腐蚀与防护

2011/2012学年第2学期

《化工腐蚀与防护》复习提要

一、名词解释（每小题2分，共10分）

1. 电极电位答：电极系统中金属与溶液之间的电位差称为该电极的电极电位。

2. 平衡电极电位答：金属和溶液界面建立一个稳定的双电层，亦即不随时间变化的电极电位，称为金属的平衡电极电位（Ee）。

3. 标准电极电位答：纯金属、纯气体（气压分压为1.01325x105pa），298K，浓度为单位活度（1mol/L），称为电极的标准电位，该标准电极的电极电位称为标准电极电位（E0）。

4. 阳极极化(阴极极化) 答：当通过电流时阳极电位向正的方向移动的现象，称为阳极极化。（当通过电流时阴极电位向负的方向移动的现象，称为阴极极化）

5. 去极化答：消除或减弱阳极和阴极的极化作用的电极过程称为去极化作用，则能消除或减弱极化的现象称为去极化。

6. 钝化答：某些活泼金属或其合金，由于它们的阳极过程受到阻滞，因而在很多环境中的电化学性能接近于贵金属，这种性能称为金属的钝性。金属具有钝性的现象就称为钝化。

11. 缝隙腐蚀答：由于金属与金属或金属与非金属之间形成特别小的缝隙，使缝隙内介质处于滞留状态，引起缝内金属加速腐蚀，这种局部腐蚀称为缝隙腐蚀。

19. 热喷涂答：是利用热源将金属或非金属材料熔化、半熔化或软化，并以一定速度喷射到基体表面，形成涂层的方法。

20. 覆盖层保护答：用耐腐蚀性能良好的金属或非金属材料覆盖在耐腐蚀性能较差的材料表面，将基底材料与腐蚀介质隔离开来，以达到控制腐蚀的目的。

21. 电镀答：利用直流电或脉冲电流作用从电解质中析出金属，并在工件表面沉积而获得金属覆盖层的方法。

22. 化学镀答：利用化学反应使溶液中的金属离子析出，并在工件表面沉积而获得金属覆盖层的方法。

23. 渗镀答：利用热处理的方法将合金元素的原子扩散入金属表面，以改变其表面的化学成分，使表面合金化，故渗镀又叫表面合金化。

24. 电化学保护答：通过改变金属（电解质溶液）的电极电位从而控制金属腐蚀的方法。

25. 阴极保护答：将被保护的金属与外加直流电源的负极相连，在金属表面通入足够的阴极电流，使金属电位变负，从而使金属溶解速度减小的一种保护方法。26. 阳极保护答：将被保护的金属构件与外加直流电源的正极相连，在电解质溶液中使金属构件阳极极化至一定电位，使其建立并维持稳定的钝态，从而阳极溶解受到抑制，腐蚀速度显著降低，使设备得到保护。

27. 缓蚀剂保护答：缓蚀剂保护是指，在腐蚀环境中，通过添加少量能阻止或减缓金属腐蚀的物质使金属得到保护的方法。

二、填空题（每小题2分，共30分）

1. 腐蚀的定义为：（材料）或（材料的性质）由于与它所处的（环境）的反应而恶

化变质。

2. 金属腐蚀的本质是金属由能量高的（单质状态）向能量低的化合物状态转变的过

程。

3. 按腐蚀反应的机理分，腐蚀分为（化学腐蚀）和（电化学腐蚀）。按腐蚀形态分，

腐蚀分为（全面腐蚀）和（局部腐蚀）。

6. 根据控制步骤的不同，可将极化分为两类，（电化学极化）和（浓差极化）。

7. 混合电位理论：当一个电绝缘的金属试件腐蚀时，（总氧化速度）与（总还原速

度）相等。

9. 腐蚀定义中所指的（材料）是内因，（环境）是外因。

10. 常见的局部腐蚀有（电偶腐蚀）（点蚀）（缝隙腐蚀）（晶间腐蚀）及（应力腐蚀

破裂）等。

11. 由闭塞电池引起的孔内酸化作用从而加速腐蚀的作用，称为（自催化酸化作用）。

12. 缝宽在（0.025~0.1）mm之间的微小缝隙才能发生缝隙腐蚀。

13. 对于缝隙腐蚀，（氧浓差电池）的形成，对腐蚀开始起促进作用，而（自催化酸

化作用）是造成腐蚀加速的根本原因。

16. 按潮湿程度，大气腐蚀可分为（干大气腐蚀）（潮大气腐蚀）（湿大气腐蚀）。22. 含镍70%，含铜30%左右的镍铜合金称为（蒙乃尔合金），可用以制造输送（浓

碱液）的泵与阀门。

23. 涂料的组成分为三部分：（主要成膜物质）（次要成膜物质）（辅助成膜物质）。

24. 按受热后的性能变化，塑料分为（热固性塑料）（热塑性塑料）两大类。

26. 玻璃钢的施工方法主要有（手糊法）（模压法）（缠绕法）。

27. 常用不透性石墨主要有（浸渍石墨）（压型石墨）（浇注石墨）三种。

28. 表面清理是采用（机械）（化学）（电化学）的方法清理金属表面的（氧化皮）

（锈蚀）（油污）（灰尘）。

29. 机械清理包括（手工除锈）（气动除锈）（喷射除锈）。

30. 表面覆盖层主要有（金属覆盖层）和（非金属覆盖层）两大类。

31. 金属覆盖层主要有（金属镀层）和（金属衬里）两大类。

32. 金属镀层包括（电镀）（热喷涂）（化学镀）（热浸镀）（渗镀）等。

33. 根据金属覆盖层在介质中的电化学行为可分为（阳极性覆盖层）和（阴极性覆

盖层）两类。

34. 热喷涂按热源来分主要有（火焰喷涂）（电弧喷涂）（等离子喷涂）。

35. 热喷涂主要操作参数为（喷涂距离）（喷涂角度）（喷枪移动速度）。

36. 电镀时将待镀件作为阴极与直流电源的（负极）相连，将镀层金属作为阳极与

直流电源的（正极）相连。

37. 涂层的保护机理主要是（隔离作用）（缓蚀作用）（电化学作用）三个方面。

38. 耐腐蚀胶泥主要有（水玻璃胶泥）和（树脂胶泥）两大系列。

41. 砖板衬砌后的设备要进行（固化处理），如果是水玻璃胶泥的衬里还需进行（酸

化处理）。

42. 阴极保护分为（牺牲阳极保护）和（外加电流阴极保护）两种。

43. 能阻止或减缓金属腐蚀的物质就是（缓蚀剂）

三、选择题（每小题1.5分，共15分）

1. 以下能耐王水腐蚀的材料是（ C ）

A铜 B铝 C钛 D高硅铸铁

2. 下列材料能在250℃长期使用的有（ D ）

A聚乙烯 B聚丙烯 C聚氯乙烯 D聚四氟乙烯

3. 腐蚀疲劳发生的条件是（ C ）

A特定材料和敏感介质 B静应力和腐蚀介质 C交变应力和腐蚀介质 D特定材料和静应力

4. 下列材料在相同条件下较易腐蚀的是（ B ）

A金属材料表面均匀 B金属材料表面粗糙 C金属材料电位较正 D金属材料表面光滑

四、判断题（每小题1分，共10分）

1. 不透性石墨由于脆性大，故不适合做换热器。（ F ）

2. 只有活性-钝性型金属才可以进行阳极保护。（ T ）

3. 金属钝化膜受到破坏后腐蚀会加速。（ T ）

五、简答题（每题4分，共20分）

1．铜电极和铝合金电极分别放入稀盐酸溶液中，有什么现象发生？如果将同时放入稀盐酸溶液中的铜电极和铝合金电极用导线连接，又有何现象发生？试解释

原因？答：将铜和铝分别放入稀盐酸溶液中，铝表面会出现一层氧化膜，有钝化现象发生，同时放入稀盐酸溶液中并用铜导线连接时会发生腐蚀电池现象，切记铜和铝不能一起使用，否则会加快腐蚀。（此题回答有误，慎重）

2. 简述不锈钢的耐蚀特点？答：含铬的不锈钢在表面上生了一层氧化铬薄膜，

此薄膜可以阻止不锈钢继续氧化。不锈钢的成分中如增加镍的含量，也可增强它对酸的防蚀性。如增加钼的含量亦有增加防蚀性的效果。也就是说不锈钢的耐蚀性就是由于不锈钢的表面形成了钝化膜的作用。

