常溫。飽和NH4Cl+NH3H2O，常溫，直至干凈。本實(shí)驗(yàn)采用試劑為配方 e，該法空白小，除銹快，經(jīng)除銹后樣品表面稍發(fā)黑。（3）除凈腐蝕產(chǎn)物后，用水清洗試樣（先用自來(lái)水后用去離子水） ，再用丙酮擦洗、濾紙吸干表面，用紙包好，于干燥器內(nèi)干燥 24h。將干燥后的試樣稱重，結(jié)果記錄在表 2中。五、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果的評(píng)定1． 定性評(píng)定方法（1）觀察金屬試樣腐蝕后的外形，確定腐蝕是否均勻，觀察腐蝕產(chǎn)物的顏色、分布情況答案參見我的新浪博客： /s/blog_3fb788630100muda.html第13頁(yè)共53頁(yè)及其與金屬表面結(jié)合是否牢固。（2）觀察溶液顏色是否變化，是否有腐蝕產(chǎn)物的沉淀。2．定量評(píng)定方法若腐蝕是均勻的，可依上述公式計(jì)算V-，并可換算成腐蝕深度。根據(jù)下式計(jì)算20%H2SO4加硫脲后的緩蝕率G：VV'100%GV式中：V未加緩蝕劑時(shí)的腐蝕速度；V’’加緩蝕劑時(shí)的腐蝕速度六、思考題1． 為什么試樣浸泡前表面要經(jīng)過打磨？2． 試樣浸泡深度對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有何影響？表1 試樣稱重結(jié)果記錄編號(hào) 長(zhǎng)（mm） 寬（mm） 厚（mm） 孔徑（mm）面積（mm2）12345678表2試樣測(cè)試結(jié)果記錄組別腐蝕介編腐蝕時(shí)試樣原重腐蝕后重失重腐蝕速度腐蝕深度緩蝕質(zhì)號(hào)間（h）(g)(g)(g)2(mm)率(%)(g/mh)一12二34三56四78答案參見我的新浪博客： /s/blog_3fb788630100muda.html14頁(yè)共53頁(yè)實(shí)驗(yàn)5 線性極化法測(cè)定金屬的腐蝕速度一、 目的1． 掌握線性極化儀的使用方法。2． 掌握幾種求塔菲爾常數(shù)的方法。3． 了解線性極化技術(shù)測(cè)定金屬腐蝕速度的原理。二、 實(shí)驗(yàn)原理對(duì)于活化極化控制的腐蝕體系，當(dāng)自腐蝕電位Ecorr相距兩個(gè)局部反應(yīng)的平衡電位甚遠(yuǎn)時(shí)，極化電流ic外與電極電位E關(guān)系方程為：對(duì)上式微分并經(jīng)數(shù)學(xué)處理，可得到：iC外icorr{exp[2.3(EEcorr)]exp[2.3(EcorrE)]}babc式中：Rp極化阻力(Ω)；RP(dc)01babcdic外ic外2.3(babc)icorr金屬的腐蝕電密（A/cm2)；ic外極化電密(A/cm2)；Ecorr金屬的腐蝕電位（V）；dη極化電位（V）；V）ba、c陽(yáng)、陰極塔菲爾常數(shù)（b若令Bbabcbc)2.3(ba則B答案參見我的新浪博客： /s/blog_3fb788630100muda.htmlRp15頁(yè)共53頁(yè)此式為線性極化方程式。由此可知，腐蝕速度icorr與極化電阻Rp成反比，只要測(cè)得Rp和bc、ba后，就可求出金屬的腐蝕速度。三、儀器和藥品線性極化儀、碳鋼電極、燒杯、電極架、砂紙等，若?。ǘ徏妆交螂澹?、烏洛托品、丙酮、酒精棉、硫酸四、實(shí)驗(yàn)步驟1． 三電極體系準(zhǔn)備1）焊接2）打磨3）計(jì)算面積4）清洗2． CR-3型多功能腐蝕測(cè)量?jī)x使用方法見附錄 1。3． 實(shí)驗(yàn)溶液配制1）0.5MH2SO4800mL0.5MH2SO4分別加0.2,0.5,0.6,0.8,1.0,1.2g烏洛托品溶液。2）0.5MH2SO40.5MH2SO4+1mg(NH2)2CS(硫脲)0.5MH2SO4+若丁0.5MH2SO4+0.5%烏洛托品溶液。4.分別測(cè)定各電極電位，選擇電位差小于2mV的二個(gè)電極為工作電極和參比電極，另一電極為輔助電極。5．加極化電位±5mV，記錄i5或Rp加極化電位±10mV，記錄i10或Rp五、結(jié)果處理1．計(jì)算或作圖求出Rp2．選用以下ba、bc數(shù)據(jù)計(jì)算icorr塔菲爾常數(shù)（20℃，mV）babc0.5MH2SO454.4112.10.5MH2SO4+1mg(NH2)2CS91.1121.20.5MH2SO4+若丁76.3157.40.5MH2SO4+0.5%烏洛托品溶液96.0132.0比較幾種緩蝕劑的緩蝕率。六、思考題1． 在什么條件下才能應(yīng)用線性極化方程式計(jì)算金屬腐蝕速度？2． 確定塔菲爾常數(shù)的方法有那些？答案參見我的新浪博客： /s/blog_3fb788630100muda.html16頁(yè)共53頁(yè)實(shí)驗(yàn)6 電位— pH圖的應(yīng)用一、 目的1． 學(xué)會(huì)應(yīng)用電位— pH圖。2． 了解鐵在 0.1MNaHCO3溶液中的腐蝕情況，并對(duì)鐵在此條件下進(jìn)行陽(yáng)極保護(hù)和陰極保護(hù)。二、 原理利用電位—pH圖可直接判斷在給定條件下氧化反應(yīng)進(jìn)行的可能性或進(jìn)行反應(yīng)所必須的電位—pH范圍。鐵水體系的電位—pH圖給出了鐵及其氧化物穩(wěn)定存在的平衡區(qū)域，也可用以估計(jì)鐵在不同pH水溶液中進(jìn)行陽(yáng)極保護(hù)和陰極保護(hù)的條件。如果對(duì)鐵進(jìn)行陽(yáng)極極化，使其電位提高到鈍化區(qū)，該區(qū)處在Fe2O3的穩(wěn)定區(qū)，此種條件下鐵表面生成一層Fe2O3膜，鐵由腐蝕狀態(tài)進(jìn)入鈍化態(tài)，使鐵的腐蝕速度大大減小而受到保護(hù)。如果對(duì)鐵進(jìn)行陰極極化，即將電位降到免蝕區(qū)，金屬鐵由腐蝕態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃W(xué)穩(wěn)定狀態(tài)，使鐵的腐蝕停止而得到保護(hù)。