腐蝕與防護2011/2012學年第2學期《化工腐蝕與防護》復習提要一、名詞解釋（每小題2分，共10分）1.電極電位答：電極系統中金屬與溶液之間的電位差稱為該電極的電極電位。2.平衡電極電位答：金屬和溶液界面建立一個穩定的雙電層，亦即不隨時間變化的電極電位，稱為金屬的平衡電極電位（Ee）。3.標準電極電位答：純金屬、純氣體（氣壓分壓為1.01325x105pa），298K，濃度為單位活度（1mol/L），稱為電極的標準電位，該標準電極的電極電位稱為標準電極電位（E0）。4.陽極極化(陰極極化)答：當通過電流時陽極電位向正的方向移動的現象，稱為陽極極化。（當通過電流時陰極電位向負的方向移動的現象，稱為陰極極化）5.去極化答：消除或減弱陽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象稱為去極化。6.鈍化答：某些活潑金屬或其合金，由于它們的陽極過程受到阻滯，因而在很多環境中的電化學性能接近于貴金屬，這種性能稱為金屬的鈍性。金屬具有鈍性的現象就稱為鈍化。11.縫隙腐蝕答：由于金屬與金屬或金屬與非金屬之間形成特別小的縫隙，使縫隙內介質處于滯留狀態，引起縫內金屬加速腐蝕，這種局部腐蝕稱為縫隙腐蝕。19.熱噴涂答：是利用熱源將金屬或非金屬材料熔化、半熔化或軟化，并以一定速度噴射到基體表面，形成涂層的方法。20.覆蓋層保護答：用耐腐蝕性能良好的金屬或非金屬材料覆蓋在耐腐蝕性能較差的材料表面，將基底材料與腐蝕介質隔離開來，以達到控制腐蝕的目的。21.電鍍答：利用直流電或脈沖電流作用從電解質中析出金屬，并在工件表面沉積而獲得金屬覆蓋層的方法。22.化學鍍答：利用化學反應使溶液中的金屬離子析出，并在工件表面沉積而獲得金屬覆蓋層的方法。23.滲鍍答：利用熱處理的方法將合金元素的原子擴散入金屬表面，以改變其表面的化學成分，使表面合金化，故滲鍍又叫表面合金化。24.電化學保護答：通過改變金屬（電解質溶液）的電極電位從而控制金屬腐蝕的方法。25.陰極保護答：將被保護的金屬與外加直流電源的負極相連，在金屬表面通入足夠的陰極電流，使金屬電位變負，從而使金屬溶解速度減小的一種保護方法。26.陽極保護答：將被保護的金屬構件與外加直流電源的正極相連，在電解質溶液中使金屬構件陽極極化至一定電位，使其建立并維持穩定的鈍態，從而陽極溶解受到抑制，腐蝕速度顯著降低，使設備得到保護。27.緩蝕劑保護答：緩蝕劑保護是指，在腐蝕環境中，通過添加少量能阻止或減緩金屬腐蝕的物質使金屬得到保護的方法。二、填空題（每小題2分，共30分）1.腐蝕的定義為：（材料）或（材料的性質）由于與它所處的（環境）的反應而惡化變質。2.金屬腐蝕的本質是金屬由能量高的（單質狀態）向能量低的化合物狀態轉變的過程。3.按腐蝕反應的機理分，腐蝕分為（化學腐蝕）和（電化學腐蝕）。按腐蝕形態分，腐蝕分為（全面腐蝕）和（局部腐蝕）。6.根據控制步驟的不同，可將極化分為兩類，（電化學極化）和（濃差極化）。7.混合電位理論：當一個電絕緣的金屬試件腐蝕時，（總氧化速度）與（總還原速度）相等。9.腐蝕定義中所指的（材料）是內因，（環境）是外因。10.常見的局部腐蝕有（電偶腐蝕）（點蝕）（縫隙腐蝕）（晶間腐蝕）及（應力腐蝕破裂）等。11.由閉塞電池引起的孔內酸化作用從而加速腐蝕的作用，稱為（自催化酸化作用）。12.縫寬在（0.025~0.1）mm之間的微小縫隙才能發生縫隙腐蝕。13.