3. 简述小孔腐蚀的机理？答：小孔腐蚀就是点蚀，点蚀的机理就是由于基底金

属与邻近完好钝化膜之间构成局部电池，基底为阳极，膜完好区域为阴极，阳极区溶解，结果在新露出的基底金属上生成小蚀坑，随着腐蚀的进行，使得点蚀的诱导期结束，进入高速溶解的阶段。

4. 影响大气腐蚀有哪些主要因素？防止大气腐蚀的措施有哪些？答：影响大气腐蚀的主要因素有：相对湿度、温度、大气成分及腐蚀产物的性质等。防止：○1、采用金属或非金属覆盖层，最普遍的就是涂涂料保护层。○2、采用耐大气腐蚀的

金属材料。○3、使用气相缓蚀剂和暂时性保护涂层（这只是暂时性的保护办法）。

5. 金属构件发生电化学腐蚀时，对于大阴极-小阳极和小阴极-大阳极的结构，哪

种的腐蚀危害性大？为什么？答：大阴极-小阳极的电化学腐蚀的危害性大。

因为阴、阳极面积比增大与阳极的腐蚀速度成直线函数的关系，增加比较迅速。

即阴极的面积增大，阳极的腐蚀速度加快。

6. 涂料的组成分为几部分？各起什么作用？答：涂料的组成分为三部分，即主

要成膜物质、次要成膜物质和辅助成膜物质。主要成膜物质是油料、树脂和橡胶，主要是起到隔离作用，将设备与环境隔绝，起到保护作用。次要成膜物质是颜料。颜料除使涂料呈现装饰性外，更重要的是改善涂料的物理、化学性能，提高涂层的机械强度和附着力、抗渗性和防腐性能。辅助成膜物质只是对成膜的过程起辅助作用。

7. 简述影响淡水腐蚀的主要因素及防止途径？答：影响淡水腐蚀的主要因素有○1、

PH值；○2、温度的影响；○3、溶解氧的浓度；○4、水的流速；○5、水中的溶解盐类；○6、微生物。防止淡水腐蚀的途径：○1、减少含有氯化物环境中的氧的含量，但是当使用缓蚀剂的时候氧的浓度又不能过低；○2、用于工业循环冷却水时，应调整和稳定水中溶解盐类的成分；○3、采用涂料及镀层保护；○4、采用阴极保护。

8. 应力腐蚀发生必须满足的条件是什么？答：应力腐蚀必须是在拉应力和特定

介质的联合作用下发生，构成一定材料发生应力腐蚀的条件是：拉应力和特定介质。

9. 请用贫铬理论解释奥氏体不锈钢的晶间腐蚀机理？答：当奥氏体不锈钢经高

温固溶处理后，其中的碳处于过饱和状态，当在敏化温度（500-850摄氏度）范围内受热时，奥氏体中过饱和的碳就会迅速的向晶界扩散，与铬形成碳化物

Cr23C6而析出。由于铬的扩散速度较慢且得不到及时补充，因此晶界周围严重的贫铬，贫铬区（阳极）和处于纯态的钢（阴极）之间建立起一个具有很大电位差的活化-钝化电池。在晶界上析出的Cr23C6并不被侵蚀，而贫铬区的小阳极（晶界）和未受影响区域的大阴极（晶粒）构成了局部腐蚀电池，因而使贫铬区受到了晶间腐蚀。

10. 酚醛树脂可以直接刷涂在金属表面吗？为什么？答：酚醛树脂不可以直接涂

覆在金属表面，中间应加隔离层。因为酚醛树脂的附着力差，抗渗性不好，所以酚醛树脂通常加有固化剂，而固化剂一般为酸性物质，且有毒，挥发出来的气体刺激性大，所以酚醛树脂不能直接刷涂在金属表面。

11. 玻璃钢基本组分有哪些？为何称为玻璃钢？答：玻璃钢即玻璃纤维增强性塑

料。基本成分是以合成树脂为黏结剂，玻璃纤维及其制品（如玻璃布、玻璃带、玻璃毡等）为增强材料，按一定的成型方法制成。由于它的比强度超过一般钢材，因此称为玻璃钢。

12. 塑料有哪些主要特性、其基本组成有哪些？答：塑料的主要特性有：○1、质

量轻；○2、优异的电绝缘性能；○3、优良的耐腐蚀性能；○4、良好的成型加工性能；

○5、热性能较差；○6、力学性能较差；○7、易产生自然老化。塑料的组成主要是树脂，它是决定塑料的力学性能、物理和耐蚀性能得主要因数。除了树脂外，还有填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、着色剂、等。

13. 什么是单相合金的n/8定律？答：n/8定律又叫塔曼定律，就是在给定介质

中当Cr和Fe组成的固溶合金，其中耐蚀组元Cr的含量等于1/8、2/8、3/8、4/8·、n/8(n=1、2、·7），每当n增加1时，合金的耐蚀性将出现突然地阶梯式的升高，合金的电位亦相应的随之升高。

14. 试述钛的主要耐蚀性能？答：钛的耐蚀性能主要取决于其钝态的稳定性。许

多高温、高压的强腐蚀性介质中，钛的耐蚀性远远优于其他材料，这与钛的氧化膜具有很高的稳定性有关，其稳定程度远远超过铝及不锈钢的氧化膜，而且在机械损坏后能很快修复。钛对绝大多数无机盐溶液是耐蚀的，但不耐AlCl3的腐蚀，钛在温度不是很高的大多数碱溶液中是耐蚀的，但随溶液温度的升高，耐蚀性降低。

15. 简述不锈钢中主要元素对耐蚀性的影响？答：不锈钢中的主要元素：铬、对

耐蚀性的影响是铬含量越高，耐蚀性越好但不能超过30%，否则会降低钢的韧性；镍、加入一定的镍能使不锈钢呈单相奥氏体组织，可改善钢的塑性及加工、焊接等性能。镍还能够提高钢的耐热性；钼、不锈钢中加入钼还能显著提高不锈钢的耐全面腐蚀及局部腐蚀的能力；碳、随着碳含量的降低，可提高耐晶间腐蚀、点蚀等局部腐蚀的能力；锰和氮、锰可以稳定奥氏体组织，还能增加氮在钢中的溶解度。锰的加入会促使含铬较低的不锈钢耐蚀性降低使钢材加工性能变坏，因此在钢中不单独使用锰只用它代替部分镍；硅、硅能提高钢耐浓硝酸和发烟硝酸的能力改善钢液的流动性，还能抗点蚀，可抑制在含Cl-离子介质中的腐蚀；铜、在不锈钢中加入铜，可提高抗海水Cl-侵蚀及抗盐酸侵蚀的能力

等。

16. 简述影响海水腐蚀的主要因素？防止海水腐蚀的途径？答：影响海水腐蚀的

腐蚀既有化学因素又有物理因素及生物因素主要有一下几方面：○1、含盐量；○2、含氧量；○3、温度；○4、海水流速；○5、海生物等；防止海水腐蚀的途径有两个方面，一方面合理的选材，另一方面改进设计，设计与施工中避免点偶腐蚀和缝隙腐蚀。

17. 腐蚀电池如何构成？有哪些必要条件？答：腐蚀电池的构成：将两个不同的

电极用盐桥和导线连接起来就可以构成原电池，但腐蚀电池的构成并不限于电极金属侵入含有该金属离子的水溶液中就，有电位差就可以构成腐蚀电池；必要条件：○1、存在电位差，○2、要有电解质溶液存在，使金属和电解质之间能够传递自由电子，在电解质中应存在氧化剂即去极剂，去极剂才是腐蚀发生的最根本的原因，○3、在腐蚀电池的阴阳极之间，要有连续传递电子的回路。

18. 如何根据金属的平衡电极电位判断腐蚀电池的反应倾向？答：根据金属的平

衡电极电位可用能斯特方程式判断金属的腐蚀倾向，判断方法与利用标准电极电位判断腐蚀的倾向性方法相同，即通常电位较负的电极反应往氧化方向进行，电位较正的电极反应则往还原方向进行。必须强调的是，在实际腐蚀体系中，遇到平衡电极体系的例子是极少的，大多数腐蚀是在非平衡的电极体系中进行的，这样就不能用金属的标准电极电位和平衡电极而应该采用金属在该介质中的实际电位作为判断的依据。

六、综合题(每小题7.5分，共15分)

