材料腐蚀与防护概论考试重点、样卷与课程总结
【考试重点】
1、金属氧化的恒温动力学规律
? 直线规律 y = k t ? 抛物线规律 y2=2kt ? 立方规律 y3 = 3kt ? 对数规律 y=k ?ln(t+c1)+c2 ? 反对数规律 1/y=c -k ?lnt
2、析氢腐蚀：以氢离子还原反应为阴极过程的金属腐蚀
必要条件：金属的电极电位低于氢离子还原反应的电位：EM < EH
EH ：析氢电位（等于氢的平衡电位E0,H 与析氢过电位ηH 之差 EH=E0, H ?ηH ） 3、吸氧腐蚀：以溶解氧的还原反应为阴极过程的金属腐蚀
必要条件：发生吸氧腐蚀的必要条件是金属的电位比氧电极的平衡电位低，即：EM 吸氧腐蚀 去极化剂性质 带点氢离子，迁移速度与扩散能力都大 中性氧分子，只能靠扩散和对流传播 去极化剂浓度 浓度大，酸性溶液中H+放电，中性或碱性溶 液为- - +→+OH H e O H 2 浓度不大，在一定条件下，溶解度受到限制 阴极控制 主要是活化极化 c H i nF RT i nF RT lg 3.2lg 3.202 ααη+- = 主要是浓差极化 ??? ? ??-= d c o i i nF RT 1lg 3.22 η 阴极反应产物 以H2泡逸出，电极表面溶液得到附加搅拌 产物只能靠扩散或迁移离开，无气泡逸出 4、应力作用下的腐蚀：材料在应力（外加的、残余的、化学变化或相变引起的）和腐蚀环境介质协同作用下发生的开裂或断裂现象。 包括：应力腐蚀开裂、氢致开裂、磨损腐蚀、腐蚀磨损、腐蚀疲劳、冲刷腐蚀、空泡腐蚀、微动腐蚀 从宏观或微观角度看，这些腐蚀破坏都涉及断裂过程，断裂是由环境因素引起的，也统称环境断裂。 应力腐蚀开裂（Stress Corrosion Cracking —SCC ）受一定拉伸应力作用的金属材料在某些特定的介质中，由于腐蚀介质和应力的协同作用而发生的脆性断裂现象。 在某种特定的腐蚀介质中： 材料在不受应力时可能腐蚀甚微；受到一定的拉伸应力时（即使远低于屈服强度），经过一段时间后，即使是延展性很好的金属也会发生脆性断裂 断裂事先没有明显的征兆，往往造成灾难性的后果。 SCC 机理可以分为两大类：阳极溶解型机理、氢致开裂型机理 5、过电位与电流密度的关系： 2O Zn 32O 212O e 22Al O Al ++'+=?O Zn '22 2O 2Li O 21e 2O Li +=+'+ ηa e a i a lg i +如果选取平衡电位E e 为电位坐标的零点，E 的数值就表示电极电位与平衡电位的差值，即过电位η 2.3RT 0 2.3RT lg 2.3RT 0 2.3RT lg lg i c anF anF = E ?E = E = ?(1 ?a )nF (1 ?a )nF η c e i c += E ?E = ?E = ?i = i = i 0 2.3RT i a (1 ?a )nF i 0 lg i 0 +lg i c = 2.3RT 2.3RT 2.3RT i c 56 电化学步骤的基本动力学参数 ??实际上，平衡电位时 0 0 a c 交换电流密度 lg ηa = ?lg i 0 +lg i a = 2.3RT (1 ?a )nF 2.3RT (1 ?a )nF lg anF anF anF i 0 ηc = ? 极化电流密度与过电位间关系: 巴特勒-沃尔默（Butler-Volmer ）方程 lg i 0 +60 i c >> i a i a >> i c ηa )(1 ?a )nF RT i a = i 0 exp( αnF RT ηc )i c = i 0 exp( 单电极反应：强极化时（高过电位） 在过电位比较大的情况下反应中的逆过程可以忽略不计当阴极极化很大（～ηc >100/n mV ） 当阳极极化很大（～ηa >100/n mV ） 两边取对数后： lg i a ηa = ?lg i 0 +2.3RT (1 ?a )nF 2.3RT (1 ?a )nF lg i c 2.3 RT 2.3 RT anF anF η c = ? 实际腐蚀体系（腐蚀金属电极）： 在强极化情况下?E = a + b lg i 塔菲尔方程 在微极化情况下corr i i B E ? =?线性极化方程 6、无机缓蚀剂作用机理： 根据缓蚀剂阻滞腐蚀过程的特点，无机缓蚀剂可分为阳极型缓蚀剂、阴极型缓蚀剂和混合型缓蚀剂。 1、阳极型缓蚀剂 阳极型缓蚀剂可进一步分为阳极抑制型缓蚀剂（钝化剂）和阴极去极化型缓蚀剂。 （1）阳极抑制型缓蚀剂（钝化剂）：其作用原理是当溶液中加入阳极抑制型缓蚀剂（钝化剂）时，缓蚀剂将使金属表面发生氧化，形成一层致密的氧化膜，提高了金属在腐蚀介质中的稳定性，从而抑制了金属的阳极溶解。 （2）阴极去极化型缓蚀剂：此类缓蚀剂（钝化剂）不会改变阳极极化曲线，但会使阴极极化曲线移动，导致腐蚀电流的降低。 2、阴极型缓蚀剂的作用原理是：加入阴极型缓蚀剂后，阳极极化曲线不发生变化，仅阴极极化曲线的斜率增大，腐蚀电位负移，导致腐蚀电流降低。 阴极型缓蚀剂与阳极型缓蚀剂的差别在于：阴极型缓蚀剂主要对金属的活性溶解起缓蚀作用，而阳极型缓蚀剂则是在钝化区起缓蚀作用。 3、混合型缓蚀剂：其作用原理是同时阻滞阴极反应和阳极反应。 7 、平衡电极电位E 和溶液pH 的关系 1、只与电极电位有关，而与溶液的pH 无关 以铁在水溶液中的某些反应为例： Fe ＝ Fe2+＋ 2e Fe2+ ＝ Fe3+ ＋ e 这类反应的特点是只有电子交换，不产生氢离子（或氢氧根离子）(图平行于X 轴) 2、既同电极电位有关，又与溶液pH 有 极化图 10 腐蚀主要集中在一定区域，其 他部分不腐蚀阴阳极在宏观上可分辨阳极面积<阴极面积 阳极电位<阴极电位无保护作用 腐蚀分布在整个金属表面上阴阳极在表面上随机变化，且不可分辨阳极面积＝阴极面积 阳极电位＝阴极电位＝腐蚀（混合）电位 可能对金属具有保护作用 腐蚀形貌腐蚀电池电极面积电位腐蚀产物 局部腐蚀 全面腐蚀 全面腐蚀与局部腐蚀的比较 Fe2+ ＋ 2H2O ＝ Fe(OH)2+ ＋ H+ ＋ e Fe2+ ＋ 3H2O ＝ Fe(OH)3+ ＋ 3H+＋ e(图为减函数) 3、只与pH 有关，与电极电位无关: Fe2+ ＋ 2H2O ＝ Fe(OH)2 ＋ 2H+（沉淀反应） Fe3+＋ H2O ＝ Fe(OH)2+ ＋ H+（水解反应） 化学反应：不涉及电子的得失，与电位无关。(图垂直于X 轴) 8、极化现象：电极上有净电流通过时，原电池电位差变小，电极电位发生偏离。 电极极化定义：当电极上有净电流通过时，引起电极电位偏离平衡电位的现象 电极反应的过电位：为了表示电位偏离平衡电位的程度，把某一极化电流密度下的电极电位E 与其平衡电极电位Ee 间之差的绝对值称为该反应的过电位，以η(eit )表示。 阳极极化：通过电流时阳极电位向正方向移动的现象 阴极极化：通过电流时阴极电位向负方向移动的现象 极化作用使电池两电极间电位差减小、电流强度降低，从而减缓了腐蚀速率 极化是决定腐蚀速率的主要因素 去极化作用或去极化过程：消除或减弱阳极和阴极的极化作用的电极过程 极化曲线：是表示电极电位随着电流密度而改变的关系曲线。 电极极化率：极化曲线斜率的绝对值。 腐蚀极化图：是一种电位-电流密度图，它是把表征腐蚀电池特征的阴、阳极计划曲线画在同一张图上而构成的。为了方便起见，常常忽略电位随电流变化的细节，将极化曲线画成直线。 81 lg i lg i corr 极化曲线的绘制 ?按照上式绘制极化曲线：外加极化电流与电位的关系 微极化区(线性极化区)E E c0 E corr E a0 弱极化区 (非线性区) 强极化区 (塔菲尔区) E c ?E a 42 腐蚀控制因素 ?腐蚀过程中：阻力大的步骤——最慢——控制步骤 ——腐蚀控制因素 c I = 0 0P a + P + R ?腐蚀电流I 的大小，可能受到P c 、P a 、R 等阻力控制 a)阴极控制b)阳极控制c)混合控制d)欧姆控制 E a0 E corr +E E c0 I corr I （a ） E a0 E corr +E E c0 I corr I （b ） E a0 E corr +E E c0I corr I （c ） E a0 I +E E c0 I corr （d ） I corr R 9、腐蚀控制因素： ? 阴极控制：当R 非常小时，如果Pc ＞＞Pa ，则Imax 基本上取决于Pc 的大小，即取决于阴极极化能力 ? 阳极控制 ：当R 非常小时，如果 Pa ＞＞Pc 时，Imax 主要由阳极极化Pa 所决定 ? 混合控制：Pc 和Pa 同时对腐蚀电流产生影响 ? 电阻控制: 如果系统中的电阻较大（如土壤环境中），则腐蚀电流密度就主要由电阻控制 10、金属的自钝化：在没有外加阳极极化的情况下，由于腐蚀介质中氧化剂（去极化剂）的还原而促成的金属钝化 条件：氧化剂的氧化还原平衡电位要高于该金属的阳极维钝电位，即E0c>Ep 氧化剂的还原反应的阴极极电流密度必须大于金属的致钝电流密度，即ic>ipp 11、高温氧化：金属与环境介质中的气相或凝聚态物质发生化学反应而遭到破坏的过程称高温氧化。 12、缓蚀率：缓蚀剂的缓蚀效率，即缓蚀剂降低的腐蚀速度与原腐蚀速度的比值。 13、PB 比：氧化物与金属的体积差对氧化物的保护性的影响，即氧化生成的金属氧化膜的体积与生成这些氧化膜所消耗的金属的体积的比值叫PB 比。 14、平衡电极电位：当金属电极上只有唯一一种电极反应，并且该反应处于动态平衡时，金属的溶解速度等于金属离子的沉积速度，则此时电极获得的不变的电位值，称为平衡电极电位。 15、腐蚀是材料受环境介质的化学、电化学和物理作用产生的损坏或变质现象。腐蚀包括化学、电化学与机械因素或生物因素的共同作用。 16、腐蚀防护的基本途径: 提高材料本身的抗蚀性：材料的热力学稳定性、控制腐蚀动力学 改变环境：介质温度与流速，介质中O2 、 SO2含量，改变溶液pH 值，改变应力状态，加入缓蚀剂等 电化学保护：阴极极化降低氧化反应速度、阳极钝化防腐 采用涂镀层和表面改性：化学转化膜、金属涂镀层、非金属涂层、改变材料表面结构 将材料与腐蚀介质隔开：采用衬里、防锈油、防锈纸等 正确选材与合理设计 腐蚀与防护的管理与教育 【样卷】 第一大题填空题（每空1分，共10分） 1．