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金属腐蚀
刊名：
材料保护
英文刊名：MATERIALS PROTECTION
年，卷(期)：2001,34(1)
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本文链接：https://www.doczj.com/doc/de13304196.html,/Periodical_clbh200101031.aspx
一 一、名词解释 材料腐蚀：材料受环境介质的化学，电化学和物理溶解作用产生的损坏或变质现象 化学腐蚀：金属在干燥气体（或高温气体）作用下的腐蚀和金属在非电解质溶液中的腐蚀电化学腐蚀：金属表面与电解质溶液发生电化学反应而引起的破坏 二、简答题 电化学腐蚀的主要特点是什么？ 答：其特点是在腐蚀过程中同时存在两个相对独立的反应过程，即阳极反应和阴极反应，并有电流产生。 二 填空题 1金属发生电化学腐蚀时，金属的腐蚀溶解发生在( 阳极)。 2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 ） 3金属的标准电极电位（越负），越容易被( 腐蚀)。 4活泼金属在水溶液中不能被电沉积出来，原因是其电位比( 氢)的电位负。 5由于金属表面存在电化学（不均匀性），金属表面形成许多（腐蚀微电池），造成金属腐蚀。 判断题 2金属的电位一pH图只能用来预测金属腐蚀倾向的大小，而无法预测金属腐蚀速率的大小( √)。 4材料腐蚀过程是系统自由能降低的过程。（√） 三 填空题 1极化现象的本质在于( 电子)的迁移比（电极反应）及其有关的步骤完成迅速。2极化作用对于减缓金属的（腐蚀）是非常重要和有益的。 名词解释 极化：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 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 四 填空题 1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： （O?+4H++4e-=2H2O ）。 2氧去极化腐蚀速度主要取决于溶解氧向电极表面的（输送）速度和氧在电极表面的（放电）速度。 名词解释 析氢腐蚀：以氢离子去极化剂，在阴极上放电，促使金属阳极溶解过程持续进行而引起的金属腐蚀，称为氢去极化腐蚀．或称析氢腐蚀。 吸氧腐蚀：以氧的还原反应为阴极过程的腐蚀称为氧还原腐蚀或称吸氧腐蚀。 五 名词解释 钝化现象：铁或其它金属或合金在一定条件下，或经过一定的处理，失去了原来的化学活性，
1、金属腐蚀过程的特点是什么？采用那些指标可以测定金属全面腐蚀的速度。 答：特点因腐蚀造成的破坏一般从金属表面开始，然后伴着腐蚀的过程进一步发展，富士破坏将扩展到金属材料的内部，并使金属的性质和组成发生改变；金属材料的表面对腐蚀过程进行有显著的影响。重量指标：就是金属因腐蚀而发生的重量变化。深度指标：指金属的厚度因腐蚀而减少的量。电流指标：以金属电化学腐蚀过程阳极过程电流密度的大小。2、双电层的类型有哪些？平衡电极电位，电极电位的氢标度的定义？ 答：类型：金属离子和极性水分子之间的水花力大于金属离子与电子之间的结合力；金属离子和极性水分子之间的水化力小于金属离子与电子之间的结合力；吸附双电层。平衡电极电位：金属浸入含有同种金属离子的溶液中参与物质迁移的是同一种金属离子，当反应达到动态平衡，反映的正逆过程的电荷和物质达到平衡，这是电位为平衡电极电位；电极电位的氢标度：以标准氢电极作为参考电极而测出的相对电极电位值称为电极电位的氢标度。 3、判断金属腐蚀倾向的方法有哪几种？ 