1. 金属平衡电极电位的大小与金属离子浓度的关系用什么公式表达？求铁在

溶液中的电极电位？答：答案见作业本第一题

0.1mol/L及0.01mol/L FeCl

2

3. 画出易钝化金属的典型阳极极化曲线草图，说明每一部分的含义。若对此金属设备在相应的介质中采取阳极保护的防腐方法，主要考查的特征参数有哪些？答：答案见教材P30页，分为活化区、过渡区、钝化区、过钝化区。

6. 画图说明阴极极化的原理？其主要特征参数有哪些？应用条件有哪些？答：答案见教材P23-P28页24页

7. 计算298K、氧气分压为5

时，pH=0，pH=7，pH=14的电解质溶液中

1.0132510Pa

氧的电极电位。

2. 影响腐蚀的材料因素、环境因素及结构因素各有哪些？答：影响腐蚀的材料因数（内因）有：○1、金属的种类，○2、合金元素与杂质，○3、表面状态，○4、内应力，○5、热处理，○6、电偶效应；环境因素（外因）：○1、去极剂种类与浓度，○2、溶液PH 值，○3、温度，○4、流速，○5、溶解盐与阴、阳离子；设备结构因素：○1、应力，○2、表面状态与几何形状，○3、异种金属组合，○4、结构设计不合理等。

4. 比较涂层、玻璃钢衬里、橡胶衬里及砖板衬里的结构和施工工艺？答：答案在教材P110-P120页

5. 比较环氧、酚醛、呋喃及聚酯树脂的性能特点？答：环氧树脂：固化后的环氧树脂具有良好的耐腐蚀性能，能耐稀酸、碱以及多种盐类和有机溶剂，但不耐氧化性酸（如浓硫酸、硝酸等），环氧树脂具有很强的黏结力，能够黏结金属、非金属等多种材料。固化后的环氧树脂具有良好的物理、力学性能；酚醛树脂：酚醛树脂的耐热性比环氧树脂好，可达120-150摄氏度，但酚醛树脂的脆性大，附着力差，

抗渗性不好；呋喃树脂：呋喃树脂的耐热性很好，可在160摄氏度的条件下应用，但呋喃树脂固化时反应剧烈、容易起泡，且固化后性脆、易裂；聚酯树脂：聚酯树脂在稀的非氧化性无机酸和有机酸、盐溶液、油类等介质中的稳定性好，但是不耐氧化性酸、多种有机溶剂、碱溶液的腐蚀。

高中化学《金属的腐蚀与防护》导学案+课时作业

第三单元金属的腐蚀与防护[明确学习目标] 1.认识金属腐蚀的危害，并能解释金属发生电化学腐蚀的原因，能正确书写析氢腐蚀和吸氧腐蚀的电极反应式和总反应式。2.熟知金属腐蚀的防护方法。 一、金属的电化学腐蚀 1．金属的腐蚀 (1)概念：金属或合金与周围环境中的物质发生□01化学反应而腐蚀损耗的现象。其本质为金属原子□02失去电子被□03氧化的过程。 (2)分类 ①化学腐蚀：金属与其他物质直接接触发生□04氧化还原反应而引起的腐蚀。 ②电化学腐蚀：不纯的金属或合金发生□05原电池反应，使较活泼的金属□06失去电子被□07氧化而引起的腐蚀。钢铁在潮湿的空气中生锈就是最典型的电化学腐蚀。在现实生活中，电化学腐蚀现象比化学腐蚀现象严重得多。 2．钢铁的电化学腐蚀 (1)吸氧腐蚀 通常情况下，在潮湿的空气中，钢铁的表面凝结了一层溶有氧气的水膜，这层水膜、铁和铁中存在的少量碳单质形成了无数微小的原电池。这些微小的原电池遍布钢铁的表面。在这些原电池中，铁是□08负极，碳是□09正极，在两电极分别发生□10氧化反应、□11还原反应而导致钢铁腐蚀。 相应的电极反应式分别为 负极：□122Fe－4e－===2Fe2＋(□13氧化反应) 正极：□14O2＋2H2O＋4e－===4OH－(□15还原反应) 总反应：□162Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2 上述电化学腐蚀过程中吸收氧气，因此称为吸氧腐蚀。 (2)析氢腐蚀 当钢铁表面水膜呈较强的酸性时，正极析出氢气发生“析氢腐蚀”。 发生的电极反应式分别为

负极：□17Fe－2e－===Fe2＋(□18氧化反应) 正极：□192H＋＋2e－===H2↑(□20还原反应) 总反应：□21Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ 上述电化学腐蚀会生成氢气，故称为析氢腐蚀。 (3)铁锈的生成 吸氧腐蚀中生成的Fe(OH)2会进一步被O2氧化成 Fe(OH)3：□224Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，Fe(OH)3脱去一部分水生成铁锈□23Fe2O3·n H2O。 析氢腐蚀中，随着H2的析出，水膜的pH上升，Fe2＋与OH－结合生成Fe(OH)2，继而也会被空气中的O2氧化再脱水形成铁锈。 二、金属的电化学防护 1．电化学保护法 (1)牺牲阳极的阴极保护法 利用原电池原理，被保护金属作□01正极，比被保护金属更活泼的金属作□02负极。此方法常用于保护海轮外壳及石油管道等。 (2)外加电流的阴极保护法 利用电解原理，外加直流电源，被保护的钢铁设备作□03阴极，惰性电极作□04阳极。此方法主要用于防止土壤、海水及河水中的金属设备腐蚀。 2．其他保护法 (1)加涂保护层：如采用在钢铁表面涂油或油漆、覆盖塑料、镀不活泼金属等

金属腐蚀与防护

《金属腐蚀与防护》教设计案 一、教材分析 山东科技出版选修《化学反应原理》第一章第三节三、金属腐蚀与防护，在学习电解及原电池原理的基础上，通过分析铜铁接触形成原电池的例子，理解金属腐蚀的电化学原理及防护的原则，介绍电化学在生产生活中的应用。 二、教学目标 【教学目标】 知识与技能：1．理解金属的电化学腐蚀，学会防止金属腐蚀的一般方法．2．结合电化学原理，探究分析影响金属腐蚀的外界条件. 过程与方法：从实验探究过程提高对实验现象的观察能力和分析能力 情感、态度与价值观：通过学习金属腐蚀与生产，生活实际相联系的内容，增强学生的学习兴趣，发展学生们的探究能力 【重点难点】金属腐蚀的电化学原理以及防护的原则。 三、教学过程 1、从生活案例引入（图片） 2、分析学习目标 3、对预习情况进行分析 4、学生实验探究并进行讨论，得出结论 5、总结并练习 学案设计如下： 【课前预习】 1、金属的腐蚀 （1）概念：金属或合金与周围环境中的物质发生反应而腐蚀损耗的现象。金属腐蚀一般分为和。 （2）铁锈的生成原理是怎样的？（用反应化学方程式表示） 2、金属的防护 （1）改变金属组成和结构，如在金属中添加其他元素形成等。 （2）加，如在钢铁表面涂油或油漆、覆盖塑料、镀不活泼金属等。 （3）电化学防护 【课内探究】 一、金属腐蚀

[实验探究] 将经过酸洗除锈的铁钉，用饱和食盐水浸泡一下，放入下图具支试管中，观察导管中水柱变化，并思考引起变化的原因？ 相同点： 不同点： 练习：如图所示，水槽中的试管内有一枚铁钉，放置数天观察： (1)铁钉在逐渐生锈，则铁钉的腐蚀属于__________腐蚀． (2)若试管内的液 面上 升，则原溶液呈 _____________性，发生__________腐蚀；电极反应： 负极___________________，正极____________________． (3)若试管内的液面下降，则原溶液呈__________性，发 生__________腐蚀；电极反应：负极____________，正 极____________________． 总结： 二、金属的防护 电化学防护： ①牺牲阳极保护法——原理。（阴极）：被保护的金属 设备；（阳极）：比被保护的金属活泼的金属。 ②外加电流的阴极保护法——原理：：被保护的金属设 备；：惰性电极。