三、儀器和試劑直流穩(wěn)壓電源1臺(tái)數(shù)字穩(wěn)壓表1臺(tái)毫安表1個(gè)極化池2個(gè)鉑金電極2個(gè)飽和甘汞電極2個(gè)鐵絲電極（φ=1.6mm,L=300mm）8根答案參見我的新浪博客： /s/blog_3fb788630100muda.html第 17頁(yè)共53頁(yè)N2,O2燒杯250～300mL(細(xì)長(zhǎng)的) 1個(gè)NaHCO3(0.1M,pH=8.4) 2LH2SO4(1M)無(wú)水乙醇棉，乳膠管，彈簧夾，吹風(fēng)機(jī)四、 實(shí)驗(yàn)步驟1． 制作電極將L=40cm,φ=1.6mm的鐵絲繞在φ=10mm金屬棒上，尾部留出4mm用于與外線路連接，抽出金屬棒后將鐵絲圈拉成 14cm長(zhǎng)的彈簧形狀。2． 處理鐵絲電極將鐵絲電極放入盛有 1MH2SO4的細(xì)長(zhǎng)燒杯中，待鐵絲表面鍍鋅層全部溶解后（氣泡析出量驟減）取出，用去離子水沖洗 2次，再用酒精棉擦凈待用。3． 陽(yáng)極腐蝕與保護(hù)1）在兩個(gè)極化池中分別注入500mL0.1MNaHCO3(pH=8.4),將4根處理好的鐵絲電極編號(hào)并放入兩個(gè)極化池中，按圖 2連接線路。向溶液中通 N215min后即可測(cè)定自腐蝕電位。K－ ＋ mAC1234圖2 實(shí)驗(yàn)線路連接圖2）合上開關(guān)K、C，將電源電壓緩慢調(diào)至2.5V左右，觀察電流下降的情況和各電極的反應(yīng)現(xiàn)象（腐蝕產(chǎn)物顏色、氣體析出量等），并作記錄。待電流穩(wěn)定后（降至5mA）測(cè)定各電極的電位。3）用玻璃棒輕敲電極4，使其表面附著物脫落，然后斷開開關(guān)C，觀察各電極的反應(yīng)現(xiàn)答案參見我的新浪博客： /s/blog_3fb788630100muda.html18頁(yè)共53頁(yè)象。15min后記下電流值并測(cè)定各電極的電極電位。4）斷開開關(guān)K,停止通N2,取出電極，觀察并記錄各電極表面狀態(tài)。5）將測(cè)得各電極的電位值與電位—pH圖比較，確定出各電極處于什么區(qū)域（免蝕區(qū)、腐蝕區(qū)、鈍化區(qū)）。6）解釋各電極的反應(yīng)現(xiàn)象，指出各電極的產(chǎn)物是什么？4． 陰極腐蝕與保護(hù)（1）如前述，連接好實(shí)驗(yàn)線路。向極化池1中通O2，極化池2處于自然狀態(tài)，15min后測(cè)定4個(gè)電極的自腐蝕電位。（2）關(guān)閉開關(guān) K，開關(guān)C斷開，調(diào)節(jié)電源電壓（ 4.5V）,使極化池 1中陰極的電極電位為600mV(SCE),觀察并記錄電流的變化情況和反應(yīng)現(xiàn)象，測(cè)定各電極的電極電位。3）彈掉電極1上的反應(yīng)產(chǎn)物，觀察并記錄各電極的反應(yīng)現(xiàn)象（注意腐蝕產(chǎn)物的顏色、溶液的顏色、氣體析出情況等）。4）將測(cè)得各電極的電位值與電位—pH圖比較，確定各電極處于什么區(qū)域。5）解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，指出各電極上的產(chǎn)物是什么？五、 思考題1． 根據(jù)電位—pH圖，討論在實(shí)驗(yàn)電位范圍內(nèi)有哪些電化學(xué)平衡反應(yīng)。討論各電極表面腐蝕產(chǎn)物及析出氣體是什么？討論如何對(duì)NaHCO3(pH=8.4)中的鐵進(jìn)行陽(yáng)極保護(hù)和陰極保護(hù)。實(shí)驗(yàn)7 動(dòng)電位掃描法測(cè)定金屬的陽(yáng)極極化曲線一、 目的了解動(dòng)電位掃描法測(cè)定陽(yáng)極極化曲線的方法。二、 原理在測(cè)量陽(yáng)極極化曲線時(shí)， 動(dòng)電位掃描法是準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)方法， 利用線性掃描電壓信號(hào)控制恒電位儀的給定自變量， 使其按照預(yù)定的程序以規(guī)定的速度連續(xù)線性變化， 記錄相應(yīng)的信號(hào)， 自動(dòng)繪制極化曲線，即電位 -電流關(guān)系曲線。三、 儀器與用品環(huán)氧樹脂、銅絲、塑料管、砂紙、 430不銹鋼、試樣、鉑電極、甘汞電極、電解池、 N2、恒溫水浴鍋、恒電位儀、電位掃描儀、對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換儀、 x-y函數(shù)記錄儀四、 實(shí)驗(yàn)步驟１． 樣品制備將10m2的試樣四周用300#～600#砂紙打磨光滑。將銅絲剪成適當(dāng)長(zhǎng)度，一端砸平，焊在試樣上，用酒精棉、丙酮擦洗凈并套上塑料管。向環(huán)氧樹脂中加入7%乙二胺（W/W），調(diào)勻后鑲在試樣上。24h凝固后可用。2． 作標(biāo)準(zhǔn)極化曲線1）將上述制備的樣品工作面用300#～600#砂紙打磨光滑。2）配置1000mL0.5MH2SO4溶液。答案參見我的新浪博客： /s/blog_3fb788630100muda.html19頁(yè)共53頁(yè)（3）將配置好的溶液倒入極化池中，通N2除氧30min，溫度為30℃左右。（4）將工作電極、輔助電極、參比電極安裝好放入電解池，穩(wěn)定20min。（5）按圖３連線，檢查無(wú)誤后，打開各儀器電源，將恒電位儀置“參比”測(cè)量試樣的自腐蝕電位Ecorr,由電位掃描儀將電位預(yù)置到-0.5V,以10mV/min速度進(jìn)行陽(yáng)極極化，直到1.6V為止。將所測(cè)得的曲線與標(biāo)準(zhǔn)曲線相對(duì)照。五、思考題1.影響測(cè)量陽(yáng)極極化曲線的因素有哪些？恒電位儀電位掃描儀公X—Y記錄儀接對(duì)數(shù)輔助外接研參開輸出究比端給定XY輸入對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換儀輸出圖3 極化曲線自動(dòng)測(cè)量連線圖實(shí)驗(yàn)8 電偶腐蝕速度的測(cè)定一、目的1．掌握電偶腐蝕測(cè)試原理，了解不同金屬或合金接觸時(shí)組成的電偶對(duì)在介質(zhì)中的電位序。2．了解在電偶腐蝕中陰、陽(yáng)極面積比、溶液狀態(tài)、pH值對(duì)腐蝕電流的影響。3．學(xué)會(huì)使用零阻電流表測(cè)定電偶電流的方法。二、 原理電偶法是快速測(cè)定金屬腐蝕的方法。 