答：a腐蚀反映自由能的变化△G<0则反应能自发进行△G=0则达到平衡△G>0不能自发反应b标准电极电位越负，金属越易腐蚀 4、以Fe-H2O体系为例，试述电位-PH图的应用。 答：以电位E为纵坐标，PH为横坐标，对金属—水体系中每一种可能的化学反应或电化学反应，在取定溶液中金属离子活度的条件下，将其平衡关系表现在图上，这种图叫做电位PH平衡图。应用：预测金属的腐蚀倾向；选择控制腐蚀的途径。 5、腐蚀原电池的组成及工作历程？它有那些类型。 答：组成：阴阳极、电解质溶液、电路四个部分；工作历程：阳极过程、阴极过程、电流的流动；类型：a宏观腐蚀电池：异金属解除电池、浓差电池、温差电池；b微观腐蚀电池。 6、极化作用、极极化、阴极极化的定义是什么？极化的本质是什么？极化的类型有哪几种？答：极化作用：由于通过电流而引起原电池两级的电位差减小，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；极化的本质：电子迁移的速度比电极反应及有关的连续步骤完成的快；极化的类型：电化学极化、浓度极化、电阻极化。 7、发生阳极极化与阴极极化的原因是什么？ 答：阳极：阳极的电化学极化：如果金属离子离开晶格进入溶液的速度比电子离开阳极表面的速度慢，则在阳极表面上就会积累较多的正电荷而使阳极电位向正方向移动；阳极的浓度极化：阳极反应产生的金属离子进入分布在阳极表面附近溶液的速度慢，就会使阳极表面附近的金属离子浓度逐渐增加；阳极的电阻极化：很多金属在特定的溶液中能在表面生成保护膜能阻碍金属离子从晶格进入溶液的过程，而使阳极电位剧烈的向正的方向移动，生成保护膜而引起的阳极极化。阴极：电化学：氧化态物质与电子结合的速度比外电路输入电子的速度慢，使得电子在阴极上积累，由于这种原因引起的电位向负的方向移动；阴极的浓度极化：氧化态物质达到阴极表面的速度落后于在阴极表面还原反应的速度，或者还原产物离开电极表面的速度缓慢，将导致电子在阴极上的积累。 8、比较实测极化曲线与理想极化曲线的不同点？极化率的定义是什么？极化图有哪些应用？怎样判断电化学腐蚀过程的控制取决于哪些方面。 答：区别：理想极化曲线是理想电极上得到的曲线，只发生一个电极反应，初始电位为平衡电极电位，实际极化曲线是实际测量得到的曲线，不只发生一个电极反应，初始电位为混合电位。极化率：电极电位随电流密度的变化率，即电极电位对于电流密度的导数。极化图的应用：用Evans极化图表示影响腐蚀电流的因素；表示腐蚀电池的控制类型。控制取决于：阴极极化控制、阳极极化控制、欧姆电阻控制。
第一章绪论 腐蚀：由于材料与其介质相互作用(化学与电化学)而导致的变质和破坏。 腐蚀控制的方法： 1）、改换材料 2）、表面涂漆/覆盖层 3）、改变腐蚀介质和环境 4）、合理的结构设计 5）、电化学保护 均匀腐蚀速率的评定方法： 失重法和增重法；深度法； 容量法(析氢腐蚀)；电流密度； 机械性能(晶间腐蚀)；电阻性. 第二章电化学腐蚀热力学 热力学第零定律状态函数(温度) 热力学第一定律(能量守恒定律) 状态函数(内能) 热力学第二定律状态函数(熵) 热力学第三定律绝对零度不可能达到 2.1、腐蚀的倾向性的热力学原理 腐蚀反应自发性及倾向性的判据： ?G：反应自发进行 < ?G：反应达到平衡 = ?G：反应不能自发进行 > 注：ΔG的负值的绝对值越大，该腐蚀的自发倾向性越大. 热力学上不稳定金属，也有许多在适当条件下能发生钝化而变得耐蚀. 2.2、腐蚀电池 2.2.1、电化学腐蚀现象与腐蚀电池 电化学腐蚀：即金属材料与电解质接触时，由于腐蚀电池作用而引起金属材料腐蚀破坏. 腐蚀电池(或腐蚀原电池)：即只能导致金属材料破坏而不能对外做工的短路原电 池. 注：1)、通过直接接触也能形成原电池而不一定要有导线的连接； 2)、一块金属不与其他金属接触，在电解质溶液中也会产生腐蚀电池. 丹尼尔电池：(只要有电势差存在) a)、电极反应具有热力学上的可逆性； b)、电极反应在无限接近电化学平衡条件下进行； c)、电池中进行的其它过程也必须是可逆的. 电极电势略高者为阴极 电极电势略低者为阳极 电化学不均匀性微观阴、阳极微观、亚微观腐蚀电池均匀腐蚀