金属钝化理论可用成相膜理论和（吸附理论）来解释。 2．应力腐蚀断裂是金属在（拉伸应力和腐蚀介质）的共同作用下产生的破坏。 3. 根据腐蚀倾向的热力学判据，金属发生腐蚀的电化学判据为（(△G)T,P＜0）。 4．在酸性溶液的电化学反应中，溶解氧发生还原反应，其反应方程式为（O2+4H++4e→2H2O）。 5．氧去极化腐蚀速度主要取决于（溶解氧向电极表面的传递速度和氧在电极表面的放电速度）。 6．在氧去极化的电化学反应中，对于敞开体系，当温度升高时，腐蚀速度（降低）。 7．产生严重大气腐蚀的条件是：（潮湿环境与盐分）。 8．点蚀通常发生在（有钝化膜）金属表面上，并且介质条件为（含有Cl-离子）。 9．缝隙腐蚀发生应满足的条件为：（氧浓差电池与闭塞电池自催化效应共同作用）。 第二大题名词解释题（每题2分，共10分） 1．Cathodic polarisation（阴极极化）：在电流通过时，阴极电极电位偏离平衡电位，向负方向移动。 2．缝隙腐蚀：由于缝隙的存在，使缝隙内溶液中与腐蚀有关的物质迁移困难而引起缝隙内金属的腐蚀的现象。 3．Mixed potential（混合电位）：指腐蚀过程可分为两个或两个以上的氧化反应和还原反应，且反应过程不会有净电荷的积累，也称为自腐蚀电位。 4．局部腐蚀：是指仅局限或集中在金属的某一特定部位的腐蚀，其腐蚀速度远大于其他部位的腐蚀速度。5．保护电位：在阳极极化曲线中，在极化电流上升时进行回扫，与正扫曲线相交，此点的电位称为保护电位。 第三大题简述题（每题4分，共16分） 1．腐蚀极化图不能由实验直接测定，试画图说明使用Tafel极化曲线反推法如何得到腐蚀极化图。 测得Tafel曲线后，将两条曲线做切线，切线交点为S，过S做平行线，得E corr。 将S与两平衡电位，E O,A，E O,C连接起来就得到腐蚀极化图。 2．简述电化学腐蚀与化学腐蚀的区别。 电化学腐蚀所在环境要有电解液，阴阳极反应可以不在同一区域上发生，通过导线导电，化学能转变为电能，破坏金属。 化学腐蚀所在环境干燥，氧化还原反应同时发生，无电流产生，化学能转变为热能等。 3．简述析氢腐蚀和吸氧腐蚀的区别 主要都是阴极的反应，区别主要为去极化剂的性质，去极化剂的浓度，阴极控制的因素，阴极反应的产物不同。 4．简述阴极极化产生的原因。 由于阴极的还原反应速度小于电子进入阴极的速度，造成了电子在阴极的积累，使阴极电位向负方向移动。（3） 或是由于浓差极化引起的。由于阴极附近反应物或反应产物扩散速度慢，造成阴极附近浓差极化（2） 第四大题论述题（共54分） 1．阐述腐蚀速度与腐蚀电池的初始电位差的关系。（10分） 初始电位差是腐蚀的原动力。在其他情况相同的情况下，初始电位差越大，腐蚀电流越大（4） 作图。（3） 由于不同金属的平衡电位不同，发生阳极极化，当阴极反应相同时，金属的平衡电位越低，其服饰电流越大。（4） 2．论述点蚀的机理，并阐述点蚀与缝隙腐蚀的区别。（10分） 点蚀是闭塞性腐蚀，在金属面上首先有金属的溶解，形成蚀坑，在蚀坑内氧浓度比外界低，形成浓差腐蚀。使腐蚀进一步加速蚀孔生长。由于金属的腐蚀而产生金属离子的浓度升高，吸引负离子和水解产生H + 形成HCl 等继续维持了点蚀（5）。 点蚀先前没有蚀孔，形成之后继续腐蚀，在回扫形成的包络曲线所环绕的面积上，点蚀只继续生长，不会有新的点蚀生成。（2） 缝隙腐蚀是在腐蚀前就已经有了缝隙，在腐蚀介质中继续沿缝隙进行腐蚀，在回扫形成包络曲线所环绕的范围内，缝隙腐蚀不但继续生长还有新的腐蚀生长。（3） 3.试画出氧去极化过程的阴极极化曲线并解释图中各拐点的意义（12）。 作图（3） 当阴极电流密度较小且供氧充分时，相当于计划曲线的E 0AB 段，这时过电位与电流密度的对数呈直线关系，阴极过程的速度取决于氧的离子化反应。（3） 当阴极电流密度增大时，相当于图中的BCD 段，由于氧的扩散速度有限，供氧受阻，出现了明显的浓差极化。阴极过程受氧的离子化反应和扩散共同控制。（3） 当i C 大约等于i L 时，氢的去极化过程就开始与氧的去极化过程同时进行，得到总的阴极去极化曲线。（3） 4.什么是金属的自钝化？阐述产生自钝化的必要条件。（10分） 在没有任何外加极化的情况下，由于腐蚀介质的氧化剂（去极化剂）的还原引起的金属的钝化。（3） 画图（1） 氧化剂的氧化-还原平衡电位要高于该金属的致钝电位。（3） 在致钝电位下，氧化剂阴极欢原反应得电流密度必须大于该金属的致钝电流密度，（3） 5．写出吸氧腐蚀在不同pH 条件下的反应方程式，论述氧的阴极还原过程，讨论可能的控制步骤并说明原因。（10分） 在中性或酸性条件下：O 2+4H ++4e →2H 2O 在碱性条件下： O 2+2H 2O+4e →4OH - 氧的阴极还原过程 ： (1)氧由空气/溶液界面溶解进入溶液； (2)氧在扩散和对流的作用下进入阴极附近； (3)氧在扩散作用下进入双电层，吸附在电极表面； (4)氧在阴极上得到电子，发生吸氧腐蚀。 控制步骤： (1) 3 为控制步骤，因为氧不足以消耗阴极上的电子，使腐蚀减慢。 (2) 4 为控制步骤 。 第五大题 计算题 （共10分） Fe 在25℃，3%NaCL 中腐蚀时，欧姆电阻不计。其腐蚀电位E corr =-0.54V(SCE)。试计算此腐蚀体系中阴极、阳极控制程度。已知Fe(OH)2的 溶度积K sp =1.65x10-15，饱和甘汞电极（SCE ）电位为0.244V ，氧还原标准电位为0.401V ，Fe 溶为Fe 2+的标准电位为-0.44V 。 Fe-2e →Fe 2+ Fe 2++2OH — =Fe(OH)2 因为 [OH -]=10-7 所以 15 2214 1.6510[]0.165[]10 S P K Fe OH -+ --′=== 222.30.0592 lg[]0.44lg[]0.4622 A O RT E E Fe Fe V F ++=+ =-+=- O 2+2H 2O+4e=4OH — 44 2.310.05921 lg 0.401lg 0.81544[]4[] C O RT E E V F OH OH --=+ =+= ()0.540.2440.296corr SHE E V =-+=- 0.164A V =η 1.11C V =η 阳极占： 0.16413%0.164 1.11=+ 阴极占： 1.11 87%0.164 1.11 =+ 所以腐蚀属于阴极控制 【课程总结】 第一章 高温氧化 金属的氧化 ：金属与氧化性介质反应生成氧化物的过程 影响因素： 内在的因素：金属成分，金属微观结构，表面处理状态等 外在的因素：温度，气体成分，压力，流速等。 研究方法： 热力学 : 高温环境中反应的可能性。 动力学 ：氧化反应的规律与速度。 热力学基本原理 M + O2 = MO2 ?G=?G0+RTlnK V ant Hoff 等温方程式 ?G0-T 图 （1）读出任意温度下金属氧化反应的标准自由能变化值 （2）判断各种金属氧化物的化学稳定性 （3）预测金属元素在不同气氛中氧化的可能性 Ellingham-Richardson 图 优点：可方便地判断在不同温度和氧分压下纯金属发生氧化反应并生成单一氧化物的可能性。 缺点：不能处理实际的复杂情况。 (1) 气氛复杂,包含两种或两种以上的反应元素。 (2) 实用金属材料多数为合金，所含金属元素的种类和百分含量不同。 (3) 一种纯金属可能形成多种氧化物。 (4) 氧化物也不完全都是凝聚相(如挥发性氧化物)。 (5) 腐蚀产物相间存在互溶和反应。 1、 动力学测量方法 氧化速度的表征： （1）金属的消耗量 （2）氧的消耗量 （3）生成的氧化物的量 氧的消耗量 1．重量法 I. 不连续称重法 II. 连续称重法 – 热天平 2．容量法 3．压力法 2、金属氧化的恒温动力学规律 ? 直线规律 y = k t ? 抛物线规律 y2=2kt ? 立方规律 y3 = 3kt ? 对数规律 y=k ?ln(t+c1)+c2 ? 反对数规律 1/y=c -k ?lnt 3、抛物线速度常数的影响因素 (1) 、温度的影响 (2) 氧分压的影响 (3) 扩散系数的影响 (4) 合金成分的影响 合金发生内氧化具备的必要条件: (1) 基体金属对氧有一定的溶解度; (2) BOb 的标准生成自由能必须比基体金属氧化物的标准生成自由能更负; (3) 氧化反应的自由能变化必须是负的; (4) 合金的溶质浓度必须低于某一临界值 1、Fe 的氧化 纯铁在570oC 以上氧化时，生成FeO 、Fe 2O 3、Fe 3O 4三层氧化膜，在570oC 以下氧化时，生成Fe 2O 3、Fe 3O 4两层氧化膜， 热腐蚀 是金属材料在高温含硫的燃气工作条件下与沉积在其表面的盐发生反应而引起的高温腐蚀形态。 三、热腐蚀影响因素及控制措施 1 影响因素 （1）合金成分 （2）温度可以以不同的方式影响热腐蚀过程。 （3）气体成分 （4）盐成分与沉积速度 （5）其它因素 2 控制措施 (1) 控制环境中的盐和其它杂质的含量 (2) 选择适当的抗热腐蚀的合金 Cr; Al; W 、Mo; Co 、Ta; Ti 、Nb 、Si; 稀土元素 (3) 合金表面施加防护涂层 1.5 高温氧化防护涂层 1、 扩散涂层（Diffusion coatings ） 2、 覆盖涂层（Overlay coatings ） 第二章 金属的电化学腐蚀 通常规定凡是进行氧化反应的电极称为阳极；进行还原反应的电极就叫做阴极。由此表明，作为一个腐蚀 2O Zn 32O 212O e 22Al O Al ++'+=?O Zn '2 22O 2Li O 21e 2O Li +=+'+ 电池，它必需包括阴极、阳极、电解质溶液和电路四个不可分割的部分。而腐蚀原电池的工作历程主要由下列三个基本过程组成： 1、阳极过程：金属溶解，以离子的形式进入溶液，并把当量的电子留在金属上； 2、阴极过程：从阳极过来的电子被电解质溶液中能够吸收电子的氧化性物质所接受； 3、电流的流动：金属部分：电子由阳极流向阴极； 溶液部分：正离子由阳极向阴极迁移。 4、腐蚀电池的类型：宏观腐蚀电池和微观腐蚀电池 一、宏观腐蚀电池 1）、异金属接触电池 2）、浓差电池 3）、温差电池 二、微观腐蚀电池 在金属表面上由于存在许多极微小的电极而形成的电池称为微电池。