金属腐蚀与防护考试试卷(附实验)及答案

金属腐蚀与防护试卷1 一、解释概念:（共8分，每个2分） 钝性，碱脆、SCC、缝隙腐蚀 二、填空题：（共30分，每空1分） 1．称为好氧腐蚀，中性溶液中阴极反应为，好氧腐蚀主要为控制，其过电位与电流密度的关系为。 2．在水的电位-pH图上，线?表示关系，线?表示关系，线?下方是的稳定存在区，线?上方是的稳定存在区，线?与线?之间是的稳定存在区。 3．热力系统中发生游离CO2腐蚀较严重的部位是，其腐蚀特征是，防止游离CO2腐蚀的措施是，运行中将给水的pH值控制在范围为宜。 4．凝汽器铜管在冷却水中的脱锌腐蚀有和形式。淡水作冷却水时易发生脱锌，海水作冷却水时易发生脱锌。 5．过电位越大，金属的腐蚀速度越，活化极化控制的腐蚀体系，当极化电位偏离E corr足够远时，电极电位与极化电密呈关系，活化极化控制下决定金属腐蚀速度的主要因素为、。 ) 6．为了防止热力设备发生氧腐蚀，向给水中加入，使水中氧含量达到以下，其含量应控制在，与氧的反应式为，加药点常在。 7．在腐蚀极化图上，若P c>>P a，极极化曲线比极极化曲线陡，这时E corr值偏向电位值，是控制。 三、问答题：（共24分，每小题4分） 1．说明协调磷酸盐处理原理。 2．自然界中最常见的阴极去极化剂及其反应是什么 3．锅炉发生苛性脆化的条件是什么 4．凝汽器铜管内用硫酸亚铁造膜的原理是什么 5．说明热力设备氧腐蚀的机理。 6．说明腐蚀电池的电化学历程，并说明其四个组成部分。 /

四、计算：（共24分， 每小题8分） 1．在中性溶液中，Fe +2=106-mol/L ，温度为25℃，此条件下碳钢是否发生析氢腐蚀并求出碳钢在此条件下不发生析氢腐蚀的最小pH 值。（E 0Fe 2+/Fe = - ） 2．写出V -与i corr 的关系式及V t 与i corr 的关系式，并说明式中各项的物理意义。 3．已知铜在含氧酸中和无氧酸中的电极反应及其标准电极电位： Cu = Cu 2+ + 2e E 0Cu 2+/Cu = + H 2 = 2H + + 2e E 02H +/H = 2H 2O = O 2 + 4H + + 4e E 0O 2/H 2O = + 问铜在含氧酸和无氧酸中是否发生腐蚀 五、分析：（共14分，每小题7分） 1．试用腐蚀极化图分析铁在浓HNO 3中的腐蚀速度为何比在稀HNO 3中的腐蚀速度低 { 2. 炉水协调磷酸盐-pH 控制图如图1，如何根据此图实施炉水水质控制，试分析之。 (25 15 20 pH o C) 9.809.609.409.209.008.80 2 3 4 5 6 7 8 9 10 R =2.8R =2.6 R =2.4R =2.3R =2.2R =2.1

金属腐蚀与防护

摘要：本文论述了腐蚀的产生机理，从而探讨了防腐蚀的办法。文章介绍了金属腐蚀与腐蚀机理,详细综述了形成保护层、电化学保护法、缓蚀剂法等几种常见腐蚀防护方法的原理以及在金属腐蚀与防腐中的应用和研究进展。 关键词：金属腐蚀防护 金属腐蚀的分类：根据金属腐蚀的反应机理，腐蚀可以分为电化学腐蚀和化学腐蚀。电化学腐蚀是指金属表面与离子导电的介质因发生电化学作用而产生的破坏；化学腐蚀是指金属表面与非电解质直接发生化学作用而引起的破坏。电化学腐蚀是最常见、最普遍的腐蚀,因为只要环境的介质中有水存在,金属的腐蚀就会以电化学腐蚀的形式进行。金属在各种电解质溶液,比如大气、海水和土壤等介质中所发生的腐蚀都属于电化学腐蚀.。环境中引起金属腐蚀的物质主要是氧分子和氢离子,它们分别导致金属的吸氧腐蚀和析氢腐蚀,其中又以吸氧腐蚀最为普遍。 腐蚀给人类社会带来的直接损失是巨大的。20世纪70年代前后，许多工业发达国家相继进行了比较系统的腐蚀调查工作，并发表了调查报告。结果显示，腐蚀的损蚀占全国GNP的1%到5%。这次调查是各国政府关注腐蚀的危害，也对腐蚀科学的发展起到了重要的推动作用。在此后的30年间，人们在不同程度上进行了金属的保护工作。在以后的不同时间各国又进行了不同程度的调查工作，不同时期的损失情况也是不同的。有资料记载，美国1975年的腐蚀损失为820亿美元，占国民经济总产值的4.9%；1995年为3000亿美元，占国民经济总产值的4.21%。这些数据只是与腐蚀有关的直接损失数据，间接损失数据有时是难以统计的，甚至是一个惊人的数字。我国的金属腐蚀情况也是很严重的，特别是我国对金属腐蚀的保护工作与发达的工业国家相比还有一段距离。据2003年出版的《中国腐蚀调查报告》中分析，中国石油工业的金属腐蚀损失每年约100亿人民币，汽车工业的金属腐蚀损失约为300亿人民币，化学工业的金属腐蚀损失也约为300亿人民币，这些数字都属于直接损失。如该报告中调查某火电厂锅炉酸腐蚀脆爆的实例，累计损失约15亿千瓦·时的电量，折合人民币3亿元，而由于缺少供电量所带来的间接损失还没有计算在内。所以说，金属腐蚀的损失是很严重的，必须予以高度的重视。金属腐蚀在造成经济损失的同时，也造成了资源和能源的浪费，由于所报废的设备或构件有少部分是不能再生的，可以重新也冶炼再生的部分在冶炼过程中也会耗费大量的能源。目前世界上的资源和能源日益紧张，因此由腐蚀所带来的问题不仅仅只是一个经济损失的问题了。腐蚀对金属的破坏，有时也会引发灾难性的后果，此方面的例子太多了，所以对金属腐蚀的研究是利国利民的选择。由于世界各国对于腐蚀的危害有了深刻的认识，因此利用各种技术开展了金属腐蚀学的研究，经过几十年代努力已经取得了显著的成绩。 金属防护的方法： 改善金属的本质根据不同的用途选择不同的材料组成耐蚀合金，或在金属中添加合金元素，提高其耐腐蚀性，可以防止或减缓金属的腐蚀。例如，在钢中加入镍制成不锈钢可以增强防腐蚀能力。 在金属表面形成保护层在金属表面覆盖各种保护，把被保护金属与腐蚀性介质隔开，是防止金属腐蚀的有效方法[3]。工业上普遍使用的保护层有非金属保护层和金属保护层两大类。它们是用化学方法、物理方法和电化学方法实现的。该法就是使金属表面形成转化层和加上一层坚固的保护层，达到隔离大气保护金属的目的.如对金属表面实施电镀、化学镀以及氧化、磷化处理等，可使金属表面覆盖一层耐腐蚀的保护层;也可以对金属表面氮化。

材料腐蚀与防护作业：钛合金的激光表面处理技术

钛合金激光表面处理技术 Overview of laser surface treatment for titanium alloys 学院：研究生学院 专业班级：材料工程201204班 学号：2012168 学生姓名：麻明章 任课教师：张松（教授） 2013年

目录 引言 (1) 1 钛合金的腐蚀行为及机理 (1) 1.1 钛合金的应力腐蚀机理 (2) 1.2 钛合金的孔蚀和缝隙腐蚀机理 (2) 1.3 钛合金的接触腐蚀机理 (3) 2 钛合金激光表面改性 (3) 2.1 激光表面合金化 (3) 2.1.1 激光气相合金化 (4) 2.1.2 激光固相合金化 (4) 2.2 钛合金激光熔覆处理 (5) 2.3 钛合金激光熔凝处理 (5) 2.4 钛合金的脉冲激光沉积处理 (6) 3 钛合金激光表面处理存在的问题及解决措施 (7) 4 总结与展望 (8) 参考文献： (9)