2.2.2、金属腐蚀的电化学历程 腐蚀电池： 四个部分：阴极、阳极、电解质溶液、连接两极的电子导体(即电路) 三个环节：阴极过程、阳极过程、电荷转移过程(即电子流动) 1)、阳极过程氧化反应 ++ - M n M →ne 金属变为金属离子进入电解液，电子通过电路向阴极转移. 2)、阴极过程还原反应 []- -? D D ne +ne → 电解液中能接受电子的物质捕获电子生成新物质. (即去极化剂) 3)、金属的腐蚀将集中出现在阳极区，阴极区不发生可察觉的金属损失，只起到了传递电荷的作用 金属电化学腐蚀能够持续进行的条件是溶液中存在可使金属氧化的去极化剂，而且这些去极化剂的阳极还原反应的电极电位比金属阴极氧化反应的电位高2.2.3、电化学腐蚀的次生过程 难溶性产物称二次产物或次生物质由于扩散作用形成，且形成于一次产物相遇的地方 阳极——[]+n M(金属阳离子浓度) (形成致密对金属起保护作用) 阴极——pH高 2.3、腐蚀电池类型 宏观腐蚀电池、微观腐蚀电池、超微观腐蚀电池 2.3.1、宏观腐蚀电池 特点：a)、阴、阳极用肉眼可看到； b)、阴、阳极区能长时间保持稳定； c)、产生明显的局部腐蚀 1)、异金属(电偶)腐蚀电池——保护电位低的阴极区域 2)浓差电池由于同一金属的不同部位所接触的介质浓度不同所致 a、氧浓差电池——与富氧溶液接触的金属表面电位高而成为阳极区 eg：水线腐蚀——靠近水线的下部区域极易腐蚀 b、盐浓差电池——稀溶液中的金属电位低成为阴极区 c、温差电池——不同材料在不同温度下电位不同 eg：碳钢——高温阳极低温阴极 铜——高温阴极低温阳极 2.3.2、微观腐蚀电池 特点：a)、电极尺寸与晶粒尺寸相近(0.1mm-0.1μm)； b)、阴、阳极区能长时间保持稳定； c)、引起微观局部腐蚀(如孔蚀、晶间腐蚀)
铁、镍或钴基合金局部腐蚀敏感性的循环动电位极化测量的标准试验方法 （等同采用ASTM G61-86(R2014)）（中文翻译版） 编制: 日期: 审核: 日期: 批准: 日期: 修订历史 修订序号对应的条号修订内容修改人批准人日期
1. 目的Purpose 本规范规定了利用循环动电位极化测量来表征铁、镍或钴基合金在氯化物环境中对局部腐蚀相对敏感性的测量方法。 2. 范围Scope 适用于利用循环动电位极化测量来表征铁、镍或钴基合金在氯化物环境中对局部腐蚀（点蚀和缝隙腐蚀）的相对敏感性。 3. 职责Responsibility 程序执行：实验室授权制样人员 程序监督：实验室技术负责人及相关责任人 4. 原理Principle 4.1在本试验方法中，通过阳极电流迅速增加的电位，给出了局部腐蚀发生的敏感性的指示。在本试验中，在固定扫描速率下获得的这种电位越高，合金对局部腐蚀的发生就越不敏感。本试验的结果不能与局部腐蚀发生时在使用中可能观察到的传播速度进行定量的关联。 4.2一般来说，一旦发生，局部腐蚀会在比磁滞回线完成的电位更为正电的电位下扩散。在本试验方法中，在固定的扫描速率下确定完成磁滞回线的电势。在这些情况下，电正电位越高，磁滞回线完成时，发生局部腐蚀的可能性就越小。 4.3如果遵循该试验方法，则该试验方法将提供循环动电位阳极极化测量，该测量将再现在其他实验室使用该试验方法对3.4中讨论的两种指定合金在其他时间开发的数据。该程序用于氯化物环境中的铁、镍或钴基合金。