微电池是因金属表面的电化学的不均匀性所引起的 1、金属化学成分的不均匀性 2、组织结构的不均匀性 3、物理状态的不均匀性 4、金属表面膜的不完整性 当参与电极反应的各组分活度(或分压)都等于1，温度规定为25 C，这种状态称为标准状态，此时，平衡电位Ee等于E0，故E0称为标准电位。 原电池的极化作用：由于通过电流而引起原电池两极间电位差减小并因而引起电池工作电流强度降低的现象。 阳极极化：当通过电流时阳极电位向正的方向移动的现象。 阴极极化：当通过电流时阴极电位向负的方向移动的现象。 去极化作用或去极化过程：消除或减弱阳极和阴极的极化作用的电极过程 极化曲线：是表示电极电位随着电流密度而改变的关系曲线。 电极极化率：极化曲线斜率的绝对值。 腐蚀极化图：是一种电位-电流密度图，它是把表征腐蚀电池特征的阴、阳极计划曲线画在同一张图上而构成的。为了方便起见，常常忽略电位随电流变化的细节，将极化曲线画成直线。 根据控制步骤的不同，可将极化分为两类：电化学极化和浓度极化 极化分类： 1电化学极化：电子转移步骤最慢为控制步骤所导致 2浓度极化：电子转移步骤快，而反应物从溶液相中向电极表面运动成产物自由电极表面向溶液相内部运动的液相传质成为控制步骤 3电阻极化：电流通过电解质溶液和电极表面的某种类型膜而产生的欧姆降。 产生阳极极化的原因： 1、阳极的电化学极化 2、阳极的浓度极化 3、阳极的电阻极化。 析氢腐蚀：以氢离子作为去极化剂的腐蚀过程，称为氢离子去极化腐蚀 吸氧腐蚀：以氧作为去极化剂的腐蚀过程，称为氧去极化腐蚀 氢去极化腐蚀的特征 1、阴极反应的浓度极化小,一般可以忽略。 2、与溶液PH值关系很大。 3、与金属材料的本质及表面状态有关。 4、与阴极面积有关。 5、与温度有关。 三、提高氢过电位措施 1、加入析氢过电位高的合金元素； 2、提高金属的纯度，消除或减少杂质； 3、加入阴极缓蚀剂，如在酸性溶液中加入As、Sb、Hg、盐。 钝化：从活态向钝态的转变 二、影响钝化的因素 1、金属材料 2、环境 3、温度 4、金属表面在空气中形成的氧化物膜对钝化有利 5、有许多因素能够破坏金属的钝态，使金属活化。这些因素包括：活性离子(特别是氯离子)和还原性气体(如氢)，非氧化性酸(如盐酸)，碱溶液(能破坏两性金属如铝的钝态)，阴极极化，机械磨损。 三、钝化体系的极化曲线 阳极钝化的阳极极化曲线 （1）AB段，称为活性溶解区：阳极反应式如Fe → Fe2+ + 2e （2）BC段，称为钝化过渡区：阳极反应式如3Fe + 4H2O → Fe3O4 + 8H+ + 8e （3）CD段，称为稳定钝化区，简称钝化区：阳极反应式如2Fe + 3H2O → Fe2O3 + 6H+ + 6e （4）DE段，称为过钝化区：阳极反应4OH- → O2 + 2H2O + 4e 五、钝化理论 1、成相膜理论 2、吸附理论 第三章全面腐蚀与局部腐蚀 如果腐蚀是在整个金属表面上进行，则称为全面腐蚀(General Corrosion) 如果腐蚀只集中在金属表面局部特定部位进行，其余大部分几乎不腐蚀，这种类型的腐蚀称之为局部腐蚀(Localized Corrosion) 金属的大部分表面不发生腐蚀或腐蚀很轻微，但局部地方出现腐蚀小孔并向深处发展的现象，称为小孔腐蚀或点蚀。 二、小孔腐蚀特征： 1、蚀孔小而深，具有深挖特征 2、一般蚀孔口有腐蚀产物覆盖 3、存在诱导期 4、孔蚀位置不可预测 5、在易钝化的金属上易发生 三、孔蚀机理 1、钝态金属：钝化膜溶解与修复动态平衡 2、溶解与修复平衡被活性阴离子破坏 溶解与修复处于动态平衡，但是在活性阴离子的环境中，氧容易被排挤掉，这种平衡就会被打破，形成可溶性氯化物，这样会在新露出的基底金属的特定点上生成小蚀坑（孔蚀核） 3、孔蚀核发展成蚀孔：蚀核形成后，若再钝化的阻力小，就不能形成蚀孔；若氧化剂（FeCl3)促进阳极氧化过程，使得金属的腐蚀电位上升至孔蚀临界电位上，就形成蚀孔。 4、蚀核形成的位置： 蚀核一般会在表面的伤痕处、露头位错，内部夹杂物处优先形成。 四、影响小孔腐蚀的因素: 金属的性质腐蚀性介质电位与pH值流动状态 五、孔蚀的防护与控制措施 改善介质环境缓蚀剂的应用电化学保护合理选择耐蚀材料 3.3、缝隙腐蚀 金属部件在介质中，由于金属与金属或金属与非金属之间形成特别小的缝隙（其宽度一般为0.025一0.1mm）足以使介质进入缝隙内而又使这些介质处于停滞状态、引起缝内金属的加速腐蚀，这种腐蚀称为缝隙腐蚀。 3、缝隙腐蚀的机理 目前，大家较能接受的机理是，缝隙腐蚀的起因是氧浓差电池的作用，而闭塞电池引起的酸化自摧化作用是造成缝隙腐蚀加速进行的根本原因。 4、影响因素 1. 缝隙宽度:它对缝隙腐蚀深度和速率有较大影响。缝隙内速率随缝隙外面积增大而加快。 2.氧浓度影响:溶液中氧浓度增加，缝隙外的氧在阴极上还原反应更易进行，缝隙腐蚀加速。溶解氧小于0.5ppm时，有可能不引起缝隙腐蚀。 3.温度影响:一般而言，温度升高会导致阳极反应加快，腐蚀速度增加，愈易引起缝隙腐蚀。 4.流速影响:腐蚀液流速的影响可分为两种情况。当流速增加时，缝隙外含氧虽相应增加，缝隙腐蚀速度加快；另一种情况，流速加大时，可把沉积物冲掉，闭塞电池不易形成，从而减轻缝隙腐蚀。 3.4、晶间腐蚀：沿着或紧挨着金属的晶粒边界发生的腐蚀称为晶间腐蚀 ●●敏化热处理 不锈钢的晶间腐蚀常常是在受到不正确的热处理以后发生的，使不锈钢产生晶间腐蚀倾向的热处理叫做敏化热处理。 奥氏体不锈钢的敏化热处理范围为450?C—850?C。 铁素体不锈钢的敏化温度在900?C以上，而在700-800?C退火可以消除晶间腐蚀倾向。 ●●TTS曲线 敏化处理对不锈钢晶间腐蚀的影响，与加热温度、加热时间都有关系。将处理后的试样进行试验，把结果表示在以加热温度(T)和加热时间(T)为纵、横坐标的图上，发生晶间腐蚀的区域的边界称为TTS曲线(S表示晶间腐蚀敏感性)。 TTS曲线清楚地表明被试验不锈钢敏化处理的温度和时间范围。 晶间腐蚀机理：贫铬理论 固溶处理：把钢加热到1050-1150 oC后进行淬火，目的获得均相固溶相。 3.7、应力腐蚀 应力腐蚀破裂是指金属材料在固定拉应力和特定介质的共同作用下所引起的破裂，简称应力腐蚀，英语缩写是SCC 应力腐蚀破裂可看成电化学腐蚀和应力的机械破坏互相促进的结果。 控制脆性断裂的途径有两种，一是从内因入手，合理选材；二是从外因入手，控制应力，控制介质或控制电位等办法 1.选用耐蚀材料 2.控制应力 3.减弱介质的浸蚀性 第四章金属在各种环境中的腐蚀 I区为金属表面上有几个分子层厚的吸附水膜，没有形成连续的电解液，相当于“干氧化”状态，发生纯化学腐蚀。 II区对应于“潮大气腐蚀”状态，出于电解液膜的存在，开始了电化学腐蚀过程．腐蚀速度急剧增加。 III区为可见的液膜层，III区相当于“湿大气腐蚀”。随着液膜厚度进一步增加，氧的扩散变得困难， 因而腐蚀速度也相应降低。液膜更厚就进入IV区，这与浸泡在液体中的腐蚀相同。 一般环境的大气腐蚀大多是在II、III区进行的，随着气候条件和相应的金属表面状态的变化，各种腐蚀形式可以互相转换。 大气腐蚀的三种类型 (1)干的大气腐蚀当空气十分干燥，金属表面上不存在水膜金属的腐蚀属于常温氧化。在金属表面形成不可见的保护性氧化膜和某些金属失泽现象。 (2)潮的大气腐蚀当Rh<100%，在金属表面上存在肉眼不可见的薄液膜，随水膜厚度增加,V-迅速增大。 (3) 湿的大气腐蚀当Rh≈100%，金属表面上形成肉眼可见的水膜，随水膜厚度增加，V-逐渐减小。 大气腐蚀的特点 ?氧分子还原反应速度较大，成为主要的阴极过程。即使液膜呈酸性，氧分子还原反应仍占阴极过程的主要地位。 ?在薄的液膜下氧容易到达金属表面，有利于金属钝化；潮的大气腐蚀受阳极极化控制，湿的大气腐蚀受阴极极化控制 ?由于水膜薄，腐蚀过程的产物仍留在水膜中，因此腐蚀产物的性质对大气腐蚀过程有重要影响。大气腐蚀的影响因素 （1）气候条件：湿度；降水量；温度；日照量 （2）大气污染物质 SO2 ：能强烈促进钢铁的大气腐蚀 盐粒：溶解于金属表面水膜，增加吸湿性和导电性，氯离子还具有强腐蚀性。 烟尘：烟尘落在金属表面，能吸附腐蚀性物质(如炭粒)，或者在金属表面上形成缝隙，增加水汽凝聚(如硅质颗粒)。 ◆海水的组成和性质 海水近似看做3%或3.5%的氯化钠溶液。几乎含有地壳中所有的自然状态的元素。海水的pH 值在7.2 ~ 8.6，呈微碱性。海水的温度在–2 ~ 35?C之间。 船舶和海洋设施的保护 （1）低合金海水用钢比碳钢腐蚀情况好 （2）设计和施工：在选材、设计和施工中要避免造成电偶腐蚀和缝隙腐蚀。与高流速海水接触的设备(泵、推进器、海水冷却器等)要避免湍流腐蚀和空泡腐蚀 （3）涂料保护 （4）阴极保护：阴极保护与涂料联合应用是最有效的防护方法。现在海洋船舶、军舶普遍采用这种防护方法。 影响土壤腐蚀性的因素 主要因素有：含水量、含盐量、pH值、电阻率。 土壤含水量既影响土壤导电性又影响含氧量。 氧的含量对金属的土壤腐蚀有很大影响。 土壤愈干燥，含盐量愈少，土壤电阻率愈大；土壤愈潮湿，含盐量愈多，土壤电阻率就愈小，随电阻率减小，土壤腐蚀性增强。 pH值愈低，土壤腐蚀性愈强。 4.4、金属在工业环境中的腐蚀 4.4.1、酸介质中的腐蚀 酸是一类能在水溶液中电离，并有H3O+生成的化合物的总称。酸的强弱决定于它们在相同条件下离解度的大小。盐酸、硫酸、硝酸属于强酸，而醋酸、硼酸、碳酸等为弱酸。金属在酸溶液中的腐蚀情况，要视其是氧化性还是非氧化性酸而具有不同的规律。 非氧化性酸的特点是腐蚀的阴极过程纯粹为氢的去极化过程。腐蚀速度随氢浓度的增加而上升。氧化性酸的特点是阴极过程主要为氧化剂的还原过程。在一定范围内，随氧化性酸浓度的增加，加速氧化剂的阴极还原过程．使腐蚀加速。而当酸浓度超过某一临界值时，使金属发生钝化，腐蚀速度下降。但是理性的把酸划分为氧化性的和非氧化性的是不恰当的。因为有些酸，如硝酸，是典型的氧化性酸，但当浓度不高时，都和非氧化性酸一样，属于氢的去极化腐蚀。 （2）影响因素 a.金属本质的影响。 b.介质的影响。 C.温度的影响。 3．金属在硫酸中的腐蚀 在稀硫酸中，腐蚀速度随硫酸浓度的增大而增加，当ωH2SO4达到50％时，由于钝化作用，腐蚀速度迅速下降，最后达到最低值。但酸浓度超过100％以后，随过剩SO3含量的增加，腐蚀速度又开始增大。