钛合金的激光表面处理技术 引言：钛是20 世纪50 年代发展起来的一种重要的结构金属，钛合金具有相对密度小、强度高、抗氧化和腐蚀性能好等特点被广泛应用于航空航天领域，被誉为“太空金属”[1]；它又具有优异的抗腐蚀能力、无磁性等，是一种优秀的舰船结构材料，被誉为“海洋金属”[2]；近年来，随着钛工业的不断发展，钛合金已经在民用领域中得到了广泛应用，如汽车、建筑、医用、体用品等方面，被誉为“全能金属”[3]。 但钛合金仍存在一些缺陷，由于易产生粘着性磨损，所以其在摩擦条件下的应用受到了限制。另外，钛合金在高温下的抗氧化和耐蚀性能也不理想，这是由于钛在高温下与氧的亲和力较高之故。表面处理可有效提高钛合金的性能。钛合金的表面处理大致经历了三个阶段：一是以电镀、化学镀、热扩散为代表的传统表面处理技术阶段; 二是以等离子体、离子束、电子束等的应用为标志的现代材料表面技术阶段; 三是各种表面处理技术的综合应用和膜层结构设计阶段［4］。 但传统的表面改性处理如渗碳、渗硼和渗氮等存在着处理周期长和工件易变形等缺点；热喷涂技术制备的涂层存在着组织结构疏松且与基体的结合力较弱等不足。由于激光束具有良好的相干性和方向性，故被广泛用于对各种金属材料的表面改性处理。因此，利用激光表面改性技术在钛合金表面形成耐磨、耐蚀或具有生物活性的表面层，便能弥补钛合金的不足。激光处理与传统的热处理方法相比有许多优点，包括工件畸变较小，基体对熔覆层的稀释度低，可较精确地控制处理层的宽度和深度，能够选择性地处理工件的特定表面。 1 钛合金的腐蚀行为及机理 钛合金腐蚀形式可分为均匀腐蚀和局部腐蚀。局部腐蚀又分为应力腐蚀、孔蚀、缝隙腐蚀以及接触腐蚀等。一般而言，钛合金的成分、组织、晶粒度、晶体缺陷、性能、热处理以及表面状态等都会对其腐蚀行为和腐蚀程度产生不同的影响[5-6]。

过程装备腐蚀与防护综述

过程装备腐蚀与防护综述班级：装控131班 学号：1304310125 姓名：杨哲 指导老师：黄福川

过程装备腐蚀与防护综述 装控131杨哲 1304310125 材料表面现代防护理论与技术 摘要：从材料表面防护技术与防护理论的角度，全面的介绍了材料表面防护技术与防护理论在人们的日常生活和国民经济发展中的重要性，并从金属材料有可能发生的腐蚀老化失效、摩擦磨损失效和疲劳断裂失效的理论基础，介绍了多种现代常见的材料表面防护新技术，如特种电沉积技术、热能改性表面技术、三束表面改性技术、气象沉积技术。金属表面转化膜技术等。同时，对于材料表面的涂、镀层界面结合理论，材料涂、镀层的防护理论，零部件表面防护涂、镀层设计等内容进行了专门的介绍。 关键词：材料表面；防护技术；腐蚀机理；防护理论；材料涂、镀层 Abstract: From the Angle of material surface protection technology and protection theory, comprehensive material surface protection technique is introduced and protection theory in People's Daily life and national economic development, the importance of and the possible corrosion of metal materials aging failure friction and wear and fatigue fracture failure of the theoretical foundation, introduced a variety of modern common material surface protection technology, such as special heat surface modification technology of electrodeposition three beam surface modification technology of meteorological deposition technology conversion film on the metal surface at the same time, such as interface for material surface coatings combined with theory, theory of protective materials, coatings, parts design content such as surface protective coatings specifically introduced Keywords: Material surface; Protection technology; Corrosion mechanism; Protective theory; Material coatings 前言 人们在日常的生活工作中不可避免的都要使用各种不同材料制成部件或产品，而使用这些部件或产品其目的是不同的，有的是为了工作，有的是为了日常生活。在使用这些不同材料制成的产品时，人们经常会发现，一些产品部件在不同的使用环境中，或者在环境条件发生变化时，表面很快会发生腐蚀、氧化、摩擦、磨损、老化等失效破坏现象，使产品的使用功能或使用价值受到影响，严重时甚至导致产品或部件的报废。因此，需要有针对性的对产品部件涂覆不同的防护膜层，以达到在不同使用环境中能够长期使用的目的。但是现代科学技术的进步和产品所处环境的复杂性，要求产品部件的屠夫膜层不再是简单的表面防护作用，而是需要具有多种功能，如耐高温、抗氧化、抗老化，满足光电磁等功能要求，甚至要求与产品部件的结构功能一体化。因此，对产品部件表面进行防护或表面处理，关系到产品应用部件的应用寿命和功能化。实际上，对产品部件涂覆功能性膜层是进一步发挥部件材料潜力的体现，也是现代社会提倡的节约原料资源、节约能源的一项重要措施。 设备和设施的绝大部分零件或构件都是由各种金属材料加工制作的，而多种金属材料在空气、水和各种介质中均会产生不同程度的腐蚀现象，致使零件失效，引发设备故障或事故，造成严重后果。所以，设备的腐蚀及其防护问题日益受到工程技术人员和科研人员的高度重视。

中国腐蚀与防护学会工作总结

中国腐蚀与防护学会工作总结20××年我学会在中国科协和挂靠单位的支持和指导下，在常务理事会的领导下，进展顺利。主要开展了培训、学术交流、资格认证以及科技进步奖、技术咨询、科普等活动。 一、培训工作 （一）举办"NACE国际阴极保护技术（CP2）资格认证培训班"。中国腐蚀与防护学会与美国腐蚀工程师协会合作，于2007年6月13-18日在北京举办了"NACE国际阴极保护技术（CP2）资格认证培训班"。这是NACE第二次在中国举办的阴极保护培训班，并将对考试通过的学员颁发NACE国际协会的CP2证书。 参加本期培训班的学员来自石油、天然气、海洋石油、金属腐蚀与防护研究和工程施工等单位人员28人。教师是NACE选派的著名阴极保护技术专家David Webster先生和 Clay Brelsford先生。教学特点是理论与实际相结合，教师与学员互动，每一章节都有理论基础讲解和实际操作，教材资料丰富完整，实验设计全面，实验设备完善。CP2与CP1相比，加强了理论部分内容，实验操作部分的难度也增大了。参加CP2培训班的学员课上认真学习理论知识，课下认真复习并积极参与实际操作训练。 课程结束后，进行了严格的笔试和实验两部分考试。考试合格（实验、笔试两项成绩均超过70分）的学员将获得NACE颁发的阴极保护CP2证书。

NACE International是国际上最大的腐蚀专业领域学术团体机构，其所制定的行业标准和颁发的专业技术资格证书，在国际上被广泛采用并具有权威性。 NACE国际阴极保护技术培训及认证项目在国际上和推广到中国都影响越来越大。我学会与NACE已形成很好的合作模式，在阴极保护领域里成为国内唯一培训认证（NACE证书）机构。这项工作将长年定期开展。 （二）举办"管道完整性课程培训班"。学会与GE油气国际公司合作，于2007年11月18日-23日在北京举办"管道完整性课程培训班"。来自石油天然气、管道行业等16人参加学习。教师是来自GE油气国际公司的管线完整性服务资深顾问Lain Colquhoun博士和Bill Gu博士。课程内容涉及管道设计、用材、内外腐蚀与控制、检测方法、缺陷评估、修复等10个章节。学员反映在5天的学习时间里，吸收了大量知识，对提升自己的工作水平将会起到很大的帮助，回去还会进一步钻研。 （三）2007年11月15～30日，中国腐蚀与防护学会第五期防腐蚀工程师技术资格认证培训班在北京科技大学成功举办。参加本次培训班的学员有26人，培训内容有：腐蚀和腐蚀控制原理、腐蚀试验方法及监控技术、表面工程技术和缓蚀剂、阴极保护和阳极保护-原理、技术及工程应用、工程材料的耐蚀性、防腐蚀涂料与涂装，共计84个学时，学会特聘林玉珍教授、李久青教授、李金桂研究员、卢燕平教授、吴荫顺教授、左禹教授、熊金平教授、高瑾教授和米琪高级工程师为学习班授课。学习班课程安排合理，受到学员的一致好评。学员学习认真，课上课下常与教师进行交流。