當(dāng)兩種不同金屬在電解質(zhì)中相接觸時(shí)， 由于其腐蝕電位差異，形成電偶對(duì)，原腐蝕電位較負(fù)的金屬成為電偶對(duì)的陽(yáng)極而腐蝕速度增大， 導(dǎo)致異金屬接觸處陽(yáng)極金屬側(cè)局部腐蝕。利用零電阻電流表， 可測(cè)量浸入電解質(zhì)中異金屬電極之間流過的電流， 此即該電偶對(duì)的電偶電流。根據(jù)電偶電流數(shù)值，可判斷金屬耐接觸腐蝕性能。在此簡(jiǎn)介電偶電流與電偶對(duì)中陽(yáng)極金屬溶解電流及與陰/陽(yáng)極面積比之間的關(guān)系。１．活化極化控制體系：電偶電流Ig可表示為電偶電位Eg處電偶對(duì)陽(yáng)極金屬上局部陽(yáng)極電流Ia與局部陰極電流Ic之差：Ig=Ia(Eg)-Ic(Eg)答案參見我的新浪博客： /s/blog_3fb788630100muda.html第 20頁(yè)共53頁(yè)通過推導(dǎo)可寫成：IgIaIcorrexp(EgEcorr)0.434bc式中：Ia電偶對(duì)中陽(yáng)極金屬的真實(shí)溶解電流；Ecorr、Icorr分別為該金屬的自腐蝕電位和自腐蝕電流；bc 該金屬的陰極塔菲爾常數(shù)。對(duì)上式可考慮兩種情況：（1）Eg>>Ecorr,即形成電偶對(duì)后陽(yáng)極極化很大，Ig≈Ia,此時(shí)電偶電流等于電偶對(duì)中陽(yáng)極金屬的溶解電流。（2）Eg≈Ecorr,即形成電偶對(duì)后陽(yáng)極極化很小，則Ig=Ia-Icorr,此時(shí)電偶電流等于電偶對(duì)中陽(yáng)極金屬的溶解電流的增加量。2．?dāng)U散控制體系：若電偶對(duì)中陽(yáng)極金屬的腐蝕速度受氧化劑向金屬表面的擴(kuò)散速度所控制，且陰極金屬僅起陽(yáng)電極作用，此時(shí)電偶對(duì)中陽(yáng)極金屬的腐蝕電密等于陰極擴(kuò)散電密，ia=iLIgA與陰/陽(yáng)極面積比的由此可得電偶對(duì)中陽(yáng)極金屬的溶解電密ia相對(duì)于陽(yáng)極的電偶電流密度關(guān)系為：iAISaigAScEgEcorrScbalgSa式中：Sa 電偶對(duì)中陽(yáng)極金屬的面積；Sc 電偶對(duì)中陰極金屬的面積。測(cè)量電偶電流不能用普通的安培表，要采用零電阻安培表的測(cè)試技術(shù)。目前已用晶體管運(yùn)算放大器制作零阻安培表，也可利用零阻安培表的結(jié)構(gòu)原理，將恒電位儀改接成測(cè)量電偶電流的儀器。三、儀器及用品電偶腐蝕計(jì)磁力攪拌器鐵（A3鋼）電極Cu電極、Zn電極、Al電極、Pt電極燒杯1000mL量筒1000mL、5mL有機(jī)玻璃支架NaCl,HCl,NaOH,pH試紙，砂紙，無(wú)水乙醇棉，封蠟，毛筆等四、實(shí)驗(yàn)步驟1．將各電極用水砂紙打磨，無(wú)水乙醇去油，用封蠟涂封留下所需面積放入干燥器中待用。2．配制3%NaCl溶液，連接儀器線路。3．測(cè)各電極在3%NaCl溶液中自腐蝕電位，相對(duì)Pt甘汞電極，各電極面積相等。4．測(cè)定在3%NaCl溶液中下列電偶對(duì)的電位差及電偶電流：答案參見我的新浪博客： /s/blog_3fb788630100muda.html第21頁(yè)共53頁(yè)Fe-Cu,Fe-Zn,Fe-Al,Al-Cu,Al-Zn,Zn-Cu5.待電極的自腐蝕電位趨于穩(wěn)定后測(cè)定各電偶對(duì)的電偶電流Ig隨時(shí)間的變化情況直到電流比較穩(wěn)定時(shí)為止。記錄偶合電極相對(duì)于Pt電極的電位（最初幾分鐘，Ig隨時(shí)間變化較快，每0.5min或1min記錄一次Ig值，以后可以增大時(shí)間間隔）。6． 改變Fe-Pt電偶對(duì)的陰/陽(yáng)極面積比，測(cè)電偶電流：1）陰、陽(yáng)極面積相等2）陰/陽(yáng)極面積比為10:1（減小陽(yáng)極面積）3）陰/陽(yáng)極面積比為1:10（減小陰極面積）7． 測(cè)Fe-Pt電偶對(duì)不同攪拌速度的電偶電流。靜態(tài)、慢速、中速、快速。8． 不同pH值時(shí)測(cè)電偶電流：1）加1mLHCl使溶液pH降至3。2）加0.5gNaOH使pH升至10。五、結(jié)果處理1．將所有測(cè)量數(shù)據(jù)記錄成表。2．在同一張直角坐標(biāo)紙上繪制出各組電偶電流Ig對(duì)時(shí)間的關(guān)系曲線。3．根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算Fe-Pt電偶對(duì)中不同面積比、不同pH值、不同攪拌速度時(shí)Fe的腐蝕速度（陰極過程為擴(kuò)散控制）。六、思考題1．在擴(kuò)散控制情況下，陰、陽(yáng)極面積變化對(duì)電偶電流有何影響？2．在什么條件下電偶電流等于自腐蝕電流？實(shí)驗(yàn)9 閉塞電池腐蝕模擬實(shí)驗(yàn)一、 目的加深對(duì)孔蝕、縫隙腐蝕及 SCC等局部腐蝕發(fā)展過程機(jī)理的理解。二、 原理對(duì)于孔蝕，孔內(nèi)金屬表面處于活化態(tài)，電位較負(fù)，孔外金屬表面處于鈍化態(tài)，電位較正。于是孔內(nèi)、外構(gòu)成一個(gè)活態(tài)-鈍態(tài)的微電偶腐蝕電池?？變?nèi)反應(yīng)為：M→Mn++ne孔外反應(yīng)為：-O2+2H2O+4e→4OH二次腐蝕產(chǎn)物M(OH)n在孔口生成，無(wú)多大保護(hù)作用?？變?nèi)介質(zhì)相對(duì)于孔外介質(zhì)呈滯留狀態(tài)，Mn+不易向外擴(kuò)散，O2也不易擴(kuò)散進(jìn)去。由于孔內(nèi)Mn+濃度增加，Cl-遷入以維持電中性，孔內(nèi)形成了MCln的濃溶液，又由于MCln的水解，使孔內(nèi)H+濃度增加，pH值降低，加快金屬陽(yáng)極溶解速度。這就是自催化過程?；谏鲜鲈?，采用外加極化的方法，在一帶有小空的管壯答案參見我的新浪博客： /s/blog_3fb788630100muda.html22頁(yè)共53頁(yè)玻璃筒內(nèi)插入金屬鋁片，鋁片與外電路陽(yáng)極相接，小孔用瓷質(zhì)隔膜或半透膜與筒外溶液隔離，筒外插入大面積鋁片，鋁片與外電路陰極相接，通過強(qiáng)制極化來(lái)模擬閉塞腐蝕電池的腐蝕過程。三、實(shí)驗(yàn)步驟1．