在一定浓度时出现第二个最大值，SO3含量继续增加，腐蚀速度又下降。 第六章材料的防护 在生产实践中用得最多的防腐蚀技术大致可分为如下几类： 1、合理选材。根据不同介质和使用条件，选用合适的金属材料和非金属材料； 2、阴极保护。利用金属电化学腐蚀原理，将被保护金属设备进行外加阴极极化以降低或防止金属腐蚀； 3、阳极保护。对于钝化溶液和易钝化金属组成的腐蚀体系，可以采用外加阳极电流的办法，使被保护金属设备进行阳极钝化以降低金属腐蚀； 4、介质处理。包括去除介质中促进腐蚀的有害成分，调节介质的pH值及改变介质的温度等； 5、添加缓蚀剂。往介质中添加少量能阻止或减缓金属腐蚀的物质以保护金属； 6、金属表面覆盖层。在金属表面喷、衬、渗、镀、涂上一层耐蚀性较好的金属或非金属物质以及将金属进行磷化、氧化处理，使被保护金属表面与介质机械隔离而降低金属腐蚀； 7、合理的防腐蚀设计及改进生产工艺流程以减轻或防止金属的腐蚀。 6.1.1、阴极保护 将被保护金属进行外加阴极极化以减小或防止金属腐蚀的方法叫作阴极保护法。外加阴极极化可以采用两种方法来实现。 1、将被保护金属与直流电源的负极相连，利用外加阴极电流进行阴极极化如图1所示。这种方法称为外加电流阴极保护法。 2、在被保护设备上连接一个电位更负的金属作阳极，它与被保护金属在电解质溶液中形成大电池，而使设备进行阴极极化，这种方法称为牺牲阳极保护法。 二、阴极保护的基本控制参数 1、最小保护电位：要使金属达到完全保护，必须将金属加以阴极极化，使它的总电位达到其腐蚀微电池阳极的平衡电位。这时的电位称为最小保护电位。 2、最小保护电流密度：使金属得到完全保护时所需的电流密度称为最小保护电流密度。 三、阴极保护的应用范围 阴极保护的效果很好，而且简单易行，目前在地下输油及输气管线、地下电缆、舰船、海上采油平台、水闸、码头等方面已广泛采用。 一般来说，金属结构进行阴极保护时要考虑到以下几方面的因素。 1、腐蚀介质必须是能导电的，并且要有足够的量以便能建立连续的电路。 2、金属材料在所处的介质中要容易进行阴极极化，否则耗电量大，不宜于进行阴极保护。 3、被保护设备的形状、结构不要太复杂。否则可能产生“遮蔽现象”，使金属表面电流分布不均匀。 五、外加电流阴极保护 外加电流阴极保护系统的主要组成部分有辅助阳极、直流电源以及测量和控制保护电位的参比电极。六．牺牲阳极保护法 牺牲阳极保护是在被保护的金属上连接一个电位较负的金属作为阳极，它与被保护金属在电解液中形成一个大电池。电流由阳极经过电解液而流入金属设备，并使金属设备阴极极化而得到保护。牺牲阳极保护的原理与外加电流阴极保护一样，都是利用外加阴极极化来使金属腐蚀减缓。但后者是依靠外加直流电源的电流来进行极化，而牺牲阳极保护则是借助于牺牲阳极与被保护的金属之间有较大的电位差所产生的电流来达到极化的目的。牺牲阳极保护由于不需要外加电源，不会干扰邻近设施，电流的分散能力好，设备简单 七、牺牲阳极保护法与外加电流阴极保护法的比较 外加电流阴极保护法的优点是可以调节电流和电压，适用范围广，可用于要求大电流的情况，在使用不溶性阳极时装置耐久。其缺点是需要经常的操作费用，必须经常维护检修，要有直流电源设备，当附近有其他结构时可能产生干扰腐蚀。 牺牲阳极保护的优点是不用外加电流，故适用于电源困难的场合，施工简单，管理方便，对附近设备没有干扰，适用于需要保护的场合。其缺点是能产生的有效电位差及输出电流量都是有限的，只适用于需要小电流的场合；调节电流困难，阳极消耗大，需定期更换。 阴极保护有几种，采用的辅助阳极材料有何不同？简要说明理由。 阴极保护法：外加电流法和牺牲阳极法两种途径来实现。 外加电流法阴极保护的辅助阳极：（1）、具有良好的导电性和较小的表面输出电阻；（2）、在高电流密度下阳极极化小，即在一定的电压下，单位面积上能通过较大的电流；（3）、具有较低的溶解速度、耐蚀性好，使用寿命长；（4）、具有一定的机械强度、耐磨、耐冲击等；（5）、价格便宜，容易制作。 牺牲阳极法阴极保护所用阳极材料：（1）、电位足够负，可供应充足的电子，使被保护金属设备发生阴极极化，但是电位又不宜太负，以免在阴极区发生析氢反应引起氢脆。（2）、理论输出电量高，即单位质量阳极金属溶解时产生的电量多，一般电流效率都在80%—90%（电流效率是有效电量与理论发生电量的百分比）；(3)、阳极的极化率要小，容易活化，输出电流稳定；（4）、阳极的自腐蚀电流小，金属溶解所产生的电量应大部分用于阴极保护；（5）、价格便宜，易加工、无公害。 八．联合保护 1、阴极保护与涂料联合防腐蚀 2、阴极保护与缓蚀剂联合防腐蚀 一、阳极保护的基本原理 阳极保护的基本原理，就是将金属进行阳极极化，使其进入 钝化区而得到保护。 二．阳极保护的主要参数 1、致钝电流密度，希望致钝电流密度越小越好。这样就 可以选用小容量的电源设备，减少设备投资和耗电量，同时 也减少致钝过程中设备的阳极溶解。并且设备也比较容易达 到钝态。 2、维钝电流密度，维钝电流密度代表着阳极保护时金属的 腐蚀速度。 3、钝化区电位范围，钝化区电位范围越宽越好。钝化区电位范围宽，电位就允许在较大的数值范围内波动而不致发生进入活化区的危险。这样，对控制电位的电器设备和参比电极的要求就可不必太高。 4、最佳保护电位，阳极处于这一电位时，维钝电流密度及双层电容量最小，表面膜电阻值最大，钝化膜最致密，保护效果最好。 6.2、缓蚀剂 在腐蚀环境中，通过添加少量 能阻止或减缓金属腐蚀速度 的物质以保护金属的方法，称 缓蚀剂保护。 缓蚀剂的保护效果与腐蚀介 质的性质、温度、流动状态、 被保护材料的种类和性质，以 及缓蚀剂本身的种类和剂量 等有着密切的关系。 2、按缓蚀剂所形成的保护膜 特征划分 根据缓蚀剂在保护过程中所 形成的保护膜性质，可将缓 蚀剂分为如下三类。 A．氧化膜型缓蚀剂(钝化剂)：如铬酸盐－使表面形成致密、附着力强的氧化膜，用量不足会加速腐蚀； B．沉淀膜型缓蚀剂：如聚邻酸钠与有关离子形成防蚀性的沉淀膜，膜可能较厚。 C、吸附膜型缓蚀剂：有物理吸附型如胺类、硫醇、硫脲－通过物理吸附而缓蚀，化学吸附型如吡啶衍生物、苯胺衍生物、环状亚胺等。 3、其它分类方法 按用途的不同，可将缓蚀剂分为冷却水 缓蚀剂、油气井缓蚀剂、酸洗缓蚀剂、石油化工 工艺缓蚀剂、气相缓蚀剂、锅炉缓蚀剂等； 按化学组成可将缓蚀剂分为无机缓蚀 剂和有机缓蚀剂； 按使用时的相态可将缓蚀剂分为气相 缓蚀剂、液相缓蚀剂、固相缓蚀剂等； 按被保护金属种类的不同，可将缓蚀剂 分为钢铁缓蚀剂、铜即铜合金缓蚀剂、铝及铝合 金缓蚀剂等； 按缓蚀剂的溶解性能可分为油溶性缓 蚀剂和水溶性缓蚀剂等； 按使用介质的pH值可分为酸性介质中 的缓蚀剂、中性介质中的缓蚀剂和碱性介质中的缓蚀剂等。 2、沉淀膜型缓蚀剂的作用机理 这是能在金属表面形成防腐蚀沉淀膜的缓蚀剂。沉淀膜可以由缓蚀剂的相互作用形成，也可由缓蚀剂与腐蚀介质中存在的金属离子反应形成。沉淀膜的厚度比氧化膜型缓蚀剂的钝化膜要厚，一般有几百到一千埃。由于沉淀膜电阻大，并能使金属与腐蚀介质相互隔开，因而可以抑制金属的腐蚀。 3、吸附膜型缓蚀剂的作用机理 能形成吸附膜的缓蚀剂大多是有机缓蚀剂，因而在讨论缓蚀剂的吸附理论时，主要考虑有机缓蚀剂。 吸附膜型缓蚀剂是通过缓蚀剂分子上极性基团的物理吸附作用，使缓蚀剂吸附在金属表面。这样，一方面改变金属表面的电荷状态和界面性质，使金属表面的能量状态趋于稳定化，从而增加腐蚀反应的活化能，使腐蚀速度减慢；另一方面被吸附的缓蚀剂上的非极性基团，尚能在金属表面形成一层疏水性保护膜，阻碍着与腐蚀反应有关的电荷或物质的转移，因而也使腐蚀速度减小。 三、缓蚀作用的影响因素 1、浓度的影响 缓蚀剂浓度对金属腐蚀速度的影响，大致有三种情况： a、缓蚀效率随缓蚀剂浓度的增加而增加。 b、缓蚀剂的缓蚀效率与浓度的关系有极值。 c、当缓蚀剂用量不足时，不但起不到缓蚀作用，反而会加速金属的腐蚀或引起孔蚀 2、温度的影响 温度对缓蚀效果的影响也有下列三种情况： a、在较低温度范围内缓蚀效果很好，当温度升高时，缓蚀效率便显著的下降。 b、在一定温度范围内对缓蚀效果影响不大，但超过某温度时却使缓蚀效果显著降低。 c、随着温度的升高，缓蚀效率也增高。 3、流动速度的影响 腐蚀介质的流动状态，对缓蚀剂的使用效果也有相当大的影响。大致有下面三种情况： a、流速加快时，缓蚀效率降低。 b、流速增加时，缓蚀效率提高。 c、介质流速对缓蚀效率的影响，在不同使用浓度时还会出现相反的变化。 6.3、金属表面覆盖层 为了达到防护的目的，金属覆盖层必须具备一定的性质，其基本要求如下： 1、覆盖层本身在介质中耐蚀，与基体金属结合牢固，附着力好； 2、覆盖层完好，孔隙率小； 3、有良好的物理、机械性能； 4、有一定的厚度和均匀性。 一、金属的表面处理 表面处理可分为机械法、化学法和电化学法三种。 表面处理-- 表面氧化、磷化、发黑、发蓝等化学处理，使表面形成稳定氧化膜层。经电化学钝化处理，使表面生成转化膜层。 激光束、电子束、离子束等物理处理，使表面合金化层/离子注入，防护表面处理，对材料改性优化，只改变表面性质（耐蚀，耐磨，美观…），不改变材料体相同部性质，是提高材料耐腐蚀性很有效和经济的方法。 物理气相沉积( PVD)，化学气相沉积( CVD)，金属有机化合物化学气相沉积(MOCVD)，等离子体辅助(PCVD)，激光化学气相沉积(LCVD) …. 二、金属的电镀和化学镀 利用直流电从电解液中析出金属，并在物件表面沉积而获得金属覆盖层的方法较电镀。 三、金属喷镀、热浸镀和渗镀 金属喷镀是用压缩空气将熔融状态的金属雾化成微粒，喷射在工件表面上，形成金属覆盖层 热浸镀是以熔点比铁低的金属进行热浸的。其方法是将要保护的零件或半成品浸在盛有熔融金属的槽中，或以一定速度从盛有熔融金属的槽中通过，使零件表面敷上一层涂敷金属而得到保护。 扩散渗铝是将已喷铝或热浸镀铝的工件表面进行高温热处理，使喷铝或浸铝层中的铝熔化并向基体内部扩散渗透，从而形成铝铁化合物和故溶体组织的表面，这种表面具有耐高温、抗氧化和防腐的性能。 四、金属的氧化和磷化处理 碱性氧化法是把钢铁零件放入含有各种氧化剂的热浓苛性钠溶液中。在一定时间和一定温度下进行处理。为了获得膜层较厚和抗蚀能力较高的氧化膜，使用两种浓度不同的溶液进行两次氧化。 