金属腐蚀与防护课后答案

《金属腐蚀理论及腐蚀控制》 习题解答 第一章 1.根据表1中所列数据分别计算碳钢和铝两种材料在试验介质中的失重腐蚀速度V- 和年腐蚀深度V p，并进行比较，说明两种腐蚀速度表示方法的差别。 解：由题意得： （1）对碳钢在30%HNO3( 25℃)中有： Vˉ=△Wˉ/st =(18.7153-18.6739)/45×2×(20×40＋20×3＋40×30)×0.000001 =0.4694g/ m?h 又有d=m/v=18.7154/20×40×0.003=7.798g/cm2?h Vp=8.76Vˉ/d=8.76×0.4694/7.798=0.53mm/y 对铝在30%HNO3(25℃)中有： Vˉ=△Wˉ铝/st =(16.1820-16.1347)/2×(30×40＋30×5＋40×5)×45×10-6

=0.3391g/㎡?h d=m铝/v=16.1820/30×40×5×0.001=2.697g/cm3 说明：碳钢的Vˉ比铝大，而Vp比铝小，因为铝的密度比碳钢小。 （2）对不锈钢在20%HNO3( 25℃)有： 表面积S=2π×2 .0＋2π×0.015×0.004=0.00179 m2 015 Vˉ=△Wˉ/st=(22.3367-22.2743)/0.00179×400=0.08715 g/ m2?h 试样体积为：V=π×1.52×0.4=2.827 cm3 d=W/V=22.3367/2.827=7.901 g/cm3 Vp=8.76Vˉ/d=8.76×0.08715/7.901=0.097mm/y 对铝有：表面积S=2π×2 .0＋2π×0.02×0.005=0.00314 m2 02 Vˉ=△Wˉ/st=(16.9646-16.9151)/0.00314×20=0.7882 g/ m2?h 试样体积为：V=π×2 2×0.5=6.28 cm3 d=W/V=16.9646/6.28=2.701 g/cm3 Vp=8.76Vˉ/d=8.76×0.7882/2.701=2.56mm/y 试样在98% HNO3(85℃)时有： 对不锈钢：Vˉ=△Wˉ/st =(22.3367-22.2906)/0.00179×2=12.8771 g/ m2?h Vp=8.76Vˉ/d=8.76×12.8771/7.901=14.28mm/y 对铝：Vˉ=△Wˉ/st=(16.9646-16.9250)/0.00314×40=0.3153g/ m2?h Vp=8.76Vˉ/d=8.76×0.3153/2.701=1.02mm/y 说明：硝酸浓度温度对不锈钢和铝的腐蚀速度具有相反的影响。

金属的腐蚀与防护教案

金属的腐蚀与防护教案 年级：高三年级 科目：化学 姓名：丁博利

金属的腐蚀与防护 教学目标 知识与技能： ①了解金属腐蚀带来的危害，认识防止金属腐蚀的重要意义。 ②认识金属吸氧腐蚀和析氢腐蚀发生的条件及原理，会书写电极反应方程式 ③能够利用电化学知识进行金属防护 过程与方法： ①通过图片，资料激发学生的责任感，从而走进生活，寻求解决金 属腐蚀的根源及方法。 ②通过对原理的分析，进一步提升学生发现问题，分析问题，解决问题的能力。 情感态度与价值观： 通过金属腐蚀对生产、生活的影响，感受化学对人类进步的意义。教学重难点： 重点：金属的电化学腐蚀及电化学防护原理 难点：钢铁吸氧腐蚀和析氢腐蚀的电化学原理 教学方法: 讨论法，讲授法，多媒体展示法，比较归纳法等。 课时安排: 2课时 第一课时

教学过程 一．创设情景，导入新课 1.图片展示，解释腐蚀的普遍性。 2.联系实际介绍金属腐蚀的危害性，。 3.了解腐蚀与防腐的必要性。 二．新课教学 学生阅读教材，回答相关问题 1.金属的腐蚀 ⑴概念：金属表面与周围的物质发生化学反应或因电化学 作用而遭到破坏，称为金属腐蚀. ⑵本质：M-ne-=M n+ (氧化反应) ⑶分类：化学腐蚀 电化学腐蚀 【交流研讨】：为什么铁在潮湿的环境中更容易腐蚀变红？ 2.金属的电化学腐蚀 ⑴原理：钢铁（Fe.C合金）在电解质溶液中形成原电池 ⑵分类：①析氢腐蚀 条件：电解质溶液酸性较强 Fe（-）：Fe-2e-= Fe2+ C(+): 2H+ + 2e- = H2↑ 总反应：Fe + 2H+ = Fe2++ H2↑ ②吸氧腐蚀

高二《化学反应原理》课时提升作业 金属的腐蚀与防护测试题(答案+解析)

课时提升作业五 金属的腐蚀与防护 (30分钟50分) 一、选择题(本题包括3小题,每小题6分,共18分) 1.(2019·潍坊高二检测)下列有关叙述正确的是( ) A.钢管被原油中的含硫化合物腐蚀是电化学腐蚀 B.粗锌与稀硫酸反应制氢气比纯锌快,是因为粗锌比纯锌还原性强 C.铁板镀锡属于电化学防护 D.生铁浸泡在食盐水中发生吸氧腐蚀 【解析】选D。钢管被原油中的含硫化合物腐蚀是金属与非电解质直接发生化学反应,属于化学腐蚀,A错误;粗锌与稀硫酸反应制氢气比纯锌快,是因为粗锌与稀硫酸构成原电池加快了反应的进行,B错误;电镀属于在金属表面覆盖保护层,不是电化学防护,C错误;生铁浸泡在食盐水中发生吸氧腐蚀,D正确。 【补偿训练】 (2019·济南高二检测)下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是( ) A.纯银器表面在空气中因电化学腐蚀而渐渐变暗 B.可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀 C.钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易腐蚀 D.当镀锌铁制品的镀层受损后,镀层仍能对铁制品起保护作用 【解析】选D。金属银在空气中易生成硫化银,属于化学腐蚀,故A错误;地下输油钢管与外加直流电源的正极相连,此时该金属作阳极,该电极金属易被腐蚀,故B错误;金属在空气与水交界处更易发生电化学腐蚀的吸氧腐蚀,钢柱在水下

部分不如在空气与水交界处更容易腐蚀,故C错误;镀锌铁制品的镀层受损后,形成铁、锌原电池,正极金属铁被保护,不易发生腐蚀,镀层锌仍能对铁制品起保护作用,故D正确。 2.(2019·泉州高二检测)图Ⅰ的目的是精炼铜,图Ⅱ的目的是保护钢闸门。下列 说法不正确的是) A.图Ⅰ中a为纯铜 B.图Ⅰ中S向b极移动 C.图Ⅱ中如果a、b间连接电源,则a连接电源负极 D.图Ⅱ中如果a、b间用导线连接,则X可以是铜 【解析】选D。a极接外电源的负极,精炼铜时,a为纯铜,b为粗铜,A正确;在原电池中阴离子向负极移动,B正确;a、b可接电池,a接负极,C正确;如果用导线连接起来,是原电池原理,X不可以是铜,否则加快了钢的腐蚀,D错误。 【补偿训练】 (2019·邯郸高二检测)在一块表面无锈的铁片上滴食盐水,放置一段时间后看到铁片上有铁锈出现。铁片腐蚀过程中发生的总化学方程式:2Fe+2H2O+O2 进一步被氧气氧化为Fe(OH)3,再在一定条件下脱水生成铁 2Fe(OH) 锈,其原理如图。下列说法正确的是( )