配制5%（W/W）的NaCl溶液，將鋁試片用金相砂紙打磨后用乙醇、丙酮擦洗干凈備用。2．實(shí)驗(yàn)裝置及與恒電位儀的連接見附錄２“PS—1型恒電位/恒電流儀的使用方法”。3．測(cè)定極化前孔內(nèi)外pH值及鋁片的自腐蝕電位（甘汞電極插入玻璃筒后應(yīng)去掉其上部的橡皮塞）。4．采用恒電流法以電流密度為1mA/cm2陽(yáng)極電極極化2h，每隔20min記錄一次電極電位值以及測(cè)定一次孔內(nèi)外的pH值，同時(shí)觀察筒內(nèi)外溶液狀態(tài)的變化。具體步驟為：1）測(cè)量出研究電極面積，以此計(jì)算出極化時(shí)所需電流強(qiáng)度。2）檢查實(shí)驗(yàn)裝置及線路連接無(wú)誤后，將恒電位儀的“工作選擇”開關(guān)置于“恒電流”擋，“電流量程”開關(guān)置于“最小”擋，即100μA擋，將“電源開關(guān)”先置于“自然”，待測(cè)定自腐蝕電位后，再置于“極化位置”。調(diào)節(jié)恒電流粗、細(xì)旋鈕，使電流表指針指在零點(diǎn)。再根據(jù)實(shí)驗(yàn)所需電流強(qiáng)度值將“電流量程”開關(guān)置于相應(yīng)數(shù)值擋。調(diào)節(jié)恒電流粗、細(xì)旋鈕，使電流表指針指在所需值位置上（電流表零點(diǎn)右邊為陽(yáng)極電流，左邊為陰極電流） 。停止極化，15min后測(cè)定實(shí)驗(yàn)后鋁片的自腐蝕電位，然后取出鋁片，分別觀察陰、陽(yáng)極的表面狀況。四、 結(jié)果處理1． 將極化后孔內(nèi)、外的 pH值變化及研究電極電位隨時(shí)間的變化列表。2． 比較上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果并討論之。五、 思考題1． 實(shí)驗(yàn)中，研究電極電位發(fā)生變化，且極化前后自腐蝕電位不同，為什么？2． 實(shí)驗(yàn)中，筒內(nèi) pH值開始迅速下降，一定時(shí)間后幾乎不再發(fā)生變化，為什么？演示實(shí)驗(yàn)部分實(shí)驗(yàn)1 腐蝕原電池一、 目的1． 了解腐蝕原電池的結(jié)構(gòu)和作用及原電池工作過程中的電極反應(yīng)。2． 觀察析H2腐蝕現(xiàn)象，觀察微電池腐蝕與宏電池腐蝕的異同。3．不同金屬相接觸，由于構(gòu)成電偶對(duì)，使陽(yáng)極金屬加速腐蝕，陰極金屬得到保護(hù)。二、實(shí)驗(yàn)物品工業(yè)鋅片、銅片或鉑片， 0.2MHCl, 玻璃皿，丙酮棉，鑷子，砂紙等。三、 實(shí)驗(yàn)步驟及現(xiàn)象1． 用砂紙打磨試樣，丙酮棉擦凈去油。答案參見我的新浪博客： /s/blog_3fb788630100muda.html23頁(yè)共53頁(yè)2． 將鋅片和銅片或鉑片分別放入盛有 HCl的玻璃皿中，互不接觸，觀察到在鋅片上有不少氣泡從表面逸出。而銅片或鉑片上無(wú)氣泡逸出。3．將鋅片與銅片或鉑片相接觸，觀察到有大量H2氣泡從銅片或鉑片表面逸出，而鋅片表面的氣泡相對(duì)減少，并有黑色物質(zhì)從鋅片表面析出。四、 現(xiàn)象分析與結(jié)論1． 鋅片在 HCl中受腐蝕，構(gòu)成腐蝕電池，陽(yáng)極是工業(yè)鋅片中大量的金屬鋅，在鋅上發(fā)生氧化反應(yīng)：2+Zn→Zn+2eZn溶于HCl中。而陰極是工業(yè)鋅片上的雜質(zhì)如Cu、Fe、Fe7Zn等，陰極反應(yīng)為：2H++2e→H2↑由于鋅片上的陰極性雜質(zhì)的分布是隨機(jī)的，且顆粒很小，肉眼無(wú)法辨別陰、陽(yáng)極位置，它們可能瞬時(shí)發(fā)生變化，表現(xiàn)出整個(gè)鋅片上都有H2氣泡逸出。結(jié)果導(dǎo)致鋅片全面腐蝕。又稱之為微電池腐蝕。2．鋅片和鉑片相接觸時(shí)，由鋅片和鉑片共同組成腐蝕宏電池。整個(gè)鋅片為陽(yáng)極，鉑片為陰極，鋅片上發(fā)生陽(yáng)極反應(yīng)：Zn→Zn2++2e鉑片上發(fā)生陰極反應(yīng)：+2H+2e→H2↑同時(shí)，鋅片上的微電池腐蝕反應(yīng)仍繼續(xù)發(fā)生。故鋅片既受自身的微電池腐蝕，又加上鋅-鉑組成的宏電池的腐蝕，所以鋅片的腐蝕加劇。從以上現(xiàn)象看不僅在鋅片上有少量H2氣泡逸出，鉑片上也有大量H2氣泡逸出。生成H2氣泡的量增多說(shuō)明鋅片腐蝕的量增加。結(jié)論是與電位較高的金屬相接觸，電位較低的金屬腐蝕加劇。3． 組成腐蝕原電池需要以下幾個(gè)要素：1）陽(yáng)極和陽(yáng)極反應(yīng)；2）陰極和陰極反應(yīng)；3）電解質(zhì)溶液中存在能夠吸收電子的氧化劑；4）存在電子通道，使陽(yáng)極反應(yīng)生成的電子能夠流暢流向陰極。以上幾個(gè)要素缺一不可。某一環(huán)節(jié)受阻就會(huì)使腐蝕原電池停止工作。4．酸性溶液中，金屬主要遭受析氫腐蝕。五、思考題1．原電池與電解池的區(qū)別是什么？2．微電池與宏電池的區(qū)別是什么？實(shí)驗(yàn)2 原電池的極化一、目的了解有電流通過電池時(shí)，電極電位發(fā)生變化，陽(yáng)極電位變正，陰極電位變負(fù)。結(jié)果使電池的電位差減小。在電池的電阻不變時(shí)，使通過電池的電流減小，這種現(xiàn)象叫電池的極化。腐蝕原電池發(fā)生極化時(shí)，使腐蝕電流減小。人們利用電池的極化特性，盡量加大極化，達(dá)到降低腐蝕電流的目的。若極化前后電池的電阻不變，則有極化后腐蝕電流減小。即(IcorrEii)(IEi0)答案參見我的新浪博客： /s/blogR_3fb788630100mudaR.html第24頁(yè)共53頁(yè)二、實(shí)驗(yàn)物品Cu片試樣，Zn片試樣，3.5%NaCl溶液。導(dǎo)線，開關(guān)，指針式萬(wàn)用表燒杯等三、實(shí)驗(yàn)步驟及現(xiàn)象1．用砂紙打磨好Zn電極和Cu電極。2．將Zn電極和Cu電極分別插入溶液中，用導(dǎo)線接通電流表。同時(shí)觀察電流表指針的變化。接通電路的瞬間，回路中電流有一最大值，很快電流變小并穩(wěn)定在一個(gè)定值。最大值與穩(wěn)定值的電流之差可以是幾倍乃至幾十倍。四、現(xiàn)象分析與結(jié)論1．剛接通回路的瞬間，即電極還未極化時(shí)，通過電池的電流為：Ii0Ei0R電流表指針偏離較大。