1、精選文檔精選文檔可編輯可編輯精選文檔精選文檔可編輯可編輯金屬腐蝕與防護(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）. 稱(chēng)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，具過(guò)電位與電流密度的關(guān)系為 。.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)。.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。.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

2、時(shí)易發(fā)生 脫鋅，海水作冷卻水時(shí)易發(fā)生 脫鋅。.過(guò)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、。.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。.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(wèn)答題：（共24分，每小題4分）.說(shuō)明協(xié)調(diào)磷酸鹽處理原理。.自然界中最常見(jiàn)的陰極去極化劑及其反應(yīng)是什么？.鍋爐發(fā)生苛性脆化的條件是什么？.凝汽器銅管內(nèi)用硫酸亞鐵造

3、膜的原理是什么？.說(shuō)明熱力設(shè)備氧腐蝕的機(jī)理。.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 =10 6mol/L ,溫度為25 C ,此條件下碳鋼是否發(fā)生析氫腐蝕？并求出碳鋼在此條件下不發(fā)生析氫腐蝕的最小pH值。(E0Fe2+/Fe =-0.44).寫(xiě)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。.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 = Cu 2+ + 2 eE0cu2+ /Cu = + 0.337VH2 = 2H + + 2 eE02h + /h = 0.000V2H

4、2O = O 2 + 4H + + 4 eE0O2/H 2O = +1.229V問(wèn)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).試用腐蝕極化圖分析鐵在濃 HNO 3中的腐蝕速度為何比在稀 HNO 3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。PH (25OPH (25OC)23456 7 8 9 101520圖1.協(xié)調(diào)磷酸鹽一pH控制圖精選文檔精選文檔可編輯可編輯精選文檔精選文檔可編輯可編輯 精選文檔 精選文檔可編輯可編輯金屬腐蝕與防護(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

5、：（共30分，每空1分）.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，具過(guò)電位與電流密度的關(guān)系為 。.在水的電位一pH圖上，線？下方是 區(qū)，線？上方是 區(qū)，線?與線？之間是 區(qū)。.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.鐵在570 c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 。.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 0.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。.

6、 Pa Pc時(shí)，腐蝕為 控制，Ecorr靠近 電位；Pc Pa時(shí),腐蝕為 控帶L Ecorr靠近 電位。三、問(wèn)答題：（共24分，每小題4分）.凝汽器銅管用FeSO4成膜保護(hù)的原理是什么？.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？.說(shuō)明腐蝕電池的電化學(xué)歷程。.鍋爐發(fā)生苛性脆化的條件是什么？.金屬氧化生成保護(hù)性氧化膜應(yīng)具備什么條件？.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）.銅在介質(zhì)中的腐蝕反應(yīng)為：Cu-Cu2+2e ,腐蝕電流密度為100 g/cm 2 求其腐蝕速度 V-（g/m 2d）和 Vt （mm/a）。已知 Acu= 63.55, p

7、=8.96g/cm 3。.在中性溶液中，F(xiàn)e2+的濃度為10-6mol/L ,溫度為25 C ,試判斷在此條 件下鐵是否發(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 E0Fe2+/Fe=-0.44V）.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 = Cu 2+ + 2 eEcu2+ /Cu = + 0.337VH2 = 2H + + 2 eE02H + /H = 0.000V2H 2O = O 2 + 4H + + 4 eE0O2/h 2o = +1.229V問(wèn)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）.具有鈍化行為金屬的陽(yáng)極極化

8、曲線如圖1 ,說(shuō)明曲線上各特性點(diǎn)和特性區(qū)的意義。圖1.具有鈍化行為金屬的陽(yáng)極極化曲線.畫(huà)出Fe-H 20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？附：金屬腐蝕與防護(hù)實(shí)驗(yàn)?zāi)?錄實(shí)驗(yàn)部分 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark28 o Current Document 實(shí)驗(yàn)1腐蝕試樣的制備 電化學(xué)試樣的制備 2 HYPERLINK l bookmark30 o Current Document 實(shí)驗(yàn)2恒電位法測(cè)定陽(yáng)極極化曲線3 HYPERLINK l bookmark32 o Current Docu