过程装备腐蚀与防护心得体会

学习《过程装备腐蚀与防护》心得腐蚀现象几乎涉及国民经济的一切领域。例如，各种机器、设备、桥梁在大气中因腐蚀而生锈；舰船、沿海的港口设施遭受海水和海洋微生物的腐蚀；埋在地下的输油、输气管线和地下电缆因土壤和细菌的腐蚀而发生穿孔；钢材在轧制过程因高温下与空气中的氧作用而产生大量的氧化皮；人工器官材料在血液、体液中的腐蚀；与各种酸、碱、盐等强腐蚀性介质接触的化工机器与设备，腐蚀问题尤为突出，特别是处于高温、高压、高流速工况下的机械设备，往往会引起材料迅速的腐蚀损坏。 目前工业用的材料，无论是金属材料或非金属材料，几乎没有一种材料是绝对不腐蚀的腐蚀造成的危害是十分惊人的。据估计全世界每年因腐蚀报废的钢铁约占年产量的30%，每年生产的钢铁约10%完全成为废物。实际上，由于腐蚀引起工厂的停产、更新设备、产品和原料流失、能源的浪费等间接损失远比损耗的金属材料的价值大很多。各工业国家每年因腐蚀造成的经济损失约占国民生产总值的1%~4%。 腐蚀不仅造成经济上的巨大损失，并且往往阻碍新技术、新工艺的发展。例如，硝酸工业在不锈钢问世以后才得以实现大规模的生产；合成尿素新工艺在上世纪初就已完成中间试验，但直到20世纪50年代由于解决了熔融尿素对钢材的腐蚀问题才实现了工业化生产。 通过学习我们可以从最开始的设计阶段就考虑腐蚀对工程的影响，用正确的方法控制腐蚀，这样既能节省资源，又能延长设备的使用寿命，提高了我们的效率。对我们来说，我们更要踏实的学习知识，如果缺乏对于温度的、压力、浓度等的影响腐蚀规律的分析判断能力，那么按照手册相近选定的材料，往往会造成设备的过早破坏。结构复杂的机器、设备，出于某种特定功能的需要，常常选用不同材料的组合结构，如果不注意材料之间的电化学特征的相容性，或两种材料的结构相对尺寸比例不恰当，热处理度不合理，都会加速设备的腐蚀。所以腐蚀贯穿整个设计过程，所以我们要掌握腐蚀的一些基本知识是十分必要的。 因此，研究材料腐蚀规律，弄清腐蚀发生的原因及采取有效的防腐措施，对于延长设备寿命、降低成本、提高劳动生产效率无疑具有十分重要的意义！

知识点总结3 金属的腐蚀与防护

知识点总结三·金属的腐蚀与防护 知识点1·金属的腐蚀 1. 金属腐蚀的概念 （1）金属的腐蚀是指金属或合金与周围环境中的物质发生化学反应而腐蚀损耗的现象。 （2）金属腐蚀的实质：金属原子失去电子被氧化的过程，M -ne - === M n+（M 表示金属） （3）金属腐蚀的类型：化学腐蚀和电化学腐蚀 表1 化学腐蚀与电化学腐蚀 2. 钢铁的腐蚀 （1）化学腐蚀：4Fe + 3O 2 + 2nH 2O === 2Fe 2O 3·nH 2O （2）电化学腐蚀：吸氧腐蚀和析氢腐蚀 ① 吸氧腐蚀 通常情况下，在潮湿的空气中，钢铁的表面凝结了一层溶有氧气的水膜，这层水膜、铁和铁中存在少量碳单质形成了无数微小的原电池。这些微小的原电池遍布钢铁表面。当周围环境呈若酸性或中性时，发生“吸氧腐蚀”。 负极： ； 正极： 。 总反应： 。 上述电化学腐蚀中吸收氧气，故称为吸氧腐蚀。 ② 析氢腐蚀 当钢铁表面水膜呈较强的酸性时，正极析出氢气发生“析氢腐蚀” 负极： ； 正极： 。 总反应： 。 上述电化学腐蚀会生成氢气，故称为析氢腐蚀。 （3）铁锈的生成 铁锈的主要成分：Fe 2O 3·nH 2O 钢铁在中性或弱酸性条件下发生吸氧腐蚀后，生成的氢氧化亚铁会进一步被O 2氧化，生成氢氧化铁，氢氧化铁部分脱水生成Fe 2O 3·nH 2O （铁锈的主要成分）。 主要的化学方程式： 4Fe(OH)2+ 2H 2O+O 2==4Fe(OH)3 2Fe(OH)3== Fe 2O 3 · nH 2O+(3-n)H 2O 知识点2·金属的防护 1. 金属防护的原理 金属腐蚀的实质是金属原子失去电子被氧化的过程。防止金属被腐蚀，就是阻断金属发生氧化反应的途径。 2. 金属防护的常用方法： （1）改变金属组成或结构 如：将铬、镍加入普通钢里制成不锈钢。 （2）在金属表面覆盖保护层 原理：隔绝金属与外界空气、电解质溶液的接触。这样的表面保护常用的方法主要有金属表面涂层保护和镀层保护。 如：在钢铁表面涂上油漆或油脂、覆盖塑料、镀锌等。 （3）电化学防护法 金属的电化学防护是利用电化学原理来保护金属，防止金属腐蚀。 知识点3·金属腐蚀快慢的规律 1. 对同一电解质溶液来说，腐蚀速率的快慢：电解原理引起的腐蚀 ＞ 原电池原理引起的腐蚀 ＞ 化学腐蚀 ＞ 有防腐措施的腐蚀（或者：电解池的阳极 ＞ 原电池负极 ＞ 化学腐蚀 ＞ 原电池正极 ＞ 电解池阴极） 2. 对同一金属来说，在同一溶液中腐蚀速率的快慢：强电解质溶液中 ＞ 若电解质溶液中 ＞ 非电解质溶液中 3. 活动性不同的两种金属，活动性差别越大，腐蚀越快。 4. 对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，金属腐蚀越快。 5. 纯度越高的金属，腐蚀的速率越慢。 6. 不纯的金属或合金，在潮湿空气中的腐蚀速率远大于在干燥、隔绝空气条件下的腐蚀速率。 防腐措施由好到坏的顺序： 外接电源的阴极保护法 ＞ 牺牲阳极的阴极保护法 ＞ 有一般防腐条件的保护法 ＞ 无防腐条件 补充你的知识点或写出你的疑惑： 化学能与电能的转化·练习题

金属腐蚀与防护课后习题

第1章绪论 第2章腐蚀电池 第2章腐蚀电池 1. 将铜片和锌片插在3%NaCl 溶液中，测得铜片和锌片未接通时 的电位分别为 +0.05V和–0.83V。当用导线通过电流表把铜片和锌片接通，原电池开始工作，电流表指示的稳定电流为0.15mA。 已知电路的欧姆电阻为200Ω。 (1)原电池工作后阳极和阴极的电位差E c – E a = ？ (2)阳极极化值?E a 与阴极极化值?E c 的绝对值之和?E a + ∣?E c ∣等于多少? (3)如果阳极和阴极都不极化，电流表指示应为多少？ (4)如果使用零电阻电流表，且溶液电阻可以忽略不计，那

么电流达到稳态后，阳极与阴极的电位差E c –E a 、阳极极化值与 阴极极化值的绝对值之和?E a + ∣?E c ∣等于多少？电流表的指 示又为多少？ 2. 某腐蚀体系的参数为： E 0a = -0.4V，E0c = 0.8V，E cor = -0.2V。当R = 0时，I cor = 10mA， 该腐蚀电池属于什么控制类型？如果欧姆电阻R = 90Ω，那么I'cor =？腐蚀电池又属于什么控制类型？ 第3章电化学腐蚀倾向 作业 1. 在下列情况下，氧电极反应的平衡电位如何变化： (1)温度升高10?C (取Po 2 =1atm，pH = 7)。 (2) 氧压力增大到原来的10倍 (温度25?C)。 (3) 溶液pH值下降1单位 (温度25?C)。 2. 将铁置于饱和空气的碱溶液(pH = 10)中，按阳极反应为 (1)Fe + Fe2+ + 2e (2)Fe + 2OH- = Fe(OH) 2 + 2e 计算腐蚀倾向，二者是否相同？为什么？ 3. 将两根铜棒分别浸于0.01mol/L CuSO 4溶液和0.5mol/L CuSO 4 溶液，组成一个金属离子浓差电池。 (1)哪一根铜棒是阳极，哪一根铜棒是阴极？ (2)写出阳极反应和阴极反应，计算其平衡电位。 该金属离子浓差电池的腐蚀倾向是多少伏？ 第4章电化学腐蚀速度 作业四 1．表面积为20cm2 的铁样品浸泡在PH=1的除氧酸溶液中，经过 50h试验，测得了铁样品的损失质量为0.1g，已知在铁的表面上析氧反应符合Tafel公式η=-0.64-0.125lg|i|，η的单位为V，i 的单位为A/cm2 ，试计算： （1）样品厚度的减少△h(mm); （2）铁电流的腐蚀电流密度i cor (A/m2); （3）铁试样的腐蚀电位E cor 。 2.海水中的含氧量为 3.2mg/L,求一年中锌的消耗量？（氧的扩散层 厚度为，扩散系数为D=1.9×10-5 cm2 /s,Zn的原子量为65.4）。