由于電流Ii=0流過電池使陰陽(yáng)極分別產(chǎn)生極化，陽(yáng)極電位升高，陰極電位降低。結(jié)果使電池電動(dòng)勢(shì)減小為Ei=i,此時(shí)通過電池的電流降為：EiiIiiR小于原來(lái)的 Ii=0。2． 電池極化后電流減小到一個(gè)穩(wěn)定值。該電流就是該腐蝕電池的腐蝕速度的度量，它是以溶解金屬鋅放出電子，供給陰極進(jìn)行還原反應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在中性 NaCl溶液中，陰極反應(yīng)為吸氧反應(yīng)：-O2+2H2O+4e→4OH3． 由于電池的極化可以減小腐蝕速度應(yīng)想辦法增加電池的極化，以減輕腐蝕。五、 思考題1． 分析電池是怎樣極化的，原因何在？所有電池的極化都是有益的嗎？實(shí)驗(yàn)3鋼在硝酸中的鈍化一、目的1．觀察鋼在稀HNO3中的活性溶解，了解陽(yáng)極和陰極反應(yīng)式。2．觀察鋼在濃HNO3中的鈍化，使腐蝕速度降低幾個(gè)數(shù)量級(jí)。3．了解鈍化現(xiàn)象在一定程度上，一定條件下可以保持。二、實(shí)驗(yàn)物品鋼鐵試樣若干片，20%、40%、60%的HNO3溶液，塑料繩，燒杯，1MHCl溶液等答案參見我的新浪博客： /s/blog_3fb788630100muda.html第 25頁(yè)共53頁(yè)三、 實(shí)驗(yàn)步驟及現(xiàn)象1． 用塑料繩系好四片試樣。二片分別放入 20%、40%的HNO3溶液中，另二片分別放60%的HNO3溶液中，在20%、40%的HNO3溶液中試樣反應(yīng)劇烈，有黑色沉淀溶入溶液和棕黃色濃煙冒出，在60%的HNO3溶液中的二片試片無(wú)任何反應(yīng)發(fā)生。2．將60%HNO3溶液中的一片試片取出，再放到20%HNO3溶液中，看到該試片也不與溶液反應(yīng)，而放入另一片鈍化過的試樣在1MHCl溶液中，該試樣表面發(fā)生腐蝕反應(yīng)，有氣泡冒出。四、 現(xiàn)象分析及結(jié)論1． 在20%的HNO3溶液中試樣發(fā)生劇烈活性溶解反應(yīng)陽(yáng)極反應(yīng)：Fe→Fe2++2e-陰極反應(yīng)：2H++NO3+e→NO2↑+H2ON5+還原成N4+的電極此時(shí)陰極反應(yīng)不是析H2反應(yīng)，其原因是由于析H2反應(yīng)的電極電位低于電位。2．在60%的HNO3溶液中試樣被鈍化，生成一層表面膜（氧化膜或鈍化膜）可能是發(fā)生如下反應(yīng)的結(jié)果：3Me+3H2O→Me2O3+6H++6e這層氧化膜很薄且致密，有效地隔離了金屬與介質(zhì)的接觸，使陽(yáng)極反應(yīng)受到阻滯。表面膜在介質(zhì)中難溶，金屬獲得很好的耐蝕性。腐蝕速度可降低105-6倍。試樣在濃HNO3中獲得鈍性的原因，是由于濃HNO3的強(qiáng)氧化性，使NO3-去極化反應(yīng)的平衡電位很高，有Ec>Epp。見圖4。由于強(qiáng)烈的陰極去極化反應(yīng)，陰極還原電流在E=Epp時(shí)大于金屬陽(yáng)極的致鈍電流，即：ic>ipp,金屬的腐蝕電位Ecorr落在鈍化區(qū)，金屬獲得鈍性，這稱為自鈍化。3．經(jīng)鈍化的金屬試樣，能夠保持鈍性，再放到稀HNO3溶液中不會(huì)發(fā)生活性溶解，但如果將鈍化膜破壞，則不能保持鈍態(tài)，金屬又會(huì)遭受強(qiáng)烈的腐蝕。如放在HCl溶液中，鈍化膜受到Cl-的破壞，鈍化膜出現(xiàn)孔洞，未能自行修補(bǔ)的話，金屬就會(huì)失去鈍性。五、 思考題金屬自鈍化的條件是什么？+EEcEcorrEppip ipp ic

i圖4 陽(yáng)極鈍化曲線示意圖實(shí)驗(yàn)4 緩蝕劑的緩蝕效果一、 目的觀察和了解在腐蝕介質(zhì)中加入一定量緩蝕劑對(duì)抑制金屬腐蝕的效果。二、 實(shí)驗(yàn)物品低碳鋼試樣，燒杯，鑷子，塑料繩，玻璃棒，丙酮棉，砂紙，答案參見我的新浪博客： /s/blog_3fb788630100muda.html第 26頁(yè)共53頁(yè)2%六次甲基四胺， 12%HCl溶液三、 實(shí)驗(yàn)步驟及現(xiàn)象1． 將試樣用砂紙打磨，用丙酮脫脂、干燥。2． 將配好的 HCl溶液倒入玻璃皿內(nèi)，用鑷子放入試樣并觀察現(xiàn)象。3． 5min后滴入緩蝕劑，觀察現(xiàn)象。四、 現(xiàn)象分析及結(jié)論1． 在HCl中低碳鋼試樣發(fā)生析 H2腐蝕，放出 H2。2． 在HCl中加入緩蝕劑，抑制了碳鋼的腐蝕。3． 六次甲基四胺是一種緩蝕劑，加入腐蝕介質(zhì)中可以抑制和降低金屬的腐蝕速度。4．該緩蝕劑的緩蝕作用是由于在金屬表面生成一層吸附性保護(hù)膜， 防止了介質(zhì)的侵蝕。5．在HCl溶液中，六次甲基四胺是一種陰極性緩蝕劑，抑制了陰極反應(yīng)。減輕了腐蝕，其反應(yīng)如下：(CN2)6N4+6H2O+4HCl=6HCHO+4NH 4Cl五、 思考題在什么條件下采用緩蝕劑比較好？使用緩蝕劑需注意什么問題？實(shí)驗(yàn)5 陰極保護(hù)—犧牲陽(yáng)極法一、 目的了解犧牲陽(yáng)極法陰極保護(hù)的原理。二、 實(shí)驗(yàn)物品答案參見我的新浪博客： /s/blog_3fb788630100muda.html第27頁(yè)共53頁(yè)0.1MHCl溶液，燒杯，碳鋼片，Zn片，高阻電子mV計(jì)（或數(shù)字電壓表如PZ26）,甘汞電極，導(dǎo)線，夾子等。三、實(shí)驗(yàn)步驟及現(xiàn)象1．砂紙打磨試樣、洗凈、去脂、干燥。2．在盛有0.1MHCl溶液的二個(gè)燒杯中，分別放入碳鋼片和Zn與碳鋼相連的碳鋼片，可看到碳鋼片上面有氣泡逸出，與Zn相連的碳鋼片上也有氣泡逸出。3．分別在放入后的20min和1h后，直接測(cè)量試樣相對(duì)于甘汞電極的電極電位。四、現(xiàn)象分析與結(jié)論1．在HCl中碳鋼試樣發(fā)生析H2腐蝕，碳鋼表面逸出H2氣泡,碳鋼本身既是陽(yáng)極又是陰極，發(fā)生全面腐蝕。與Zn相連的碳鋼片與Zn組成宏電池，Zn為陽(yáng)極發(fā)生活性溶解，碳鋼為陰極發(fā)生析H2反應(yīng)，表面不被腐蝕。2．在電位測(cè)量中可知，碳鋼的電位為其腐蝕電位。