9、ment 實(shí)驗(yàn)3塔菲爾直線外推法測(cè)定金屬的腐蝕速度5 HYPERLINK l bookmark34 o Current Document 實(shí)驗(yàn)4失重法測(cè)定金屬的腐蝕速度7 HYPERLINK l bookmark36 o Current Document 實(shí)驗(yàn)5線性極化法測(cè)定金屬的腐蝕速度 10 HYPERLINK l bookmark40 o Current Document 實(shí)驗(yàn)6電位-p H圖的應(yīng)用 12 HYPERLINK l bookmark42 o Current Document 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1 4 HYPERLINK l bookmark48 o C

10、urrent Document 實(shí)驗(yàn)8電偶腐蝕速度的測(cè)定15 HYPERLINK l bookmark52 o Current Document 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 HYPERLINK l bookmark56 o Current Document 實(shí)驗(yàn)1腐蝕原電池 1 8實(shí)驗(yàn)2原電池的極化 19 HYPERLINK l bookmark58 o Current Document 實(shí)驗(yàn)3鋼在硝酸中的鈍化 20 HYPERLINK l bookmark60 o Current Document 實(shí)驗(yàn) 4緩蝕劑的緩蝕效果 21 HYPERLINK l bookmark62

11、 o Current Document 實(shí)驗(yàn)5陰極保護(hù)一一犧牲陽(yáng)極法22 HYPERLINK l bookmark68 o Current Document 附錄1 CR-3 型多功能腐蝕測(cè)量?jī)x的使用方法 23 HYPERLINK l bookmark72 o Current Document 附錄 2 PS-1 型恒電位/恒電流儀的使用方法 2 6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) HYPERLINK l bookmark76 o Current Document 附錄 一 34附錄二.42附錄三 45附錄四 46實(shí)驗(yàn)部分實(shí)驗(yàn)1腐蝕試樣的制備電化學(xué)試樣的制備目的學(xué)會(huì)一種用樹(shù)脂鑲制電

12、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。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(pán)天平乙二胺環(huán)氧樹(shù)脂實(shí)驗(yàn)步驟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。 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。將鋸好的5mm 厚的塑料套圈打磨平整待用。稱(chēng)取100g環(huán)氧樹(shù)脂于燒杯中，再稱(chēng)取 58g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。把配制好的環(huán)氧樹(shù)脂倒入擺好金屬試樣的

13、塑料圈內(nèi)。 精選文檔 精選文檔 24h 固化好金屬試樣可以進(jìn)行磨制、拋光。注意事項(xiàng) 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。不要觸摸電烙鐵及金屬部分，以免燙傷。實(shí)驗(yàn) 2 恒電位法測(cè)定陽(yáng)極極化曲線目的了解金屬活化、鈍化轉(zhuǎn)變過(guò)程及金屬鈍化在研究腐蝕與防護(hù)中的作用。熟悉恒電位測(cè)定極化曲線的方法。通過(guò)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)。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

14、。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(chēng)電密）之間的關(guān)系。陽(yáng)極電位和電流的關(guān)系曲線稱(chēng)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)極可編輯精選文檔精選文檔可編輯可編輯精選文檔精選文檔可編輯可編輯保護(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

15、某種金屬在陽(yáng)極極化過(guò)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(guò)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(guò)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(guò)渡區(qū)、鈍化區(qū)和過(guò)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(kāi)始逐漸增加電密，當(dāng)達(dá)到致鈍電密點(diǎn)時(shí)金屬開(kāi)始鈍化，由于人為控制電密

16、恒定，故電極電位突然增加到很正的數(shù)值（到達(dá)過(guò)鈍化區(qū)），跳過(guò)鈍化區(qū)，當(dāng)再增加電密時(shí)，所測(cè)得的曲線在過(guò)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(guò)鈍化區(qū)。碳鋼在NH 4 HCO 3-NH 4OH 中就是在陽(yáng)極極化過(guò)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NH 4 HCO 3-NH 4OH 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)。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 ； 100 mL燒杯1000 mL溫度計(jì)電爐NH 4HCO3及NH 3 H2O,無(wú)水乙醇棉，水砂紙。實(shí)驗(yàn)步驟 溶液的配