5. 术语及定义Terms and Definition 无 6. 装置 6.1极化池容量应为1L左右，并应具有适当的颈口或密封，以允许引入电极、气体进出口管和温度计。鲁金毛细管作为盐桥将溶液从饱和甘汞参比电极中分离出来。毛细管尖端应该是可调节的，以便它可以靠近工作电极。 6.2试样夹持器： 6.2.1试样应安装在设计用于扁平条的合适固定器中，使1cm2暴露在试验溶液中（图1）。为了尽量减少裂缝，对圆形TFE氟碳垫圈进行钻孔和机加工较为重要。 6.3恒电位仪——恒电位仪可在大范围的外加电流中将电极电位保持在预设值的1mV范围内。对于提供的标准样品的类型和尺寸，恒电位仪的电位范围应为-1.0至+1.6V，阳极电流输出范围应为1.0至105μA。大多数商用恒电位仪可以满足这些类型测量的具体要求。 图1 试样夹持器示意图
1.材料腐蚀的定义是什么? 按腐蚀机理是如何分类的？按腐蚀形态又分为几大类？金属腐蚀的危害有哪些方面？ 材料腐蚀是指物体在环境作用下，引起的破坏和变质。 按腐蚀机理分为：(1)化学腐蚀、(2)电化学腐蚀、(3)物理腐蚀、(4)生物腐蚀。 按腐蚀形态分为：(1)全面腐蚀或均匀腐蚀、(2)局部腐蚀、(3)应力作用下的腐蚀三类金属腐蚀的危害包括：（1）巨大的经济损失，（2）安全、环境的危害，(3)阻碍新技术的发展，（4）促进自然资源的消耗。 2.材料防护技术包括哪些基本方面？ 包括： 1)提高金属材料本身的抗蚀性：耐蚀合金。 2)改变环境：温度和流速、除氧、消除应力、缓蚀剂 3)电化学保护阴极保护阳极保护 4)涂镀层.衬里隔离 5)改进设计 第1章金属的高温腐蚀与防护习题 1.我们学过的金属氧化机理有几种？简单介绍Wanger理论机理。 (1)极薄氧化膜(厚度为几纳米)的生长机理； (2)薄氧化膜(厚度为10~200nm)的生长机理； (3)Wanger理论(电化学腐蚀机理) (3)Wanger理论(电化学腐蚀机理)：适合于具有一定厚度的氧化膜的生长。可视一定厚度的氧化膜为固体电解质，金属/氧化物和氧化物/氧气两个界面分别为阳极和阴极。因为氧化物为半导体，具有电子和离子导电性。在电场和浓度梯度作用下，电子由金属/氧化物界面(阳极)通过氧化膜到达氧化膜/氧(阴极)。因此，厚膜下高温氧化与水溶液腐蚀类似，也是电化学腐蚀过程。 Wagner理论是基于氧化膜中存在着浓度梯度和电势梯度而进行扩散和电迁移而导出的。因此，它对于薄的和极薄的氧化膜的生长并不适用。 掺杂对合金氧化有什么作用？ 掺杂----可降低离子或电子的迁移 ----提高金属的抗氧化性能。 1）.形成离子导体氧化膜时 掺杂高价金属，可降低氧化速度，如Ag中掺杂少量Cd 形成Ag-Cd合金。
标准电极电位的概念 标准电极电位是以标准氢原子作为参比电极，即氢的标准电极电位值定为0，与氢标准电极比较，电位较高的为正，电位较低者为负。如氢的标准电极电位H2←→H+ 为0.000 一般标准电极电位以298K（即25摄氏度） 常见金属的标准电极电位: 石墨的标准电极电位为 + 3.700 V 一价金Au+ +e = Au原子价标准电极电位为 + 1．692V 三价金Au3+ + 3e=Au原子价标准电极电位为 + 1．498 V 钯Pd2+2e=Pd的标准电极电位为 + 0．830V 三价铑 Rh3+ + 3e=Rh 的标准电极电位为 + 0．800V 银 Ag++e=Ag的标准电极电位为 + 0．799 V 钌Rh3+ + 3e = Rh的标准电极电位为 + 0．790V 汞Hg2/2+ + 2e 的标准电极电位为+ 0. 789 V 铜Cu2++ 2e 的标准电极电位为 + 0.337 V 氯化银的标准电极电位为 + 0. 222 V 氢2H+ + 2e = H2的标准电极电位为0.000V