Zn與碳鋼連接后，Zn電極為陽(yáng)極，電位極化升高，碳鋼電極為陰極，電位極化降低，最后的腐蝕電位落在碳鋼電極與鋅電極之間的一個(gè)數(shù)值上。該腐蝕電位低于單個(gè)碳鋼的腐蝕電位， 若此腐蝕電位低于碳鋼的陽(yáng)極溶解反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)電-0.44V,則認(rèn)為碳鋼被完全保護(hù)。腐蝕電位稍高于-0.44V時(shí)認(rèn)為碳鋼被部分保護(hù)。起保護(hù)作用都是以鋅的腐蝕溶解為代價(jià)。五、 思考題金屬怎樣才能得到陰極保護(hù)？附錄1.CR-3型多功能腐蝕測(cè)量?jī)x的使用方法CR-3型多功能腐蝕測(cè)量?jī)x是一臺(tái)基于線性極化技術(shù)原理和電偶腐蝕原理的新型腐蝕測(cè)答案參見我的新浪博客： /s/blog_3fb788630100muda.html第 28頁(yè)共53頁(yè)量?jī)x，它可用于：①腐蝕速度測(cè)量（線性極化法和弱極化法） ； ②電偶電流測(cè)量；③電偶電位測(cè)量 ； ④自腐蝕電位測(cè)量；⑤各種恒電位條件下的極化測(cè)量； ⑥數(shù)字電表測(cè)量直流電流和直流電壓該儀器可用于評(píng)定金屬耐蝕性、 評(píng)價(jià)緩蝕劑、檢驗(yàn)環(huán)境腐蝕性、測(cè)定犧牲陽(yáng)極輸出電流，用于工業(yè)設(shè)備腐蝕監(jiān)測(cè)和裝備陰極保護(hù)監(jiān)測(cè)車， 用于腐蝕研究、腐蝕失效分析及防腐設(shè)計(jì)等。CR-3型多功能腐蝕測(cè)量?jī)x可自動(dòng)跟隨自腐蝕電位。 具有極化電位范圍寬和電流測(cè)量范圍大、控制精度高、工作性能穩(wěn)定、使用簡(jiǎn)便以及體積小、重量輕等特點(diǎn)。該儀器采用三位半數(shù)字表顯示測(cè)量值，并備有模擬量和數(shù)字量輸出接口，可供連接記錄儀、打印機(jī)和計(jì)算機(jī)使用，進(jìn)行自動(dòng)記錄和數(shù)據(jù)處理，還備有直流電源插孔，可在野外或無(wú)交流電源供電的條件下使用。1． 前面板元件功能說(shuō)明CR-3型多功能腐蝕測(cè)量?jī)x的前面板元件結(jié)構(gòu)如圖 5所示。（1） 電極輸入：線性極化測(cè)量和電偶測(cè)量時(shí)分別按表３接測(cè)量電極。表３ 電極接線說(shuō)明電極輸入導(dǎo)線 線性極化測(cè)量 電偶測(cè)量黃色 工作電極(W) 電極Ⅰ紅色 輔助電極(A) 電極Ⅱ蘭色 參比電極(R) 參比電極（2）極化值：線性極化測(cè)量時(shí)，給定極化電位E選擇。（3）量程：用于線性極化測(cè)量和電偶測(cè)量時(shí)切換電流量程或電位量程選擇。432極化 CR—3型多功能腐蝕測(cè)量?jī)x5量程極化值采樣IAICIA/CIgEkEg測(cè)量16

工作選擇 校準(zhǔn) 電極輸入75.CR-3型多功能腐蝕測(cè)量?jī)x前面板元件結(jié)構(gòu)圖4）數(shù)字顯示屏：最大顯示值為1999。電流測(cè)量時(shí)，“-”為陰極化數(shù)據(jù)，無(wú)符號(hào)（即“+”）為陽(yáng)極化數(shù)據(jù)；電位測(cè)量時(shí)，顯示值為參比電極相對(duì)于工作電極的電位（注意：其答案參見我的新浪博客： /s/blog_3fb788630100muda.html29頁(yè)共53頁(yè)符號(hào)與電化學(xué)理論中習(xí)用的“研究電極相對(duì)于參比電極的電位”的符號(hào)相反）。測(cè)量值超出顯示范圍時(shí)，數(shù)字全暗，改換量程即可重新顯示。（5）指示燈：指示線性極化測(cè)量時(shí)儀器邏輯工作的極化時(shí)間（紅燈）和采樣時(shí)間（綠燈），電偶測(cè)量和自腐蝕電位測(cè)量時(shí)指示燈不變。（6）工作選擇：可供選擇線性極化測(cè)量時(shí)的陽(yáng)極化(A)、陰極化(C)和陽(yáng)/陰極交替極化(A/C)以及自腐蝕電位（Ek=Ecorr）測(cè)量；電偶測(cè)量時(shí)的電極Ⅰ或電極Ⅱ的自腐蝕電位(Ek)、電偶電位(Eg)和電偶電流(Ig)。（7）校準(zhǔn)/測(cè)量：按下此鍵為校準(zhǔn)狀態(tài)，內(nèi)部輸入端與測(cè)量電極斷開，接入一1KΩ標(biāo)準(zhǔn)電阻，可進(jìn)行模擬極化狀態(tài)下的校準(zhǔn)，此鍵彈出時(shí)為測(cè)量狀態(tài)。2．后面板元件功能說(shuō)明CR-3型多功能腐蝕測(cè)量?jī)x的后面板元件結(jié)構(gòu)如圖6所示。11109北京中腐防蝕科技發(fā)展公司調(diào)零開機(jī)號(hào)出廠日期Ⅱ關(guān)Ⅰ編號(hào)直流輸出0.5A86VE數(shù)據(jù)輸IAC220V12 13 14 156.CR-3型多功能腐蝕測(cè)量?jī)x后面板元件結(jié)構(gòu)圖8）電源插孔：交流220V輸入9）電源開關(guān)10）調(diào)零Ⅱ：電壓調(diào)零11）調(diào)零Ⅰ：電流調(diào)零（12）數(shù)據(jù)輸出：BCD代碼數(shù)字打印輸出，可接中腐防蝕科技發(fā)展公司產(chǎn)品 CR-5型數(shù)字打印機(jī)及其他型號(hào)打印機(jī)，可用于線性極化測(cè)量時(shí)極化電流和電偶腐蝕測(cè)量時(shí)電偶電流、電偶電位及自腐蝕電位測(cè)量的自動(dòng)打印記錄。本儀器數(shù)據(jù)輸出為串行輸出，接線圖如圖7所示。答案參見我的新浪博客： /s/blog_3fb788630100muda.html第 30頁(yè)共53頁(yè)個(gè) 拾 佰 千位 位 位 位 1 2 4 8a b c d ef f g