17、制燒杯內(nèi)放入700 mL 去離子水，在電爐上加熱到40 左右， 放入 160g NH 4HCO 3 ，攪拌均勻，然后加入 65 mL濃NH 3 H2O。（ 2 ）將配制好的溶液注入極化池中。 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12mm左右。按圖1連接好線路并進(jìn)行測(cè)量。（ 3） 測(cè) A3 鋼在 NH 4HCO 3-NH 4OH 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（50 jjA/cm

18、 2左右）活化12min再測(cè)定。數(shù)學(xué)電壓表公 外接測(cè)量恒電位儀數(shù)學(xué)電壓表公 外接測(cè)量研參 輔43O O O43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(kāi)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)。結(jié)果及數(shù)據(jù)處理求出各點(diǎn)的電密，添入自己設(shè)計(jì)的表格。在半對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上用所得數(shù)據(jù)作E lg i曲線。指出碳鋼在NH4HCO3-NH 40H中進(jìn)行陽(yáng)極保護(hù)的三個(gè)基本參數(shù)。思考題. 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？. 極化曲線測(cè)量對(duì)研究電極、輔助電極、參比

19、電極和鹽橋的要求是什么？精選文檔精選文檔精選文檔精選文檔實(shí)驗(yàn)3塔菲爾直線外推法測(cè)定金屬的腐蝕速度目的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。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b c 。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。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 - Fe2+ +2 e2H + +2 e f H2在無(wú)外加電流通過(guò)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i

20、c,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(guò)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(guò)的陽(yáng)極性電流應(yīng)是：Ia = ia -| ic| = i a + i c同理，陰極極化時(shí)，金屬上通過(guò)的陰極性電流Ic也有類(lèi)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(guò)電位 （極化電位）可編輯精選文檔精選文檔可編輯可編輯精選文檔精選文檔可編輯可編輯與電密的關(guān)系為：ia = icorrepx(2.3 Y/b a

21、)ic = - icorrexp( -2.3 Y/b c)所以la = icorrexp(2.3 T/b a)- exp( -2.3 T/bc)Ic = - icorrexp( -2.3 刀/b c)- exp(2.3 “b a)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(2.3 渺 a)Ic =- icorrexp( -2.3 T/b c)或?qū)懗桑旱?-balg icoor + balg iaT = - bc1g icorr+ bc1g ic可以看出，在強(qiáng)極化區(qū)內(nèi)若將刀對(duì)1g i作圖，則可以得到直線關(guān)系見(jiàn)熱力設(shè)備腐蝕與腐蝕

22、 p257Fig.14 12 ( a) 。該直線稱(chēng)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。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100250mV之間)，則可得到ETgi的關(guān)系曲線。把塔菲爾直線外延至腐蝕電位。1g i 坐標(biāo)上與交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的值為1g ic ,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(guò)程(塔菲爾直線通常會(huì)變形)。故在測(cè)量為了能

23、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。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A3鋼電極（研究電極），工作面積1cm 2Zn 電極（研究電極）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混合溶液實(shí)驗(yàn)步驟配制 1MHAc+1MNaCl 溶液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。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。 按附錄 2“ PS-1

24、 型恒電位/恒電流儀使用方法”連接好線路進(jìn)行測(cè)量。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。開(kāi)動(dòng)磁力攪拌器，旋轉(zhuǎn)速度為中速，進(jìn)行極化測(cè)量。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。分別以相隔 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

25、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。結(jié)果處理將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪在半對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上。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。.分別求出腐蝕電密 3陰極塔菲爾斜率 bc和陽(yáng)極塔菲爾斜率 ba。思考題 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？精選文檔精選文檔可編輯可編輯精選文檔精選文檔可編輯可編輯 精選文檔 精選文檔可編輯可編輯實(shí)驗(yàn)4失質(zhì)法測(cè)定金屬的腐蝕速度一、 目的. 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。. 掌握質(zhì)量