酸性氧化法所得保护膜的耐蚀性和附着力都比碱性法好，而且氧化处理时间短，处理温度低，故较经济，薄膜厚度约5微米。在氧化处理前，除油必须干净，否则得到的氧化膜质量不好，形成的膜不完整。 二、钢铁的磷酸盐处理（磷化） 将钢铁零件放入磷酸盐溶液中，在一定条件下获得一种磷酸盐保护层的方法叫磷酸盐处理，简称磷化。磷化膜多孔，故必须在磷化后用重铬酸钾溶液或用油浸润，作进一步的补充处理。经过这样处理后的金属表面，对大气腐蚀有很高的耐蚀性。由于磷酸盐膜多孔，它能被油漆、润滑油很好浸透，与金属结合牢固，故磷化常作为油漆涂层的底层。这种方法还被用来减少金属的摩擦。 艺术设计概论 第一章导论 设计是文化和文明的产物，又创造着新文化和新文明。 第一节、艺术设计的概念与定义 一、“设计”的概念 1974《大不列颠百科全书》“Design: blah blah........只要是为了一定目的而从事设想、规划、计划、安排、布置、筹划、策划的都可以说是‘设计’” 郝伯特·西蒙：“凡是以现存情形改变成想望情形，为目标而构想行动方案的人都在搞设计。”——最本质的意义是计划/设计，即预设一定的目标并为此而建立方案。（不是以大工业生产为前提的意义） 二、设计的意义 设计是人类改变原有事物，使其变化、增益、更新、发展的创造性活动。设计是构想和解决问题的过程，它涉及人类一切有价值的创造活动。【设计的宏观定义】“一种对目标问题的求解活动” “从现存事实转向未来可能的思想跃迁” “......”“......” 1950麦德华·考夫曼·琼尼：现代设计的12项定义：【大工业生产后的定义】 1）应满足现代设计的需要 2）应体现时代精神 3）应从不断发展的纯美术与纯科学中不断汲取营养（自我发展） 4）应灵活运用新材料、新技术，并不断使其发展（与时俱进） 5）通过运用适当的材料和技术手段，不断丰富产品的造型、肌理、色彩等效果（外观创新） 6）应明确的表达对象的意图、绝不能模棱两可（理念清晰） 7）应体现使用材料所具备的区别于他种材料的特性及美感（忠于材料） 8）应明确表达产品的制作方法，不能使用表面可行、实际不能适应大量生产的欺骗手段（诚实） 9）在实用、材料、工艺的表现手法上，应给人以视觉的满足，特别应强调整体效果的满足（效果展示） 10）应给人单纯洁净的美感，避免繁琐的处理 11）必须熟悉和掌握机械设备的功能 12）追求豪华情调的同时，必须顾及消费者节制的欲求及价格问题（物美价廉） 1957国际工业设计学会联合会（ICSID）1964年定义：“工业设计是一种创造性活动，他的目的是解决工业产品的造型质量，这些造型质量不但是外部特征，而且主要是结构和功能的关系，他从生产者和使用者的观点把一个系统转变为连贯的统一。工业设计扩大到包括人类环境的一切方面，仅售工业生产可能性的限制。”【设计从物向人的转变】【表明了设计的创造性质和意义；注重内部结构、功能与外观形态的统一；从人的需要出发（即 材料腐蚀及核电站材料腐蚀防护概述 【摘要】随着科技发展，材料腐蚀成为工业生产中的重要问题，很多技术无法突破的关键就在于材料的腐蚀问题无法解决。本文通过对金属材料，非金属材料的腐蚀机理等问题进行概述，并对核电工业对腐蚀防护技术的需求进行了初步介绍。 【关键字】金属非金属腐蚀核电工业防护 一、引言 随着科技的发展，在生产制造过程中，材料的腐蚀问题的重要性越来越突出，可以说现阶段很多技术无法做出突破的重要原因就是材料腐蚀问题无法解决。因此，清楚地认识和了解材料的腐蚀问题具有重要研究意义。同时联系本专业知识背景，进一步了解有关核电工业对腐蚀防护技术的需求，对我们今后的工作和学习研究具有一定的指导意义。 关于材料的腐蚀，主要包括金属的腐蚀和非金属的腐蚀。同时，核电工业对腐蚀防护技术的需求包括了水冷式堆型核电站的腐蚀与防护和特殊类型核反应堆的腐蚀问题。 二、金属腐蚀 1．定义与危害 金属材料受周围介质的作用而损坏，称为金属腐蚀。究其本质，金属在腐蚀过程中所发生的化学变化，其实就是金属单质被氧化形成化合物。 在人类进入21世纪的今天，金属材料的应用也得到空前的拓宽，全球每年因腐蚀造成的金属损失量高达全年金属产量的20％-40％。化学工业、石油化工、原子能等工业中，由于材料腐蚀造成的跑、冒、滴、漏，不仅造成惊人的经济损失，还可能使许多有害物质甚至放射性物质泄漏而污染环境，危害人民的健康，有的甚至会长期造成严重的后果；而由于金属腐蚀所造成的灾难性事故严重地威胁着人们的生命安全：许多局部腐蚀引起的事故，如氢脆和应力腐蚀断裂这一类的失效事故，往往会引起爆炸、火灾等灾难性恶果。据世界上发达国家调查统计，每年由于金属腐蚀造成的直接损失约占国民经济生产总值的1.5％-4.2％；1999年光明日报曾报道了我国每年腐蚀损失是2800亿元，其中石化系统的损失(不含事故损失)为400亿，按照国民生产总值(2005年GDP18万亿)4％的损失量计算，我国每年将有近7 200亿元腐蚀损失。 所以，了解金属的腐蚀具有重要的社会和经济意义。 2．金属腐蚀的分类 金属腐蚀按腐蚀过程机理分，主要有化学腐蚀、电化学腐蚀和生物腐蚀；按金属腐蚀破坏的形态和腐蚀区的分布，主要有全面腐蚀和局部腐蚀；还有按腐蚀的环境条件把腐蚀分为高温腐蚀和常温腐蚀；干腐蚀和湿腐蚀等。 3．金属腐蚀的机理 金属腐蚀按腐蚀过程机理可以分为化学腐蚀、电化学腐蚀和生物腐蚀。下面，将对各个过程进行详细说明。 （1）化学腐蚀 化学腐蚀是指金属在非电化学作用下与接触到的物质直接发生氧化还原反应而被氧化损耗的腐蚀过程。通常指在非电解质溶液及干燥气体中，纯化学作用引起的腐蚀。这类腐蚀不普遍、只有在特殊条件下才会发生，例如，化工厂里的氯气与铁反应生成氯化亚铁：Cl2+Fe→FeCl2 材料力学阶段总结 一、 材料力学得一些基本概念 1. 材料力学得任务: 解决安全可靠与经济适用得矛盾。 研究对象:杆件 强度:抵抗破坏得能力 刚度:抵抗变形得能力 稳定性:细长压杆不失稳。 2、 材料力学中得物性假设 连续性:物体内部得各物理量可用连续函数表示。 均匀性:构件内各处得力学性能相同。 各向同性:物体内各方向力学性能相同。 3、 材力与理力得关系, 内力、应力、位移、变形、应变得概念 材力与理力:平衡问题,两者相同; 理力:刚体,材力:变形体。 内力:附加内力。应指明作用位置、作用截面、作用方向、与符号规定。 应力:正应力、剪应力、一点处得应力。应了解作用截面、作用位置(点)、作用方向、与符号规定。 正应力 应变:反映杆件得变形程度 变形基本形式:拉伸或压缩、剪切、扭转、弯曲。 4、 物理关系、本构关系 虎克定律;剪切虎克定律: ???? ? ==?=Gr EA Pl l E τεσ夹角的变化。剪切虎克定律：两线段 ——拉伸或压缩。拉压虎克定律：线段的 适用条件:应力～应变就是线性关系:材料比例极限以内。 5、 材料得力学性能(拉压): 一张σ-ε图,两个塑性指标δ、ψ,三个应力特征点:,四个变化阶段:弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、颈缩阶段。 拉压弹性模量E ,剪切弹性模量G ,泊松比v , 塑性材料与脆性材料得比较: 安全系数:大于1得系数,使用材料时确定安全性与经济性矛盾得关键。过小,使构件安全性下降;过大,浪费材料。 许用应力:极限应力除以安全系数。 塑性材料 脆性材料 7、 材料力学得研究方法 1)所用材料得力学性能:通过实验获得。 2)对构件得力学要求:以实验为基础,运用力学及数学分析方法建立理论,预测理论 应用得未来状态。 3)截面法:将内力转化成“外力”。运用力学原理分析计算。 8、材料力学中得平面假设 寻找应力得分布规律,通过对变形实验得观察、分析、推论确定理论根据。 1) 拉(压)杆得平面假设 实验:横截面各点变形相同,则内力均匀分布,即应力处处相等。 2) 圆轴扭转得平面假设 实验:圆轴横截面始终保持平面,但刚性地绕轴线转过一个角度。横截面上正应力为零。 3) 纯弯曲梁得平面假设 实验:梁横截面在变形后仍然保持为平面且垂直于梁得纵向纤维;正应力成线性分布规律。 9 小变形与叠加原理 小变形: ①梁绕曲线得近似微分方程 ②杆件变形前得平衡 ③切线位移近似表示曲线 ④力得独立作用原理 叠加原理: ①叠加法求内力 ②叠加法求变形。 10 材料力学中引入与使用得得工程名称及其意义(概念) 1) 荷载:恒载、活载、分布荷载、体积力,面布力,线布力,集中力,集中力偶,极限荷 载。 2) 单元体,应力单元体,主应力单元体。 3) 名义剪应力,名义挤压力,单剪切,双剪切。 4) 自由扭转,约束扭转,抗扭截面模量,剪力流。 5) 纯弯曲,平面弯曲,中性层,剪切中心(弯曲中心),主应力迹线,刚架,跨度, 斜弯 曲,截面核心,折算弯矩,抗弯截面模量。 6) 相当应力,广义虎克定律,应力圆,极限应力圆。 7) 欧拉临界力,稳定性,压杆稳定性。 8)动荷载,交变应力,疲劳破坏。 二、杆件四种基本变形得公式及应用 1、四种基本变形: 实验成绩 《信息安全概论》实验报告 实验二PKI实验 专业班级：学号：姓名：完成时间_2016/5/18 一、实验目的 加深对CA认证原理及其结构的理解；掌握在Windows 2003 Server环境下独立根CA 的安装和使用；掌握证书服务的管理；掌握基于Web的SSL连接设置，加深对SSL的理解。 二、实验内容 客户端通过Web页面申请证书，服务器端颁发证书，客户端证书的下载与安装；停止/启动证书服务，CA备份/还原，证书废除，证书吊销列表的创建与查看；为Web服务器申请证书并安装，在Web服务器端配置SSL连接，客户端通过SSL与服务器端建立连接。 三、实验环境和开发工具 1.Windows 2003 操作系统 2.VMware Workstation 四、实验步骤和结果 CA分为两大类，企业CA和独立CA； 企业CA的主要特征如下： 1.企业CA安装时需要AD（活动目录服务支持），即计算机在活动目录中才可以。 2.当安装企业根时，对于域中的所用计算机，它都将会自动添加到受信任的根证书颁 发机构的证书存储区域； 3.必须是域管理员或对AD有写权限的管理员，才能安装企业根CA； 独立CA主要以下特征: 1.CA安装时不需要AD（活动目录服务）。 2.任何情况下，发送到独立CA的所有证书申请都被设置为挂起状态，需要管理员受 到颁发。