對于縫隙腐蝕，（氧濃差電池）的形成，對腐蝕開始起促進作用，而（自催化酸化作用）是造成腐蝕加速的根本原因。16.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）。22.含鎳70%，含銅30%左右的鎳銅合金稱為（蒙乃爾合金），可用以制造輸送（濃堿液）的泵與閥門。23.涂料的組成分為三部分：（主要成膜物質）（次要成膜物質）（輔助成膜物質）。24.按受熱后的性能變化，塑料分為（熱固性塑料）（熱塑性塑料）兩大類。26.玻璃鋼的施工方法主要有（手糊法）（模壓法）（纏繞法）。27.常用不透性石墨主要有（浸漬石墨）（壓型石墨）（澆注石墨）三種。28.表面清理是采用（機械）（化學）（電化學）的方法清理金屬表面的（氧化皮）（銹蝕）（油污）（灰塵）。29.機械清理包括（手工除銹）（氣動除銹）（噴射除銹）。30.表面覆蓋層主要有（金屬覆蓋層）和（非金屬覆蓋層）兩大類。31.金屬覆蓋層主要有（金屬鍍層）和（金屬襯里）兩大類。32.金屬鍍層包括（電鍍）（熱噴涂）（化學鍍）（熱浸鍍）（滲鍍）等。33.根據金屬覆蓋層在介質中的電化學行為可分為（陽極性覆蓋層）和（陰極性覆蓋層）兩類。34.熱噴涂按熱源來分主要有（火焰噴涂）（電弧噴涂）（等離子噴涂）。35.熱噴涂主要操作參數為（噴涂距離）（噴涂角度）（噴槍移動速度）。36.電鍍時將待鍍件作為陰極與直流電源的（負極）相連，將鍍層金屬作為陽極與直流電源的（正極）相連。37.涂層的保護機理主要是（隔離作用）（緩蝕作用）（電化學作用）三個方面。38.耐腐蝕膠泥主要有（水玻璃膠泥）和（樹脂膠泥）兩大系列。41.磚板襯砌后的設備要進行（固化處理），如果是水玻璃膠泥的襯里還需進行（酸化處理）。42.陰極保護分為（犧牲陽極保護）和（外加電流陰極保護）兩種。43.能阻止或減緩金屬腐蝕的物質就是（緩蝕劑）三、選擇題（每小題1.5分，共15分）1.以下能耐王水腐蝕的材料是（C）A銅B鋁C鈦D高硅鑄鐵2.下列材料能在250℃長期使用的有（D）A聚乙烯B聚丙烯C聚氯乙烯D聚四氟乙烯3.腐蝕疲勞發生的條件是（C）A特定材料和敏感介質B靜應力和腐蝕介質C交變應力和腐蝕介質D特定材料和靜應力4.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金屬材料表面光滑四、判斷題（每小題1分，共10分）1.不透性石墨由于脆性大，故不適合做換熱器。（F）2.只有活性-鈍性型金屬才可以進行陽極保護。（T）3.金屬鈍化膜受到破壞后腐蝕會加速。（T）五、簡答題（每題4分，共20分）1．銅電極和鋁合金電極分別放入稀鹽酸溶液中，有什么現象發生？如果將同時放入稀鹽酸溶液中的銅電極和鋁合金電極用導線連接，又有何現象發生？試解釋原因？答：將銅和鋁分別放入稀鹽酸溶液中，鋁表面會出現一層氧化膜，有鈍化現象發生，同時放入稀鹽酸溶液中并用銅導線連接時會發生腐蝕電池現象，切記銅和鋁不能一起使用，否則會加快腐蝕。（此題回答有誤，慎重）2.簡述不銹鋼的耐蝕特點？答：含鉻的不銹鋼在表面上生了一層氧化鉻薄膜，此薄膜可以阻止不銹鋼繼續氧化。不銹鋼的成分中如增加鎳的含量，也可增強它對酸的防蝕性。如增加鉬的含量亦有增加防蝕性的效果。也就是說不銹鋼的耐蝕性就是由于不銹鋼的表面形成了鈍化膜的作用。3.簡述小孔腐蝕的機理？