26、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。mo miSt失質(zhì)指標(biāo)V-為：增質(zhì)指標(biāo)V+為：m2 m。St式中：S 試樣面積，m2;t 試驗(yàn)時(shí)間，h ;mo 腐蝕前試樣的質(zhì)量，g ;mi 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 ;一 V 24365 o -Vt 8.67VtVt表示的腐蝕速度: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) 式中：P

27、金屬的密度，g/cm 3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(kāi)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(lèi)對(duì)金屬的腐蝕規(guī)律主要取決于酸的氧化性。氧化性酸，如鹽酸，其陰極過(guò)程是氫去極化過(guò)程； 氧化性酸，其陰極過(guò)程則主要是氧化劑的還原過(guò)程。但我們不可能把酸類(lèi)截然分成氧化性酸和非氧化性酸，例如，當(dāng)HNO 3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)HNO 3濃度超過(guò)30%時(shí)，碳鋼 的腐蝕速度迅速下降，HNO 3濃度達(dá)到50%時(shí)，碳鋼的腐蝕速度最小， 此時(shí)碳鋼在

28、HNO 3中 腐蝕的陰極過(guò)程是：NO 3- + 2H + + 2 e - NO 2- +H 2。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、銀頭、游標(biāo)卡尺、毛刷、干燥器、分析天平、燒杯、量筒、搪瓷盤(pán)、溫度計(jì)、電爐、玻璃棒、鐐子、濾紙、尼龍絲。丙酮、去離子水、20%H 2SO4、20%H 2SO4 + 硫月尿 10g/L、20%NHO 3、60%NHO 3、12%HCl+1% 2%六次甲基四胺。四、實(shí)驗(yàn)步驟與內(nèi)容. 試樣的準(zhǔn)備A3碳鋼試樣，其尺寸為 50 X25 X （23） mm 。且打磨試樣。用鋼印給試樣編號(hào)，以示區(qū)別。用游標(biāo)卡尺準(zhǔn)確測(cè)量試樣尺寸，計(jì)算出試樣面積，

29、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(chēng)重，精確到0.1mg ，稱(chēng)重結(jié)果記錄在表1 內(nèi)。腐蝕實(shí)驗(yàn)（ 1 ）分別量取800mL 下列溶液；20%H 2SO420%H 2SO4 + 硫脲 10g/L20%NHO 360%NHO 3將其分別放在4 個(gè) 1000 mL 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

30、 。（ 3 ）自試樣進(jìn)入溶液時(shí)開(kāi)始記錄腐蝕時(shí)間，半小時(shí)后，把試樣取出，用水清洗。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(guò)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/L SnCl 2 + 20g/L SnCl 3 。12% HCl + 0.2% As 2O3 +

31、 0.5% SnCl 2 + 0.4% 甲醛，50 C, 15 40min 。d.10% H 2SO4 + 0.4% 甲醛，40 50 C, 10min 。12% HCl + 1% 2% 烏洛托品，50 c或常溫。f.飽和NH 4Cl + NH 3H2O,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(chēng)重，結(jié)果記錄在表 2中。五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的評(píng)定定性評(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

32、顏色、分布情況及其與金屬表面結(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。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%V VG y 100%VH2SO4加硫月尿后的緩蝕率 G :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、思考題六、.為什么試樣浸泡前表面要經(jīng)過(guò)打磨?.試樣浸泡深度對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有何影響?表1試樣稱(chēng)重結(jié)果記錄編R長(zhǎng)（mm ）寬（mm ）厚（mm ）孔徑（mm ）面積（mm 2）12345678表2試樣測(cè)試結(jié)果記錄組別腐蝕介質(zhì)編號(hào)腐蝕時(shí)間（h）試樣原重（g）腐蝕后重（g）(g)腐蝕速度（g/m 2h）腐蝕

33、深度（mm）緩蝕率（%）一12一3精選文檔精選文檔精選文檔精選文檔4三56四78實(shí)驗(yàn)5線性極化法測(cè)定金屬的腐蝕速度一、 目的掌握線性極化儀的使用方法。.掌握幾種求塔菲爾常數(shù)的方法。了解線性極化技術(shù)測(cè)定金屬腐蝕速度的原理?？删庉嬀x文檔精選文檔可編輯可編輯精選文檔精選文檔可編輯可編輯實(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：2.3(EEcorr ) n r 2.3(Ecorr E)nic外icorrexpc expHOrr-babc對(duì)上式微分并經(jīng)數(shù)學(xué)處理，可得到：式中：Rp 極化阻力();d c1ba bcR