这完全出于安全性的考虑，因为证书申请者的凭证还没有被独立CA验证； AD（活动目录）环境下安装证书服务（企业根CA）的具体步骤如下： 首先要安装IIS ，这样才可以提供证书在线申请。 1)从“控制面板”，双击“添加/删除程序”，单击“添加/删除Windows组件”，选中“证 书服务”，单击“下一步”。如图4－1所示。 图4－1添加证书服务 弹出警告信息“计算机名和域成员身份都不能更改”，选择“是” 2)选中“企业根CA”，并选中“用户自定义设置生成密钥对和CA证书”，单击“下 一步”。如图4－2所示。 设计概论学习心得 在人类社会文明高度发展的过程中，工业革命开始以后，造物艺术伴随着大工业生产技术和艺术文化的不断融合，并在20世纪初凝聚成为工业设计，并作为一门独立完整的现代学科得以确立，工业产品设计才成其真正意义。 作为一门新兴的学科，设计学的产生是20世纪以来的事件；作为一门专门的学科，它毫无疑问有着它自己的研究对象。由于设计与特定的物质生产与科学技术的关系，这使得设计学本身具有自然科学的客观性特征；而设计与特定社会的政治、文化、艺术之间所存在的显而易见的关系，又使得设计学在另一方面有着特殊的意识形态色彩。本书希望引起中国设计界对理论问题的关注进而对设计教育的关注，并最终使设计学成为一门真正登载教育和实践两方面都得到落实的学科。 工业产品设计就是对工业产品的功能、材料、构造、工艺、形态、色彩、表面处理、装饰等诸因素从社会、经济、技术等方面进行综合处理，既要符合人们对产品物质功能的要求，又要满足人们审美情趣的需求。 也就是在对工业产品进行外观设计时，不仅要研究工业产品制造的可能性、操作时的可靠性、经济上的合理性、形态表现的艺术性等，同时还要研究工业产品对社会的价值，对环境的影响，对人的生理和心理的作用。这里的"艺术性"是一种综合性的概念，它不仅包括产品的造型处理、色彩处理、纹饰处理与视觉效果相关的结构处理、纹理效果处理，还包括人的触觉、听觉等综合感觉效果的处理。 工业产品设计也是人类创造的物化形态、是一种造物艺术的同时，它已经成为一种综合艺术语言。作为人类造物活动的 延续和发展，同样是一种艺术文化。在技术手段上，它拥有以往任何一个时代都无可比拟的现代工业文明；在审美精神上，它又是传承不断的人类创造力与文化传统的延伸与发展。于是，工业产品设计将人类完善自己制造产品的努力从个人性的劳动转变为专业化的社会性劳动，变为运用社会的宏观力量控制和优化人类生活与生存环境的浩大工程。这意味着，人类已不满足于将生产力的发展仅用于从自然中获取财富；人类已觉悟到、并有意识地运用现代工业技术和艺术手段去拓展文化生活中的精神空间，以求得人类自身的不断完善。 姓名：贾永乐学号：201224190602 班级：机械6班 检索主题：材料的腐蚀与防护 数据库：中国知识资源总库——中国期刊全文数据库 检索方法：用高级检索，主题词：腐蚀与防护关键词：材料相与检索结果：1456篇，其中关于航空材料的13篇；金属材料的腐蚀的183篇；材料的防护的522篇，其余为腐蚀与防护相关 的其它技术和方法。 文献综述 1材料腐蚀与防护的发展史： 所有的材料都有一定的使用寿命，在使用过程中将遭受断裂、磨损、腐蚀等损坏。其中，腐蚀失效的危害最为严重，它所造成的经济损失超过了各种自然灾害所造成的损失总和，造成许多灾难性的事故，造成了资源浪费和环境污染。因此，研究与解决材料的腐蚀问题，与防止环境污染、保护人民健康息息相关。在现代工程结构中，特别足在高温、高压、多相流作用下，以及在磨损、断裂等的协同作用下，腐蚀损坏格外严重。据统计，材料腐蚀带来的经济损失约占国民生产总值的1．8％～4．2％。而常用金属材料最容易遭受腐蚀，因此金属腐蚀的研究受到广泛的重视【1】。我们只有在搞清楚材料腐蚀的原因的基础上，才能研制适宜的耐腐蚀材料、涂层及采取合理的保护措施，以达到防止或控制腐蚀的目的。从而减少经济损失和事故，保护环境保障人类健康。 每年由于腐蚀引起的材料失效给人类社会带来了巨大的损失。航 空材料的腐蚀损失尤为巨大。我国针对航空产品的腐蚀与防护的研究和应用起始于上世纪五十年代，经过几十年的曲折发展，取得了很大进步。目前在航空产品的常温腐蚀与防护上，已经进入了向国际接轨的发展阶段。航空材料由于服役环境复杂多变, 不同构成材料相互配合影响, 导致航空材料在飞行器的留空阶段、停放阶段遭受多种不同种类的腐蚀, 增加了飞行器的运营成本, 对飞行器的功能完整性和使用安全性造成严重的危害。英美空军每架飞机每年因腐蚀造成的直接修理费用为11 000~ 55 000美元之间【2】。1985年8月12日,日本一架B747客机因应力腐蚀断裂而坠毁,死亡500余人。因此航空材料的腐蚀防护技术研究对航空业的发展具有举足轻重的作用。 1978．10国家科委主任方毅在全国聘任27位科学家组建了我国《腐蚀科学》学科组，笔者作为学科组成员，第三专业组(大气腐蚀专业组)副组长，承担了航空航天部分的调查任务。1980．1—1982．6广泛函调一百多个工厂，并深入26个厂、所、部队，机场进行了实地考查，发现了大量的腐蚀问题，笔者1985年在我国首次出版了《航空产品腐蚀故障事例集》，汇集了数据比较周全，二十世纪六、七十年代的46个腐蚀故障【3】。 1990年前，铁道车辆车体结构通常采用普碳钢制造，加之使用涂料档次低，对表面处理和涂装工艺不够重视，车辆锈蚀严重，修理时车体钢板的更换率相当高，有些客车甚至仅使用1个厂修期就报废。1985年，耐大气腐蚀钢（即Corten钢，又称耐候钢）开始用于车辆，到1990年，已在全部新造车辆上采用。由于这类钢材含有(0.2%~0.4% 《集中力作用下深梁弯剪耦合变形应力计算方法》学习心得 背景 深梁是工程中常见的的结构，其跨高比一般介于3~8之间。当梁上作用集中力时，既有弯矩又有剪力即横力弯曲，出现弯剪耦合现象。由于剪力的存在，梁的横截面上会出现翘曲现象，并且与中性层平行的截面上出现挤压应力。 跨高比小于5的梁在应用细长梁的纯弯曲理论及假设计算时，误差会随跨高比的减小而迅速增大。对这种深梁而言，细长梁理论就不适用了。深梁应力计算主要影响因素有截面形状、支座约束、跨高比，究其原因是集中力作用下发生弯曲变形时，平面假设和纵向纤维相互不挤压的假设与实际相差太大。 原理 文章只研究两端简支和两端固支时，集中载荷作用在跨中时的横力弯曲的问题，以矩形截面为例，然后推广至工字形截面。 模型简化：在深梁跨中施加集中力F ；当深梁为简支时，两端只有集中反力R 的作用；当深梁为固支时，梁两端受到剪力和弯矩的共同作用。当深梁受有集中力时，由于跨度小，梁高大，其跨中截面的挠度较小。故以力的作用点为圆心的区域内按一半平面考虑应力分布。根据弹性力学半平面体在边界上受集中力作用时，应力计算方法得出深梁内的应力分布。由弹性力学半平面模型可得到图1所示载荷下应力表达式。 ?x =? 2F πx 2y (x 2+y 2)2 (1) 在梁两端集中反力作用下，梁内也会产生应力场，按照叠加原理，梁内应力由这三个力产生的应力场叠加而得。为方便将这三个应力叠加在一起，文章采用了坐标变换， 变换方式坐标轴以图2为基准。坐标变换公式如下： 对于集中力F 产生的应力场，有如下坐标变换： x F=x?l 2 y F=y?? 2 (2) 对于集中反力R1产生的应力场，有如下坐标变换： x R 1 =?x y R 1=?y+? 2 (3) 对于集中反力R2产生的应力场，有如下坐标变换：x R 2 =l?x y R 2=?y+? 2 (4) 将（2）、（3）、（4）式代入到（1）中，由平衡原理知R1=R2=F 2 ，可得到叠加后应力表达式： ?x=2F π x?l 2 2 (y+? 2 ) ( x?l 2 2 + y+? 2 2 )2 ? F π x2 ?y+? 2 x2+ ?y+? 2 22 ? F π l?x2 ?y+? 2 l?x2+ ?y+? 2 22 (5) 梁在集中力作用下，不仅引起剪力，还会产生弯矩，因此需要考虑弯矩剪力共同作用产生的应力。再将材料力学梁受弯矩作用下的应力公式代入叠加到（5）式中，可得弯剪共同作用下的应力表达式： ?x=My I + 2F π x?l 2 2 (y+? 2 ) ( x?l 2 2 + y+? 2 2 )2 ? F π x2 ?y+? 2 x2+ ?y+? 2 22 ? F π l?x2 ?y+? 2 l?x2+ ?y+? 2 22 (6) 分析 对（6）式所得结果进行无量纲化分析，定义剪跨比η=x l (0<η<1)，跨高 比α=l ?，和y值的无量纲值ξ=y ?/2 。将其代入（6）得到 ?x=My I +F 2π? {2α 2 η+1 2 2 (ξ+1) α2 η+1 2 +1ξ+12 2 ?α2η2?ξ+1 α2η2+1 4 ?ξ+12 2 ?α2(1?η)2?ξ+1 α21?η2+1 4 ?ξ+12 2 }（7） 再将大括号中的表达式用λ表达得到?x=My I +Fλ 2π? 。为材料力学解加一个修 正项。为比较材料力学和修正项的比例又引入无量纲翘曲应力λ?=Fλ 2π? I My 。得到 无量纲弯曲正应力表达式： 材料腐蚀与防护概论考试重点、样卷与课程总结 【考试重点】 1、金属氧化的恒温动力学规律 ? 直线规律 y = k t ? 抛物线规律 y2=2kt ? 立方规律 y3 = 3kt ? 对数规律 y=k ?ln(t+c1)+c2 ? 反对数规律 1/y=c -k ?lnt 2、析氢腐蚀：以氢离子还原反应为阴极过程的金属腐蚀 必要条件：金属的电极电位低于氢离子还原反应的电位：EM < EH EH ：析氢电位（等于氢的平衡电位E0,H 与析氢过电位ηH 之差 EH=E0, H ?ηH ） 3、吸氧腐蚀：以溶解氧的还原反应为阴极过程的金属腐蚀 必要条件：发生吸氧腐蚀的必要条件是金属的电位比氧电极的平衡电位低，即：EM 河南工业大学实验报告 实验一 古典密码-Vigenere算法 课程信息安全概论实验名称古典密码-Vigenere算法院系信息科学与工程专业班级计科1304 姓名学号 指导老师：刘宏月日期 2015.10.24 一、实验名称 古典密码-Vigenere算法 二、实验目的 1、理解简单加密算法的原理； 2、掌握Vigenere密码的原理，完成Vigenere密码加解密程序的编写； 3、通过实验，加深对古典密码体制的了解，掌握对字符进行灵活处理的方法。 