答：小孔腐蝕就是點蝕，點蝕的機理就是由于基底金屬與鄰近完好鈍化膜之間構成局部電池，基底為陽極，膜完好區域為陰極，陽極區溶解，結果在新露出的基底金屬上生成小蝕坑，隨著腐蝕的進行，使得點蝕的誘導期結束，進入高速溶解的階段。4.影響大氣腐蝕有哪些主要因素？防止大氣腐蝕的措施有哪些？答：影響大氣腐蝕的主要因素有：相對濕度、溫度、大氣成分及腐蝕產物的性質等。防止：○1、采用金屬或非金屬覆蓋層，最普遍的就是涂涂料保護層。○2、采用耐大氣腐蝕的金屬材料。○3、使用氣相緩蝕劑和暫時性保護涂層（這只是暫時性的保護辦法）。5.金屬構件發生電化學腐蝕時，對于大陰極-小陽極和小陰極-大陽極的結構，哪種的腐蝕危害性大？為什么？答：大陰極-小陽極的電化學腐蝕的危害性大。因為陰、陽極面積比增大與陽極的腐蝕速度成直線函數的關系，增加比較迅速。即陰極的面積增大，陽極的腐蝕速度加快。6.涂料的組成分為幾部分？各起什么作用？答：涂料的組成分為三部分，即主要成膜物質、次要成膜物質和輔助成膜物質。主要成膜物質是油料、樹脂和橡膠，主要是起到隔離作用，將設備與環境隔絕，起到保護作用。次要成膜物質是顏料。顏料除使涂料呈現裝飾性外，更重要的是改善涂料的物理、化學性能，提高涂層的機械強度和附著力、抗滲性和防腐性能。輔助成膜物質只是對成膜的過程起輔助作用。7.簡述影響淡水腐蝕的主要因素及防止途徑？答：影響淡水腐蝕的主要因素有○1、PH值；○2、溫度的影響；○3、溶解氧的濃度；○4、水的流速；○5、水中的溶解鹽類；○6、微生物。防止淡水腐蝕的途徑：○1、減少含有氯化物環境中的氧的含量，但是當使用緩蝕劑的時候氧的濃度又不能過低；○2、用于工業循環冷卻水時，應調整和穩定水中溶解鹽類的成分；○3、采用涂料及鍍層保護；○4、采用陰極保護。8.應力腐蝕發生必須滿足的條件是什么？答：應力腐蝕必須是在拉應力和特定介質的聯合作用下發生，構成一定材料發生應力腐蝕的條件是：拉應力和特定介質。9.請用貧鉻理論解釋奧氏體不銹鋼的晶間腐蝕機理？答：當奧氏體不銹鋼經高溫固溶處理后，其中的碳處于過飽和狀態，當在敏化溫度（500-850攝氏度）范圍內受熱時，奧氏體中過飽和的碳就會迅速的向晶界擴散，與鉻形成碳化物Cr23C6而析出。由于鉻的擴散速度較慢且得不到及時補充，因此晶界周圍嚴重的貧鉻，貧鉻區（陽極）和處于純態的鋼（陰極）之間建立起一個具有很大電位差的活化-鈍化電池。在晶界上析出的Cr23C6并不被侵蝕，而貧鉻區的小陽極（晶界）和未受影響區域的大陰極（晶粒）構成了局部腐蝕電池，因而使貧鉻區受到了晶間腐蝕。10.酚醛樹脂可以直接刷涂在金屬表面嗎？為什么？答：酚醛樹脂不可以直接涂覆在金屬表面，中間應加隔離層。因為酚醛樹脂的附著力差，抗滲性不好，所以酚醛樹脂通常加有固化劑，而固化劑一般為酸性物質，且有毒，揮發出來的氣體刺激性大，所以酚醛樹脂不能直接刷涂在金屬表面。11.玻璃鋼基本組分有哪些？為何稱為玻璃鋼？答：玻璃鋼即玻璃纖維增強性塑料。基本成分是以合成樹脂為黏結劑，玻璃纖維及其制品（如玻璃布、玻璃帶、玻璃氈等）為增強材料，按一定的成型方法制成。由于它的比強度超過一般鋼材，因此稱為玻璃鋼。12.塑料有哪些主要特性、其基本組成有哪些？答：塑料的主要特性有：○1、質量輕；○2、優異的電絕緣性能；○3、優良的耐腐蝕性能；○4、良好的成型加工性能；○5、熱性能較差；○6、力學性能較差；○7、易產生自然老化。塑料的組成主要是樹脂，它是決定塑料的力學性能、物理和耐蝕性能得主要因數。除了樹脂外，還有填料、增塑劑、穩定劑、潤滑劑、著色劑、等。13.