34、p () o di c外ic外2.3(babc)icorr金屬的腐t電密(A/cm 2)；ic外 極化電密(A/cm 2);Ecorr 金屬的腐t電位(V)；d t極化電位(V);babc2.3(babc)ba、bc 陽(yáng)、陰極塔菲爾常數(shù)（V）i corrBi corrRp此式為線性極化方程式。由此可知，腐蝕速度i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。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)步驟三電極體系準(zhǔn)備（ 1 ） 焊接打磨計(jì)算面

35、積清洗CR-3 型多功能腐蝕測(cè)量?jī)x使用方法見(jiàn)附錄1 。實(shí)驗(yàn)溶液配制（ 1 ） 0.5MH 2SO4 800mL0.5MH 2SO4 分別加 0.2, 0.5, 0.6, 0.8,1 .0, 1.2g 烏洛托品溶液。0.5M H 2SO40.5MH 2SO4+1mg （NH 2）2CS （硫脲 ）0.5MH 2SO4+若丁0.5MH 2SO4 +0.5% 烏洛托品溶液。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。加極化電位士 5mV，記錄*5或Rp加極化電位士 10mV ,記錄Aii0或Rp五、 結(jié)果處理計(jì)算或作圖求出Rp選用以下b a 、 b

36、c 數(shù)據(jù)計(jì)算i corr塔菲爾常數(shù)(20 ，mV )ba TOC o 1-5 h z 0.5M H 2SO454.40.5MH 2SO4+1mg(NH 2)2CS91.10.5MH 2SO4+ 若丁76.30.5MH 2SO4+0.5% 烏洛托品溶液96.0. 比較幾種緩蝕劑的緩蝕率。bcbc112.1121.2157.4132.0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？確定塔菲爾常數(shù)的方法有那些？實(shí)驗(yàn) 6 電位 pH 圖的應(yīng)用目的 學(xué)會(huì)應(yīng)用電位pH 圖。了解鐵在0.1MNaHCO 3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)。原理利用電位pH 圖可直接判斷在給定條件

37、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)。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)數(shù)字穩(wěn)壓表毫安表1個(gè)毫安表 TOC o 1-5 h z 極化池2個(gè)鉑金電極2個(gè)飽和甘汞電極2個(gè)鐵絲

38、電極（）=1.6mm, L=300mm ）8 根N2 ,O2燒杯250300mL（細(xì)長(zhǎng)的）1個(gè)NaHCO 3（0.1M, pH=8.4）2LH2SO4（1M）無(wú)水乙醇棉，乳膠管，彈簧夾，吹風(fēng)機(jī)實(shí)驗(yàn)步驟 制作電極將L=40cm,（）=1.6mm 的鐵絲繞在（）=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。處理鐵絲電極將鐵絲電極放入盛有 1MH 2SO4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。陽(yáng)極腐蝕與保護(hù)（ 1 ） 在兩個(gè)極化池中分別注入500mL0.1MNaHCO 3（p

39、H=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N 215min 后即可測(cè)定自腐蝕電位。+(2)合上開(kāi)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(kāi)開(kāi)關(guān) C,觀察各電極的反應(yīng)現(xiàn)象。15min后記下電流值并測(cè)定各電極的電極電位。(4)斷開(kāi)開(kāi)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一pH圖比較，確定出各電極處于什么區(qū)域(免蝕區(qū)、腐

40、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 中通 O 1 中通 O 2 ，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(kāi)關(guān)K,開(kāi)關(guān)C斷開(kāi)，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？、 思考題根據(jù)電

41、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)NaHCO 3 （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)極極化曲線目的了解動(dòng)電位掃描法測(cè)定陽(yáng)極極化曲線的方法。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)繪精選文檔精選文檔精選文檔精選文檔可編輯可編輯制極化曲線，即電位-電流關(guān)系曲線。儀器與用品環(huán)氧樹(shù)脂、銅絲、塑料管、砂紙、 430不銹鋼、試樣、鉗電極、甘汞電極、電解池、 N2、 恒溫