三、实验内容及要求 （一）实验要求 根据Vigenere密码的原理编写程序，对输入的符号串能够根据设置的密钥分别正确实现Vigenere加密和解密功能。 （二）实验准备 1、阅读教材有关章节，理解简单加密算法的原理，掌握Vigenere密码的原理。 2、初步编制好程序。 3、准备好多组测试数据。 四、实验过程及结果 源代码： #include"iostream" using namespace std; #define MINCHAR 97 #define CHARSUM 26 char table[CHARSUM][CHARSUM]; bool Init(); bool Encode(char* key, char* source, char* dest); bool Dncode(char* key, char* source, char* dest); int main() { if(!Init()) { cout << "初始化错误！" << endl; return 1; } char key[256]; char str1[256]; char str2[256]; int operation; while(1) { do 《设计的魅力》 ———读设计学概论有感 设计学类144 储筠尧 设计概论是一门综合性的，多学科相互交叉，艺术，科学与技术相互融合，具有整体的科学表现特征的新兴艺术类学科。艺术的形式美感，科学的核心内容及技术的工艺特征完美地构成了艺术设计的全部内涵。它是创造人类生活的物质产品和精神产品的一门科学。 艺术设计的基本原理可以从设计的艺术性，科学性及技术性等三个方面加以认识，设计的艺术性包括对设计物像的造型形态特征，色彩装饰特征及材料肌理特征等方面的理解与表现。 设计的艺术性是基于对设计物象的基本认识和在设计创造活动中对物的形态特征，色彩装饰盒材料肌理等的理解，依据功能性，舒适性，装饰性，审美性，等需要加以主观的，合理的，符合形式美感法则的创造性活动。在某种意义上，可以说是通过部分创造和改变物的性质。通过造物的方法，形成物品为人所用，获得文化的价值和意义。 设计的目的是适应生活的具体需要，顺应社会发展的积极方向，构成历史性的文化积累，从而证明人类高度文明的具体所在。 设计的创意性特征 设计的的创意性特征体现出设计作品的文化特征与积淀，具 有思想的导向性及象征性，设计的奇妙思想包括对视觉与知觉甚至触觉的冲击，隐喻着深层的文化内涵。创意直接体现设计的生命力。 设计的图形特征 在设计中有文字图形，图案图形，平面图形，立体图形，无论那种形式都是设计表现的重要手段，对设计的成败至关重要。以图形为主的设计具有极强的装饰感和视觉感的冲击力。 设计的产品型特征 设计的产品型特征往往突出产品的使用功能性与舒适性，重点表现在产品的造型形态上。强调符合人体工程学原理及人性化的设计理念，实用与舒适经常作为标准规范。 设计的科学特征 设计的科学性特征严格地界定了产品的规范技术指标，并突出表现在新技术新科技的成果应用上。先进的技术含量代表着时代的发展与时尚，体现综合的科技与经济实力。 设计的工艺性特征 设计的工艺性特征是产品的制造加工的完美展示，是设计的功能性，舒适性及艺术性的具体体现。无论产品的外观造型及内部构造，其精准的工艺技术都将是优质产品的重要保证。 设计的市场性特征 设计的市场性特征是商品创造社会的唯一经济指示，设计的重要任务之一就是要最大限度地创造经济价值。好的设计通常能 河南工业大学实验报告 课程信息安全概论实验名称实验四网络端口扫描 院系___信息科学与工程学院____ 专业班级 _ 计科0805班 __ 姓名______唐广亮_____ 学号________200848140523 _ 指导老师：王峰日期 一.实验目的 1. 学习端口扫描技术基本原理，理解端口扫描技术在网络攻防中的作用。 2. 通过上机实验，熟练掌握目前最为常用的网络扫描工具Nmap的使用，并能利用工具扫描漏洞，更好的弥补安全不足。 二.实验内容及要求 1. 阅读nmap文档，了解命令行参数。 2. 选择局域网中的主机作为扫描对象（不可非法扫描Internet中的主机），使用Nmap 提供的默认配置文件，以及自行设定相关参数，对指定范围的主机进行PING扫描、TCP connect扫描、UDP扫描、秘密扫描等，记录并分析扫描结果。 三.实验过程及结果 （说明：实验结果可以是运行画面的抓屏，抓屏图片要尽可能的小。） 1. 端口扫描的原理。 （1）对指定范围的主机进行PING扫描 从扫描结果可得：在对121.195.0.0/24进行扫描时，总共有256个IP地址，但只有一个IP处于host up 状态，其余的处于host down 状态。 （2）-sS (TCP SYN scan)参数扫描如图所示： 从扫描结果可得：网易网站（https://www.doczj.com/doc/2a4757931.html,）,即121.195.178.238总共开通了23个端口，这些端口有的是OPEN状态，有的是FILTERED,但它们都是TCP端口，因为SYN扫描是基于TCP的。 （3）-sT (TCP connect scan)参数扫描211.69.207.72如图所示： 《设计概论》 教学大纲 课程代码：xxxxxxxxxx 编写日期：2010年9月 一、开设系（部）： 信息技术系 二、教学对象： 艺术设计学专业学生 三、教学目的： 本课程是艺术设计专业基础课程。通过该课程的学习，使学生充分认识设计的地位及本质、设计的基本原则、设计演变的基本规律以及设计与社会生活各层面的关系，并在此基础 上，为以后的设计实践打下必要的理论基础，及早树立正确的设计观。 四、教学要求： 1、通过学习《设计概论》，使学生比较广泛和深入了解有关设计的理论，认识理解设计的基本原则及方法论。 2、在了解各设计流派发展脉络的基础上，理解设计与设计美学、科学工艺、地域文化、生态环境、上层建筑等社会生活各层面的关系。 3、从历史、社会、文化、经济、生活方式、科学技术、材料等各个角度，了解工业设计的本质意义和发展趋势。 4、教学中应坚持整体的原则，并针对当代设计的现状进行分析讲解，注重理论联系实际，增强理论知识的实用性，引发学生的学习兴趣，引导学生认真思考，加深学生对讲课内容的理解。五、教学课时及其分配： 总学时：64学时 六、考核： 考核形式——期末考试； 试卷结构——试题分为四大类型：填空、名词解释、简答、论述； 分值分配：平时（30%）+期末（70%）=总评成绩（100%）； 题量——90分钟 七、教材： 《设计概论》赵平勇主编，设计概论，高等教育出版社， 八、主要参考书目： 1、（美）梅格斯，《20世纪视觉传达设计史》，湖北美术出版社，1989年 2、（日）大治浩，佐扣七郎合编，《设计概论》，浙江人民美术出版社，1991年 3、李砚祖，《工艺美术概论》，吉林美术出版社，1991年 4、王受之，《世界工业设计史略》，上海人民美术出版社，1987年 5、柳冠中，《工业设计概论》，中国科学技术出版社 6、朱淳泽，《世界工艺史》，浙江美术学院出版社 7、尹定邦，《设计目标论》，暨南大学出版社 8、约翰. 沙克拉，卢杰、朱国勤译，《设计—现代主义之后》，上海人民美术出版社 9、李砚祖，《设计概论》，湖北美术出版 10、李妲莉、何人可、刘景华，《美国工业设计》，上海科技出版社 九、讲授提纲 设计概论 第一章艺术设计的基本概念（2学时） 【学习目的和要求】 1、初步了解艺术设计的基本概念 2、了解艺术设计的特征 3、掌握艺术设计的方法 4、了解艺术、科学与技术相互之间的关系 【本章主要内容】 第一节艺术设计的定义 一、设计在世界上的定义 二、艺术设计的基本概念 第二节艺术设计的原理 一、艺术设计的艺术性原理 二、艺术设计的科学性原理 三、艺术设计的技术性原理 第三节艺术设计的特征 一、设计的创意性特征 二、设计的图形性特征 三、设计的产品型特征 四、设计的科学性特征 五、设计的工艺性特征 六、设计的市场性特征 第四节艺术设计的方法 一、对比设计的方法 《腐蚀与防护》课程教学大纲 一、课程性质 本课程是应用化学的专业选修课，有助于学生拓展知识面，更好的开展科研、生产专业学习。通过介绍工业生产过程中产生的各种腐蚀过程及其原理，各种防腐蚀技术，腐蚀试验方法等，使学生熟悉企业不同生产过程中所产生的各种腐蚀，充分了解如何对其进行有效的防护。 二、教学目的 本课程是化学工程专业一门应用性较强的专业课程。主要目的是使学生了解材料发生各种腐蚀的基本规律及作用机理，掌握材料腐蚀的评价方法。控制原理及防腐技术，并能够结合材料的成分与结构特征，分析耐腐蚀材料的设计及其热处理原理。 三、教材教参 教参 1. 王增品，姜安玺，腐蚀与防护工程高等教育出版社，1991 2. 美国腐蚀工程师协会编，腐蚀与防护技术基础，冶金工业出版社，1987 3. 化学工业部化工机械研究院主编，腐蚀与防护手册，化学工业出版社，1991 4. 尤里克，腐蚀与腐蚀控制，石油工业出版社，1996 5. 张远声，腐蚀破坏事故,100例，化学工业出版社，2001 6. 王保成，材料腐蚀与防护(21世纪全国高等院校材料类创新型应用人才培养规划教材)，北京大学出版社，2012 四、教学方式 本课程以课堂讲授为主、自学和讨论为辅的方式组织教学，适当使用多媒体课件进行教学，增大课堂容量，在有限的学时内取得最佳的教学效果。 五．教学内容及时数 根据化学本科专业人才培养方案，本课程共1.5学分，总的教学时数为27学时，具体如下： 第一章腐蚀与防护概论（2学时） 基本内容：腐蚀的定义、分类，影响腐蚀的因素及腐蚀的普遍性与严重性。腐蚀防护的意义，腐蚀与防护工作概况，防腐蚀方法。防腐蚀设备的使用与保养；防腐蚀工作中劳动保 郑州轻工业学院课程设计报告 名称：信息安全概论 指导教师：吉星、程立辉 姓名：符豪 学号：541307030112 班级：网络工程13-01 1.目的 数据加密技术要求只有在指定的用户或网络下，才能解除密码而获得原来的数据，这就需要给数据发送方和接受方以一些特殊的信息用于加解密，这就是所谓的密钥。其密钥的值是从大量的随机数中选取的。按加密算法分为专用密钥和公开密钥两种。数据加密技术是网络中最基本的安全技术，主要是通过对网络中传输的信息进行数据加密来保障其安全性，这是一种主动安全防御策略，用很小的代价即可为信息提供相当大的安全保护。 