什么是單相合金的n/8定律？答：n/8定律又叫塔曼定律，就是在給定介質中當Cr和Fe組成的固溶合金，其中耐蝕組元Cr的含量等于1/8、2/8、3/8、4/8·、n/8(n=1、2、·7），每當n增加1時，合金的耐蝕性將出現突然地階梯式的升高，合金的電位亦相應的隨之升高。14.試述鈦的主要耐蝕性能？答：鈦的耐蝕性能主要取決于其鈍態的穩定性。許多高溫、高壓的強腐蝕性介質中，鈦的耐蝕性遠遠優于其他材料，這與鈦的氧化膜具有很高的穩定性有關，其穩定程度遠遠超過鋁及不銹鋼的氧化膜，而且在機械損壞后能很快修復。鈦對絕大多數無機鹽溶液是耐蝕的，但不耐AlCl3的腐蝕，鈦在溫度不是很高的大多數堿溶液中是耐蝕的，但隨溶液溫度的升高，耐蝕性降低。15.簡述不銹鋼中主要元素對耐蝕性的影響？答：不銹鋼中的主要元素：鉻、對耐蝕性的影響是鉻含量越高，耐蝕性越好但不能超過30%，否則會降低鋼的韌性；鎳、加入一定的鎳能使不銹鋼呈單相奧氏體組織，可改善鋼的塑性及加工、焊接等性能。鎳還能夠提高鋼的耐熱性；鉬、不銹鋼中加入鉬還能顯著提高不銹鋼的耐全面腐蝕及局部腐蝕的能力；碳、隨著碳含量的降低，可提高耐晶間腐蝕、點蝕等局部腐蝕的能力；錳和氮、錳可以穩定奧氏體組織，還能增加氮在鋼中的溶解度。錳的加入會促使含鉻較低的不銹鋼耐蝕性降低使鋼材加工性能變壞，因此在鋼中不單獨使用錳只用它代替部分鎳；硅、硅能提高鋼耐濃硝酸和發煙硝酸的能力改善鋼液的流動性，還能抗點蝕，可抑制在含Cl-離子介質中的腐蝕；銅、在不銹鋼中加入銅，可提高抗海水Cl-侵蝕及抗鹽酸侵蝕的能力等。16.簡述影響海水腐蝕的主要因素？防止海水腐蝕的途徑？答：影響海水腐蝕的腐蝕既有化學因素又有物理因素及生物因素主要有一下幾方面：○1、含鹽量；○2、含氧量；○3、溫度；○4、海水流速；○5、海生物等；防止海水腐蝕的途徑有兩個方面，一方面合理的選材，另一方面改進設計，設計與施工中避免點偶腐蝕和縫隙腐蝕。17.腐蝕電池如何構成？有哪些必要條件？答：腐蝕電池的構成：將兩個不同的電極用鹽橋和導線連接起來就可以構成原電池，但腐蝕電池的構成并不限于電極金屬侵入含有該金屬離子的水溶液中就，有電位差就可以構成腐蝕電池；必要條件：○1、存在電位差，○2、要有電解質溶液存在，使金屬和電解質之間能夠傳遞自由電子，在電解質中應存在氧化劑即去極劑，去極劑才是腐蝕發生的最根本的原因，○3、在腐蝕電池的陰陽極之間，要有連續傳遞電子的回路。18.如何根據金屬的平衡電極電位判斷腐蝕電池的反應傾向？答：根據金屬的平衡電極電位可用能斯特方程式判斷金屬的腐蝕傾向，判斷方法與利用標準電極電位判斷腐蝕的傾向性方法相同，即通常電位較負的電極反應往氧化方向進行，電位較正的電極反應則往還原方向進行。必須強調的是，在實際腐蝕體系中，遇到平衡電極體系的例子是極少的，大多數腐蝕是在非平衡的電極體系中進行的，這樣就不能用金屬的標準電極電位和平衡電極而應該采用金屬在該介質中的實際電位作為判斷的依據。六、綜合題(每小題7.5分，共15分)1.金屬平衡電極電位的大小與金屬離子濃度的關系用什么公式表達？求鐵在溶液中的電極電位？答：答案見作業本第一題0.1mol/L及0.01mol/LFeCl23.畫出易鈍化金屬的典型陽極極化曲線草圖，說明每一部分的含義。若對此金屬設備在相應的介質中采取陽極保護的防腐方法，主要考查的特征參數有哪些？答：答案見教材P30頁，分為活化區、過渡區、鈍化區、過鈍化區。6.畫圖說明陰極極化的原理？其主要