金属腐蚀与防护课后习题答案

腐蚀与防护试题 1化学腐蚀的概念、及特点 答案：化学腐蚀：介质与金属直接发生化学反应而引起的变质或损坏现象称为金属的化学腐蚀。 是一种纯氧化-还原反应过程，即腐蚀介质中的氧化剂直接与金属表面上的原子相互作用而形成腐蚀产物。在腐蚀过程中，电子的传递是在介质与金属之间直接进行的，没有腐蚀电流产生，反应速度受多项化学反应动力学控制。 归纳化学腐蚀的特点 在不电离、不导电的介质环境下 反应中没有电流产生，直接完成氧化还原反应 腐蚀速度与程度与外界电位变化无关 2、金属氧化膜具有保护作用条件，举例说明哪些金属氧化膜有保护作用，那些没有保护作用，为什么？ 答案：氧化膜保护作用条件： ①氧化膜致密完整程度；②氧化膜本身化学与物理稳定性质；③氧化膜与基体结合能力；④氧化膜有足够的强度 氧化膜完整性的必要条件：PB原理：生成的氧化物的体积大于消耗掉的金属的体积，是形成致密氧化膜的前提。 PB原理的数学表示： 反应的金属体积：V M = m/ρ m-摩尔质量 氧化物的体积： V MO = m'/ ρ ' 用? = V MO/ V M = m' ρ /（ m ρ ' ） 当? > 1 金属氧化膜具备完整性条件 部分金属的?值 氧化物?氧化物?氧化物? MoO3 3.4 WO3 3.4 V2O5 3.2 Nb2O5 2.7 Sb2O5 2.4 Bi2O5 2.3 Cr2O3 2.0 TiO2 1.9 MnO 1.8 FeO 1.8 Cu2O 1.7 ZnO 1.6 Ag2O 1.6 NiO 1.5 PbO2 1.4 SnO2 1.3 Al2O3 1.3 CdO 1.2 MgO 1.0 CaO 0.7 MoO3 WO3 V2O5这三种氧化物在高温下易挥发，在常温下由于?值太大会使体积膨胀，当超过金属膜的本身强度、塑性时，会发生氧化膜鼓泡、破裂、剥离、脱落。 Cr2O3 TiO2 MnO FeO Cu2O ZnO Ag2O NiO PbO2 SnO2 Al2O3 这些氧化物在一定温度范围内稳定存在，?值适中。这些金属的氧化膜致密、稳定，有较好的保护作用。 MgO CaO ?值较小，氧化膜不致密，不起保护作用。 3、电化学腐蚀的概念，与化学腐蚀的区别 答案：电化学腐蚀：金属与介质发生电化学反应而引起的变质与损坏。 与化学腐蚀比较： ①是“湿”腐蚀 ②氧化还原发生在不同部位 ③有电流产生 ④与环境电位密切相关

金属的腐蚀与防护精品教学设计课件.doc

《金属的腐蚀与防护》教学设计 【教学目的】 １．知识：使学生了解金属腐蚀，特别是电化腐蚀的原因和金属防护的 常用方法。 ２．能力：培养学生的自学能力，理论联系实际的能力和归纳总结知 识的能力。 ３．德育：使学生树立环境保护意识和珍惜资源，可持续发展的意识。【教学重点】电化腐蚀的原因。 【教学难点】析氢腐蚀和吸氧腐蚀的电极反应方程式。 【教学用品】投影仪 【教学过程】 ［探索实验］1、向一充满氧气的大试管 A 中放入几枚用ＮａＣｌ饱和溶液浸泡过的无锈铁钉后，用带导管的单孔胶塞塞紧，再把导管的另一端 伸入烧杯水中０.５ｃｍ左右，观察现象。 2、向另一大试管 B 中放入几枚用稀盐酸溶液浸泡过的无锈铁钉后，用带 导管的单孔胶塞塞紧，再把导管的另一端伸入烧杯水中０. ５ｃｍ左 右，观察现象。 ［师述］我们刚做了两个探索实验，大家都很关心：两支试管里，明显地看到：铁钉生锈了。除了铁钉生锈，还有什么现象呢？ ［投影］示Ａ，Ｂ两组导管内液面的变化（为利于观察，可在Ａ，Ｂ的长导管内各滴加一滴红墨水）（见表一） 现象：Ａ中：长导管内液面上升，Ｂ中：长导管内液面下降。 ［师述］大家一定在想：铁钉为什么会生锈？两支试管中长导管内的液面，为什么一个上升，一个下降？这也就是我们这一节课要研究的主要内容。［板书］金属的电化学腐蚀与防护 ［师述］通过上一节课的学习，我们已经掌握了原电池的化学原理，本节课就是要应用原电池的化学原理，研究金属腐蚀的原因和金属的防护问题。为 了培养同学们的自学能力，理论联系实际的能力和对知识归纳总结的能 力。本节课采用“自学讨论，师生共议，民主教学，亦教亦学”的教学

方法。请大家用１０分钟时间，结合自学提纲阅读教材，并完成上述探 索实验的报告，准备好发言。发自学提纲讲义（上附探索实验报告）［板书］一、金属的电化学腐蚀 1、金属的电化腐蚀的本质：M - ne- = M n+ 2、钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀的分析和比较； 3、金属电化学腐蚀与化学腐蚀的比较； 4、金属防护的常用方法； ［自学提纲］ １．金属的电化腐蚀的本质是什么？ 请分析：钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀中：ａ）原电池的形成条件；ｂ）正、 负极；ｃ电解质溶液；ｄ）电子如何流动形成电通路；ｅ）电极反应；ｆ） 最终腐蚀产物；ｇ）哪种腐蚀更普遍。 ２．析氢腐蚀、吸氧腐蚀中“析”和“吸”字的含意。 ３．什么情况下，金属会发生化学腐蚀？试从形成条件、主要现象、腐蚀 本质、相互关系去比较电化腐蚀与化学腐蚀的异同点。 ４．试举例说明金属腐蚀的危害和金属防护的重要意义，如何根据原电池 反应的原理去选择金属防护的方法？ ［探索实验报告］ 表一 试现象解释反应式 管 Ａ铁钉生锈，发生析氢腐蚀，产生Ｈ2，增大，（－）Ｆｅ－２ｅ＝Ｆｅ２＋长导管液面试管内气体增多，压强增大，（＋）２Ｈ＋＋２ｅ＝Ｈ２ 上升导致导管内液面上升 Ｂ铁钉生锈，发生吸氧腐蚀，消耗Ｏ 2，试管内（－）Ｆｅ－２ｅ＝Ｆｅ２＋长导管液面气体减少，压强，减小，导致（＋）２Ｈ２Ｏ＋Ｏ２＋４ｅ＝４ＯＨ－下降导管内液面下降

金属的腐蚀与防护知识点总结

第三单元金属的腐蚀与防护 知能定位 1.了解金属腐蚀的原因，能辨别金属发生腐蚀的类型。 2.了解金属电化学腐蚀的原因及反应原理。 3.了解金属防护的一般方法及金属的电化学防护的原理。 情景切入 铁生锈的现象随处可见，为什么铁在潮湿的环境中容易生锈？采取什么措施可以防止铁生锈呢？ 自主研习 一、金属的电化学腐蚀 1.金属腐蚀 （1）定义 金属或合金与周围环境中的物质发生化学反应而腐蚀损耗的现象。 （2）实质 金属失去电子被氧化。 （3）类型 ①化学腐蚀：指金属与其他物质直接接触发生氧化还原反应而引起的腐蚀。腐蚀过程中无电流产生。 ②电化学腐蚀：指不纯的金属或合金发生原电池反应，使较活泼的金属失去电子被氧化而引起的腐蚀。 2.电化学腐蚀 （1）吸氧腐蚀：钢铁表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性时，氧气参加电极反应，发生吸氧腐蚀。 负极： 2Fe==4e-+2Fe2+； 正极： 2H2O+O2+4e-==4OH-； 总反应： 2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH) 2。 最终生成铁锈（主要成分为Fe2O3·xH2O），反应如下： 4Fe(OH) 2+O2+2H2O==4Fe(OH) 3； 2Fe(OH) 3==Fe2O3·xH2O+(3-x)H2O。 (2)析氢腐蚀：金属表面的电解质溶液酸性较强，腐蚀过程中不断有H2放出。 负极： Fe==Fe2++2e-； 正极： 2H++2e-==H2↑; 总反应：Fe+2H+==Fe2++H2↑。 二、金属的电化学防护 1.金属的防护 （1）本质：阻止金属发生氧化反应。 （2）方法 ①改变金属内部结构，如制成合金等。 ②加防护层，如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀等。 ③电化学防护 2.电化学防护