2.题目 使用C#编程语言，进行数据的加密与解密。 系统基本功能描述如下： 1、实现DES算法加密与解密功能。 2、实现TripleDES算法加密与解密功能。 3、实现MD5算法加密功能。 4、实现RC2算法加密与解密功能。 5、实现TripleDES算法加密与解密功能。 6、实现RSA算法加密与解密功能。 3.功能描述 使用该软件在相应的文本框中输入明文，然后点击加密就会立即转化成相应的密文，非常迅速和方便，而且操作简单加流畅，非常好用。 4.需求分析 加密软件发展很快，目前最常见的是透明加密，透明加密是一种根据要求在操作系统层自动地对写入存储介质的数据进行加密的技术。透明加密软件作为一种新的数据保密手段，自2005年上市以来，得到许多软件公司特别是制造业软件公司和传统安全软件公司的热捧，也为广大需要对敏感数据进行保密的客户带来了希望。加密软件上市以来，市场份额逐年上升，同时，经过几年的实践，客户对软件开发商提出了更多的要求。与加密软件产品刚上市时前一两年各软件厂商各持一词不同，经过市场的几番磨炼，客户和厂商对透明加密软件有了更加统一的认识。 5.设计说明 传统的周边防御，比如防火墙、入侵检测和防病毒软件，已经不再能够解决很多今天的数据保护问题。为了加强这些防御措施并且满足短期相关规范的要求，许多公司对于数据安全纷纷采取了执行多点 设计概论学习心得 数周的设计概论课程即将结束，在我们学习这门课之前我对设计的了解仅限于工业产品造型方面，尽管在大一大二期间接触了一些有关设计专业的很多知识，但了解到的也只是皮毛而已。这门课程对于设计专业的学生来说非常的重要，想要知道设计的未来发展方向，就必须要了解它的发展历史概况，必须了解一些设计的原则。作为设计专业的学生，学习设计设计概论、向前辈们学习是很有必要的，这样能更好的指导自己的设计实践，增加自己的职业素养。艺术设计中内容可以分为两个方面，一是物质性内容，是功能和结构的展现，二是精神方面的内容，如装饰，形式，符号，纹样所表现的内容 艺术设计中形式也可以分为两类，一是由功能，结构所体现的形式，二是艺术化，装饰化的审美形式。艺术设计中的形式不仅仅是表面的形式，而是内容形式，是内容必然的，自在的展现的形式，也可以说是由功能决定的形式。 全球经济化让我们国家也开始重视产品自主创新，设计便是这创新中必不可少的环节，可未来的设计将如何发展，发展去向又如何，这个问题值得我们深思。从第二次世界大战以后，工业设计不断与科学技术、经济利紧密相容。随着经济的发展，工业设计不再是只向贵族服务，而是更多的面向大众的设计，它的出现代步人类文明的进步与飞跃，尤其是在现代社会中更为明显。现代艺术设计已呈多元化发展趋势，多种风格与流派并存。但对传统的继承与发展仍是现代设计面临的一个急待解决的焦点问题。设计史的学习是有效的学习和认识了解传统的重要途径。 人类设计活动的历史大体可以划分为三个阶段：设计的萌芽阶段；手工艺设计阶段；工业设计阶段。人类最起初的设计源于生存设计人类最早的设计工作就是在受威胁的情况下为保护生命安全而开始的。人类的设计就是在满足最基本需求的工具的基础上发展起来的。作为将来要成为设计师的我们，从事设计不是为了个人艺术的表现，而是为了用户，为了产品，最终是为了使用这种产品或服务的大众。这实质上是社会赋予的规定性，这种社会意识实际上是一种服务意识、奉献意识、协作意识。 艺术设计的产品是美与效用，审美价值与使用价值的统一体，审美价值与实用价值一起构成产品的综合价值。 设计的过程是创造力发挥、施展的过程，良好的创造力是设计师自我发展与成长的保证，也是设计师的终身追求。创造力不是天赋的，而是努力的结果。艺术设计的成功与否，主要决定于他的创造性，艺术设计思维是解决创造新的产品或形势，解决前人没有解决的新问题，创造性思维贯穿于艺术设计的全过程之中。 设计概论的学习是我们在校专业学生学习、理解设计的最重要、最便捷的途径。设计概论的学习能够最终提高学生的认识能力与审美能力，也是提高学生综合设计素质，使学生在设计实践中提高层次的重要途径。通过设计概论的学习，可使学生在设计实践中具有明确的思维导向性，有利于形成一定的设计风格。在今后的学习中，我们将会得益于此次课程的学习。 材料力学学习体会 摘要：本文对我在学习材料力学中的心得体会作了总结 关键词：力学性能，生活，体会 引言：材料力学是研究材料在各种外力作用下产生的应变、应力、强度、刚度、稳定和导致各种材料破坏的极限。材料力学是所有工科学生必修的学科，是设计工业设施必须掌握的知识。这学期，从第一章的绪论到附录一的平面图形的几何性质，使我更深入的了解了材料力学，学会了如何应用材料力学解决生活总的实际问题,以及对材料力学有了更深刻的体会。 一：综述 在材料力学中，将研究对象被看作均匀、连续且具有各向同性的线性弹性物体。但在实际研究中不可能会有符合这些条件的材料，所以须要各种理论与实际方法对材料进行实验比较。 包括两大部分：一部分是材料的力学性能，而且也是固体力学其他分支的计算中必不可缺少的依据；另一部分是对杆件进行力学分析。杆件按受力和变形可分为拉杆、压杆、受弯曲的梁和受扭转的轴等几大类。杆中的内力有轴力、剪力、弯矩和扭矩。杆的变形可分为伸长、缩短、挠曲和扭转。在处理具体的杆件问题时，根据材料性质和变形情况的不同，可将问题分为三类： ①线弹性问题。在杆变形很小，而且材料服从胡克定律的前提下,对杆列出的所有方程都是线性方程,相应的问题就称为线性问题。对这类问题可使用叠加原理，即为求杆件在多种外力共同作用下的变形，可先分别求出各外力单独作用下杆件的变形，然后将这些变形叠加，从而得到最终结果。 ②几何非线性问题。若杆件变形较大，就不能在原有几何形状的基础上分析力的平衡，而应在变形后的几何形状的基础上进行分析。这样，力和变形之间就会出现非线性关系，这类问题称为几何非线性问题。 ③物理非线性问题。在这类问题中，材料内的变形和内力之间不满足线性关系，即材料不服从胡克定律。在几何非线性问题和物理非线性问题中，叠加原理失效。解决这类问题可利用卡氏第一定理、克罗蒂－恩盖塞定理或采用单位载荷法等。 二：生活中的材料力学 生活中机械常用的连接件，如铆钉、键、销钉、螺栓等的变形属于剪切变形，在设计时应主要考虑其剪切应力。汽车的传动轴、转向轴、水轮机的主轴等发生的形变属于扭转变形。 学生学号实验课成绩 学生实验报告书 实验课程名称信息安全 开课学院计算机科学与技术学院 指导教师姓名孙贤伟 学生姓名 学生专业班级软件工程zy1302班 2015-- 2016学年第一学期 实验课程名称：信息安全 第二部分：实验调试与结果分析 一、调试过程（包括调试方法描述、实验数据记录，实验现象记录，实验过程发现的问题等）实验代码： #include 二、实验结果分析（包括结果描述、实验现象分析、影响因素讨论、综合分析和结论等） 1、利用程序穷举明文，找出有意义的字符串： 2、根据明文与密文的映射，列出方程组： 3、解方程组，得： 三、小结、建议及体会 通过本次实验，我初步学会了仿射变换在密码学中的应用，加深了对密码学的认识和兴趣。明文和密文之间的转换是十分有趣和具有挑战性的，这让我非常感兴趣。总而言之，本次实验我收获很多，以后也会继续努力学习信息安全，认真完成每一次实验。 设计概论 大家好，很高兴有这个机会和各位共同学习，这们课程的先修课程是《中外工艺美术史》《世界现代设计史》等艺术设计历史类知识课程，如果目前尚未学习，或正在学习中，那么大家应该要在这门课程之前做一些先期的补充。 我们将要学习的《设计概论》将就设计专业的性质、本质、目的和具体内容，以及与其它专业的联系，给大家作一个系统的介绍，以便于你全面的认识自己要从事的专业，而不至于失之偏颇，陷入单纯追求技法的泥潭。具体的目录安排是这样的······（设计导论（设计概念、设计的起源、设计的发展概况及发展趋向）、设计的本质（功能、技艺）、设计美学、设计的应用、设计的鉴赏与批评）但是由于课时关系，只能作重点分析，希望能够帮助大家树立一个观念，形成一种基本的认识，关键的还是要依靠大家自己将实践和理论结合，在实践中形成并保持一种思考的习惯，以期达成一定的认识高度。 目前所见的设计概论课程教材有《设计概论》，李立新，重庆大学出版社、《设计概论》、李巍编，西南师范大学出版、《艺术设计概论》李龙生，安徽美术出版社等，我们所选的教材语言叙述生动、内容简约，有一定个人见解（新意），举例生动，联系传统，能体现出一定的文化性，在学习中会设计很多相关的学科，例如历史、哲学、经济学等，这些内容在大家现在或将来的生活和工作中必定涉及，并可以对我们形成不断的提高。 参考书： 《图案设计原理》诸葛铠 《造物艺术论》张道一著 《世纪风格》（美）贝维斯·希利尔，河北教育出版社 前言 一、设计概论学习的重要性 艺术和设计是人类各个领域知识相互作用而形成的复杂的文化产品，日本学者柳宗悦（1889—1961）曾发起了在日本影响颇大的“民艺运动”·····艺术以及艺术设计在实际生活中的重视是显而易见的，2001年，全国一千多数高校中，一有近六百余所开设艺术及艺术或艺术设计类专业，而如今，在全国高校中，这类艺术已如雨后春笋了，北大已经开设了书法专业。 那么如何进行并延续这项重要的设计文化事业呢？无论我们从事设计工作还是从事设计史论研究，都要不断地开掘新境界，而这都不是靠单科独进，而是靠全面素质的培养才能形成。 例1：在香港，高校艺术系的课程分为学科、术科两部分，前者指艺术史课程，后者指艺术技巧的训练和实践。学生进校，根据自身兴趣对学科、术科多种课程作不同比重的选择和组合，以艺术导论、艺术学导论、中西方美术史、中西方绘画基础等为必须修满的核心课程。学科课程比重大，居术科指导位置。 例2：日本高等艺术教育将教养学科与基础学科并重。 例3：台湾高等艺术教育提倡通识教学，都是基于艺术学科的综合特点，设计与理论教学并重，这有利于提高学生的全面素质，开启大家的创造思维，培养大家多方面的适应能力和应变能力。 例4：目前内地高校美术专门教育招生，文化基础不强，入校后，重术轻文，疲于专业课，文化修养和理论水平没有机会难以提高，但生活基础、专业技术基础都比港台学生深厚。艺术设计概论总结含课后答案
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