a.接地b.打印指令c.接地為十位小數(shù)點(diǎn)d.接地為佰位小數(shù)點(diǎn)e.接地為 A高電平為千位小數(shù)點(diǎn)g.高電為mA圖7.打印輸出接線說(shuō)明（13）直流輸出：即模擬信號(hào)輸出，接記錄儀。 E輸出為電偶電位的輸出端， I輸出為極化電流或電偶電流 Ig的輸出端。14）6V插孔：直流6V輸入15）0.5A電源保險(xiǎn)絲3．線性極化測(cè)量（1）把電極插頭插入“電極輸入”插孔（1），按表3連接待測(cè)的三電極系統(tǒng)。2）接通電源，數(shù)碼管亮，預(yù)熱15min。3）置“量程”（3）于2V擋，按下“Ek”鍵，數(shù)字顯示值即為參比電極相對(duì)于工作電極的自腐蝕電位。負(fù)值表示工作電極電位高于參比電極電位，正值反之（注意：其符號(hào)與電化學(xué)理論中習(xí)用的“研究電極相對(duì)于參比電極的電位”的符號(hào)相反） 。（4） 根據(jù)測(cè)量所需選擇極化值和極化方向，調(diào)整“量程” （3）至合適的電流量程范圍。此時(shí)儀器內(nèi)部按設(shè)計(jì)邏輯自動(dòng)進(jìn)行，首先經(jīng)過約 32s的自腐蝕電位跟隨時(shí)間，然后開始恒電位極化（紅燈亮），在極化過程結(jié)束前定時(shí)采樣（綠燈亮），數(shù)字顯示該次極化的測(cè)量電流值，并一直保持到下一個(gè)極化周期的采樣時(shí)刻。4．電偶腐蝕測(cè)量（1）把電極插頭插入“電極輸入”插孔（1），按表3連接待測(cè)的三電極系統(tǒng)。根據(jù)測(cè)量所需，電極Ⅰ和電極Ⅱ可以互換。2）接通電源，數(shù)碼管亮，預(yù)熱15min。3）置“量程”（3）于2V擋，按下“Ek”鍵，數(shù)字顯示值即為參比電極相對(duì)于電極Ⅰ的自腐蝕電位。4）按下“Eg”鍵，電偶對(duì)（電極Ⅰ和電極Ⅱ）自動(dòng)短路偶接，此時(shí)數(shù)字顯示值為參比電極相對(duì)于該電偶對(duì)的混合電位，即電偶電位。注意電位符號(hào)。5）按下“Ig”鍵，調(diào)整“量程”至合適的電流量程范圍，數(shù)字顯示值為該電偶對(duì)中流過的零電阻電流，即電偶電流。5． 直流電壓和直流電流測(cè)量CR-3型多功能腐蝕測(cè)量?jī)x可用作數(shù)字電表，測(cè)量直流電壓和直流電流。1）直流電壓測(cè)量：將工作電極夾和參比電極夾分別接到待測(cè)直流電壓兩端，接通電源，置“量程”（3）于2V擋，按下“Ek”鍵，數(shù)字顯示值即為該電壓值。答案參見我的新浪博客： /s/blog_3fb788630100muda.html31頁(yè)共53頁(yè)2）直流電流測(cè)量：將工作電極夾和參比電極夾分別接到待測(cè)直流電流兩端，接通電源，置適當(dāng)“量程”，按下“Ig”鍵，數(shù)字顯示值即為該電流值。附錄2.PS-1型恒電位/恒電流儀的使用方法PS-1型恒電位/恒電流儀是一種重要的腐蝕檢測(cè)和電化學(xué)測(cè)量?jī)x器。 在電極過程動(dòng)力學(xué)分析、電解、電鍍、金屬相分析、金屬腐蝕速度測(cè)量和各種腐蝕與防腐蝕研究及電化學(xué)保護(hù)參數(shù)測(cè)試等方面具有廣泛用途。可以獨(dú)立使用，也可輔以 X-Y記錄儀、直流示波器、對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換器、信號(hào)發(fā)生器等進(jìn)行多種動(dòng)態(tài)和靜態(tài)、 暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)的實(shí)驗(yàn)測(cè)量。 其電位與電流測(cè)量分別由兩組三位半數(shù)字表顯示，控制精度高，響應(yīng)速度快，技術(shù)性能穩(wěn)定可靠。一、儀器面板元件結(jié)構(gòu)1．前面板元件結(jié)構(gòu)功能說(shuō)明PS-1型恒電位/恒電流儀的前面板元件結(jié)構(gòu)如圖 8所示。3PS—1型恒電位/恒電流儀 20mA 200mA2mA 2A4參比給定恒電恒電電流校準(zhǔn)電流量程2粗調(diào)恒電細(xì)調(diào)粗調(diào)恒電細(xì)調(diào)給定電流給定電流5通斷電極輸入調(diào)零中腐公司制造186 7 9 10 11 12 13圖8. PS-1型恒電位/恒電流儀前面板元件結(jié)構(gòu)圖(1) 電極輸入：恒電位或恒電流測(cè)量時(shí)均應(yīng)按表 4連接測(cè)量電極。表4 測(cè)量電極接線說(shuō)明電極輸入夾頭 恒電位/恒電流測(cè)量綠/白雙線 研究電極紅線 輔助電極蘭線 參比電極答案參見我的新浪博客： /s/blog_3fb788630100muda.html32頁(yè)共53頁(yè)注意：研究電極（又稱工作電極）為雙線輸入，一根為電流線，一根為電位線，這是為了避免導(dǎo)線上流過電流產(chǎn)生的電壓降引起測(cè)量誤差。2）電流量程：用于恒電位工作時(shí)測(cè)量電流或恒電流工作時(shí)給定電流之需切換電流量程。共分四擋，即滿量程2mA,20mA,200mA,2A。（3） 電流測(cè)量顯示：數(shù)字顯示屏，最大顯示值為 1999?！?”電流值為陰極化數(shù)據(jù)，無(wú)符號(hào)（即“+”）為陽(yáng)極化數(shù)據(jù)。（4） 電位測(cè)量顯示：數(shù)字顯示屏，最大顯示值為± 1.999V,顯示的電位值為參比電極相對(duì)于研究電極的電位， 其符號(hào)與電化學(xué)理論中習(xí)用的研究電極的電位符號(hào)相反。 注意：測(cè)量值超出顯示范圍（溢出）時(shí)，元件（ 3）和（4）的數(shù)字全暗，改換量程后即可重新顯示。（5） 參比/給定：恒電位工作時(shí)，按下“參比”鍵或“給定”鍵，元件（ 4）顯示測(cè)量的參比電位或給定電位之用。6）給定電位粗調(diào)：恒電位工作時(shí)粗調(diào)給定電位值。7）給定電位細(xì)調(diào)：恒電位工作時(shí)細(xì)調(diào)給定電位值。8）工作選擇：可供選擇“恒電位”工作或“恒電流”工作。9）給定電流粗調(diào)：恒電流工作時(shí)粗調(diào)給定電流值。10）給定電流細(xì)調(diào)：恒電流工作時(shí)細(xì)調(diào)給定電流值。11）電流/校準(zhǔn)。12）調(diào)零：電流表的調(diào)零電位器。13）通/斷開關(guān)：“斷”為輔助電極開路，測(cè)量系統(tǒng)處于準(zhǔn)備狀態(tài)，此時(shí)可測(cè)量研究電極的開路電位（自腐蝕電位）；“通”為輔助電極閉路，測(cè)量系統(tǒng)處于工作狀態(tài)，此時(shí)元件（3）顯示相應(yīng)電流值。