42、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.樣品制備(1)將10m 2的試樣四周用300#600#砂紙打磨光滑。(2)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。(3)向環(huán)氧樹(shù)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。.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 1000mL0.5MH 2SO4 溶液。(3)將配置好的溶液倒入極化池中，通 N2除氧30min ,溫度為30 c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

43、圖3連線，檢查無(wú)誤后，打開(kāi)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？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)定目的 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。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。學(xué)會(huì)使用零阻電流表測(cè)定電偶電流的方法。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，

44、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(guò)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?；罨瘶O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)I L I蓬)通過(guò)推導(dǎo)可寫(xiě)成: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

45、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.擴(kuò)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 = iL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1gA與陰/陽(yáng)極面積比的iA I Sa,AigSc關(guān)系為:式中：Sa電偶對(duì)

46、中陽(yáng)極金屬的面積;E式中：Sa電偶對(duì)中陽(yáng)極金屬的面積;Eg Ecorr balgSc Sa 可編輯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

47、用。配制3%NaCl溶液，連接儀器線路。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。測(cè)定在3%NaCl溶液中下列電偶對(duì)的電位差及電偶電流： Fe-Cu, Fe-Zn, Fe-Al, Al-Cu ,Al-Zn, Zn-Cu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)間的變化情況直精選文檔精選文檔可編輯可編輯精選文檔精選文檔可編輯可編輯到電流比較穩(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)間變化較到電流比較穩(wěn)定時(shí)為止。記錄偶合電極相對(duì)于快，每 0.5min 或 1min 記錄一次Ig 值，以后可以增大時(shí)間間隔）。改變 Fe-Pt

48、 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）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。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。結(jié)果處理將所有測(cè)量數(shù)據(jù)記錄成表。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。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(guò)程為擴(kuò)散控制）。思考題在擴(kuò)散控制情況下，陰、陽(yáng)極面積變化

49、對(duì)電偶電流有何影響？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)?zāi)康募由顚?duì)孔蝕、縫隙腐蝕及SCC 等局部腐蝕發(fā)展過(guò)程機(jī)理的理解。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 - M n+ n e孔外反應(yīng)為：O2 + 2H 2O + 4 e f 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)，M n+不易向外擴(kuò)散，O2也不易擴(kuò)散進(jìn)去。由于孔內(nèi) M n+濃度增加，Cl-遷入以維持電中性，孔 內(nèi)形成了 MCl n的濃溶液，又由于 M

50、Cln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(guò)程?；谏鲜鲈?，采用外加極化的方法，在一帶有小空的管壯玻璃筒內(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(guò)強(qiáng)制極化來(lái)模擬閉塞腐蝕電池的腐蝕過(guò)程。實(shí)驗(yàn)步驟 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。. 實(shí)驗(yàn)裝置及與恒電位儀的連接見(jiàn)附錄2 PS 1型恒電位/恒電流儀的使用方法”。 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）.采用恒電流法以電

51、流密度為1mA/cm 2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(kāi)關(guān)置于“恒電流”擋，“電流量程”開(kāi)關(guān)置于“最小”擋，即100心擋，將“電源開(kāi)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(kāi)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

52、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。結(jié)果處理將極化后孔內(nèi)、外的pH 值變化及研究電極電位隨時(shí)間的變化列表。比較上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果并討論之。思考題實(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？實(shí)驗(yàn)中，筒內(nèi)pH 值開(kāi)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 腐蝕原電池目的了解腐蝕原電池的結(jié)構(gòu)和作用及原電池工作過(guò)程中的電極反應(yīng)。觀察析H 2 腐蝕現(xiàn)象，觀察微電池腐蝕與宏電池腐蝕的異同。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)。實(shí)驗(yàn)物品工業(yè)鋅片、銅片或鉑片，0.2