2．后面板元件結(jié)構(gòu)功能說(shuō)明PS-1型恒電位/恒電流儀的后面板元件結(jié)構(gòu)如圖9所示。181615北京中腐防蝕科技發(fā)展公司制造開機(jī)開17號(hào)調(diào)零關(guān)電流輸出關(guān)出廠日期調(diào)零編電位輸出-220V141A1A0.2A外接給定電位19202122圖9. PS-1型恒電位/恒電流儀后面板元件結(jié)構(gòu)圖答案參見我的新浪博客： /s/blog_3fb788630100muda.html33頁(yè)共53頁(yè)14）電源插孔：交流220V輸入插孔。15）電源開關(guān)：“開”為儀器接通220V電源，處于工作狀態(tài)；“關(guān)”為處于準(zhǔn)備狀態(tài)。16）調(diào)零：儀器內(nèi)部調(diào)零鍵，供檢修用。儀器出廠時(shí)即已調(diào)定，勿隨意調(diào)動(dòng)。17）電流輸出：電流測(cè)量之模擬信號(hào)輸出端，供外接示波器或記錄儀。其端電壓與輸出電流成正比，各擋滿量程對(duì)應(yīng)的輸出電壓均為 1.999V。陽(yáng)極化輸出電流為正值，陰極化輸出電流為負(fù)值，黑色接線柱為輸出低端。18）電位輸出：電位測(cè)量之模擬信號(hào)輸出端，供外接示波器或記錄儀。其端電壓即為輸出電位，滿量程為1.999V。黑色接線柱為輸出低端。19）外接給定電位：從外部輸入給定電位信號(hào)的輸入端。當(dāng)進(jìn)行動(dòng)電位掃描測(cè)量或暫態(tài)測(cè)量時(shí)可由此處外接信號(hào)發(fā)生器。當(dāng)外接給定電位信號(hào)時(shí)，儀器內(nèi)部的給定電位系統(tǒng)自動(dòng)斷開。20）1A保險(xiǎn)絲21）1A保險(xiǎn)絲22）0.2A保險(xiǎn)絲二、 使用方法1． 預(yù)熱：接通電源，預(yù)熱 15min，以使儀器工作在穩(wěn)定狀態(tài)。2． 校準(zhǔn)：指電流表零點(diǎn)校正。儀器預(yù)熱 15min后，按下“校準(zhǔn)”鍵（ 11），“通-斷”開關(guān)（13）置于“斷”的位置，電流量程（2）置于2mV擋，如電流表（3）顯示不為0.000，可調(diào)節(jié)前面板上的“調(diào)零”鍵（12），使電流表顯示為0.000。3． 電極開路電位測(cè)量：即研究電極自腐蝕電位測(cè)量。將電極輸入（ 1）的引線連接到電解池體系，“通-斷”開關(guān)（13）置于“斷”的位置，接通電源（ 14），打開電源開關(guān)（ 15），預(yù)熱 15min后，按下“恒電位”鍵（ 8）、“電流”鍵（11）、“參比”鍵（ 5），數(shù)字表（4）顯示即為參比電極相對(duì)于研究電極的開路電位，即研究電極的自腐蝕電位，但符號(hào)相反。4． 恒電位極化測(cè)量：按照上述第 3項(xiàng)完成自腐蝕電位測(cè)量后， 接著按下“給定”鍵（5），此時(shí)數(shù)字表（4）顯示的是給定電位值，調(diào)節(jié)恒電位給定電位的粗調(diào)鍵（ 6）和細(xì)調(diào)鍵（7），使數(shù)字表（4）顯示的給定電位值與自腐蝕電位值相等。 “通-斷”開關(guān)（13）置于“通”的位置，此時(shí)輔助電極的電路接通， 儀器開始實(shí)施恒電位運(yùn)作， 參比電位被立即恒等于給定電位。 此時(shí)便可進(jìn)行以自腐蝕電位為起始點(diǎn)的恒電位極化測(cè)量。穩(wěn)態(tài)恒電位極化測(cè)量：按下“給定”鍵（ 5），根據(jù)恒電位極化測(cè)量工作的實(shí)驗(yàn)規(guī)定，調(diào)節(jié)恒電位給定電位的粗調(diào)鍵（ 6）和細(xì)調(diào)鍵（7），使數(shù)字電位表（ 4）顯示為規(guī)定的電位值，此時(shí)若按下“參比”鍵（ 5），數(shù)字電位表（ 4）顯示的參比電位應(yīng)與給定電位相等。在此給定的電位值下保持實(shí)驗(yàn)規(guī)定的極化時(shí)間后，從數(shù)字電流表（ 3）上讀取相對(duì)應(yīng)的極化電流值?；蛘吒鶕?jù)實(shí)驗(yàn)規(guī)定，在此給定的電位值下保持極化，至數(shù)字電流表（ 3）顯示的電流值相對(duì)穩(wěn)定后讀取相對(duì)應(yīng)的極化電流值。接著，根據(jù)實(shí)驗(yàn)規(guī)定再調(diào)節(jié)粗調(diào)鍵（ 6）和細(xì)調(diào)鍵（ 7），至一個(gè)新的給定電位值（例如，每個(gè)測(cè)量點(diǎn)可改變 20mV或50mV），在此電位值下再保持規(guī)定的極化時(shí)間后，讀取相對(duì)應(yīng)的極化電流值，如此臺(tái)階式步進(jìn)測(cè)量可獲得穩(wěn)態(tài)恒電位極化曲線。注意：關(guān)于電流量程（ 2）的選擇，在數(shù)字電流表（ 3）顯示不溢出的前提下，盡可能用滿度顯示，以提高測(cè)量精度。動(dòng)態(tài)恒電位極化測(cè)量：即動(dòng)電位掃描極化測(cè)量。電流量程（ 2）置于 2A擋，把外部電位掃描信號(hào)連接到“外接給定電位”插孔（ 19），作為恒電位儀的給定電位。 X-Y記錄儀或示波器的Y端子輸入可與“外接給定電位”端并聯(lián)，而 X端子輸入則連接到“電流輸出” （17）。答案參見我的新浪博客： /s/blog_3fb788630100muda.html第 34頁(yè)共53頁(yè)若電流記錄需使用對(duì)數(shù)坐標(biāo)，可在恒電位儀的“電流輸出”端與X-Y記錄儀之間串接對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換儀（參見圖10）。恒定電位測(cè)量：按下“給定“鍵（5），根據(jù)恒定電位測(cè)量工作的實(shí)驗(yàn)規(guī)定，調(diào)節(jié)恒電位給定電位的粗調(diào)鍵（6）和細(xì)調(diào)鍵（7），使數(shù)字電位表（4）顯示為規(guī)定的電位值，此時(shí)若按PS—1型恒電位/恒電流儀電流輸出PS—3型對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換儀外接給定電位REW AEPS—2