53、MHCl, 玻璃皿，丙酮棉，鑷子，砂紙等。實(shí)驗(yàn)步驟及現(xiàn)象 用砂紙打磨試樣，丙酮棉擦凈去油。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。將鋅片與銅片或鉑片相接觸，觀察到有大量H 2 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?，F(xiàn)象分析與結(jié)論 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)：Zn - Zn 2+ + 2 eZn 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+ + 2 e f H2T

54、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(chēng)之為微 電池腐蝕。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 - Zn 2+ + 2 e鉑片上發(fā)生陰極反應(yīng)：2H+ + 2 e f H2T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H 2 氣泡逸出，鉑片上也有大量H 2 氣泡逸出。生成H 2氣泡的量增多說(shuō)明鋅片腐蝕的量增

55、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。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。酸性溶液中，金屬主要遭受析氫腐蝕。思考題 原電池與電解池的區(qū)別是什么？微電池與宏電池的區(qū)別是什么？實(shí)驗(yàn)2實(shí)驗(yàn)2原電池的極化一、 目的了解有電流通過(guò)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(guò)電池的電流減小， 這種現(xiàn)象叫電

56、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。( I corr( I corr告（I 三若極化前后電池的電阻不變，則有極化后腐蝕電流減小。即二、實(shí)驗(yàn)物品Cu片試樣，Zn片試樣，3.5%NaCl溶液。導(dǎo)線，開(kāi)關(guān)，指針式萬(wàn)用表燒杯等三、實(shí)驗(yàn)步驟及現(xiàn)象.用砂紙打磨好Zn電極和Cu電極。. 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

57、電極還未極化時(shí)，通過(guò)電池的電流為:電流表指針偏離較大。由于電流ii=o流過(guò)電池使陰陽(yáng)極分別產(chǎn)生極化，陽(yáng)極電位升高，陰極電電流表指針偏離較大。由于電流位降低。結(jié)果使電池電動(dòng)勢(shì)減小為E位降低。結(jié)果使電池電動(dòng)勢(shì)減小為Ei=i此時(shí)通過(guò)電池的電流降為:IiEi iR小于原來(lái)的Ii=0 。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IiEi iR小于原來(lái)的Ii=0 。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

58、應(yīng)為吸氧反應(yīng):O2 + 2H 2。+ 4 e - 40H -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、思考題分析電池是怎樣極化的，原因何在?2.所有電池的極化都是有益的嗎?2.所有電池的極化都是有益的嗎?實(shí)驗(yàn)3 鋼在硝酸中的鈍化目的觀察鋼在稀HNO 3 中的活性溶解，了解陽(yáng)極和陰極反應(yīng)式。觀察鋼在濃HNO 3 中的鈍化，使腐蝕速度降低幾個(gè)數(shù)量級(jí)。了解鈍化現(xiàn)象在一定程度上，一定條件下可以保持。實(shí)驗(yàn)物品鋼鐵試樣若干片，20% 、 40% 、 60% 的 HNO 3溶液，塑料繩，燒杯，1MHCl 溶液等實(shí)驗(yàn)步驟及現(xiàn)象用塑料繩系好四片試樣。二片分別放入20% 、 40% 的

59、 HNO 3 溶液中，另二片分別放入 60% 的 HNO 3 溶液中，在20% 、 40% 的 HNO 3 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 HNO 3溶液中的二片試片無(wú)任何反應(yīng)發(fā)生。將 60%HNO 3 溶液中的一片試片取出，再放到20%HNO 3 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(guò)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?，F(xiàn)象分析及結(jié)論在 20% 的 HNO 3 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+ + 2 e陰極反應(yīng)：2H + + NO 3- + e fNO 2 T+ H 2O此時(shí)陰極反應(yīng)不

60、是析H 2 反應(yīng)，其原因是由于析H 2 反應(yīng)的電極電位低于N 5+ 還原成N 4+ 的電極電位。在 60% 的 HNO 3 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 +3H 2O -Me 2 O3 +6H + +6 e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10 5-6倍。試樣在濃HNO 3中獲得鈍性的原因，是由于濃 HNO3的強(qiáng)氧化性，使 NO 3-去極化反應(yīng)的平衡電位很高，有Ec p。見(jiàn)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