铁Fe3++3e=Fe的标准电极电位为- 0.037V 铅 Pb2+ + 2e=Pb 的标准电极电位为- 0.126 V 锡 Sn2+ + 2e=Sn 的标准电极电位为- 0.136 V 钼 Mo3+ + 3e=Mo 的标准电极电位为-0.220V 镍 Ni2+ + 2e=Ni 的标准电极电位为-0.250V 钴 Co2+ + 2e=Co 的标准电极电位为-0.277 V 铟 In3+ + 3e=In 的标准电极电位为-0.342V 镉 Cd2+ + 2e 的标准电极电位为-0.403V 铁Fe2+ + 2e=Fe的标准电极电位为- 0.440V 镍硼Ni-B镀层的自腐蚀电位为-0.5V，比Ni-B-PTFE的自腐蚀电位要高,而Ni-B-PTFE复合镀层的自腐蚀电位为-0.63V左右 铬 Cr3+ + 3e = Cr 的标准电极电位为-0. 74 V 锌Zn2++ 2e 的标准电极电位为- 0. 763 V 钨 W 的标准电极电位为- 1. 05 V 锰 Mn2+ + 2e的标准电极电位为- 1.179V 钛 Ti2+ + 2e 的标准电极电位为- 1.630 V 铝 Al3+ + 3e 的标准电极电位为- 1.663V 镁 Mg2+ + 2e 的标准电极电位为- 2.363 V 钕 Nd 是一种活性极强的金属,标准平衡电位为- 2.431 V 1氢 H 3锂Li 4铍Be 5硼 B 6碳 C
《金属腐蚀原理》作业题 绪论 1、金属腐蚀按照腐蚀过程的特点可以分为几类？ 2、均匀腐蚀情况下金属腐蚀速度的衡量指标有哪几种？ 第一章金属电化学腐蚀倾向的判断 1、什么是内电位、外电位、电化学位？ 2、什么是绝对电极电位、相对电极电位？两者有何区别？ 3、相间电位差产生的原因是什么？ 4、什么是金属的平衡电极电位？ 5、结合电位-pH图说明处于腐蚀状态的金属可以采取哪几种防腐蚀方法？ 第二章电化学腐蚀动力学 1、什么是原电池的极化作用？什么是阳极极化、阴极极化？ 2、极化现象的本质是什么？ 3、掌握电化学极化时，极化电流与过电位之间的关系方程式。 4、熟练掌握稳态极化时的动力学公式，掌握强极化区和微极化区极化过电位和极化电流之间近似极化公式的推导过程。 5、什么是共轭体系？分析课本p61页图2-17中各点所对应的电流和电位的物理意义。 6、结合图2-19详细说明牺牲阳极保护法的基本原理。 7、结合活化控制的腐蚀体系极化公式（课本公式2-60）分析金属腐蚀速度测试的电化学方法都有哪些？
8、腐蚀体系中，当电流处于强极化区时采用何种测试方法？微极化区采用何种测试方法？各有何适用条件？各自的原理和具体操作步骤是什么？弱极化区的测试方法有哪几种？掌握两点法和三点法的推导过程。 第三章氢去极化腐蚀和氧去极化腐蚀 1、什么是氢去极化？什么是氧去极化？各自发生的条件是什么？ 2、什么是氢过电位？氢过电位的数值大小对氢去极化腐蚀有何影响？ 3、金属中具有不同氢过电位的杂质存在对基体金属腐蚀速度的影响情况是什么？ 4、什么是铂盐效应？以铁和锌在酸中的腐蚀速度为例说明氢过电位对于腐蚀速度的影响情况。 5、氧去极化腐蚀的影响因素有哪些？ 6、什么是氧浓差电池？在氧浓差电池中何者做阳极，何者做阴极？第四章金属的钝化 1、什么是钝化作用？什么是化学钝化、电化学钝化？ 2、结合金属的钝化曲线分析钝化过程中的电化学参数，并说明阳极保护的基本原理是什么？ 3、阳极钝化曲线的测定和塔菲尔法测定金属腐蚀速度时的极化曲线各自采用什么方法测定？ 4、目前钝化理论主要包括哪几种？每种钝化理论所能够成功解释的问题是什么？
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
胜吉幼儿园自然角观察记录表 班级大四班日期10.18 幼儿姓名黄沃峰教师徐老师观察情况：、 生活区，孩子吃完午餐、点心，我们都要求幼儿用小毛巾擦嘴，还特意地教幼儿如何地插嘴。经过在将近一个月的训练，那些插班幼儿也都能按要求做到。可是还是发现有个别的孩子在擦嘴时草草了事，还想出了不一样的玩法。今天黄沃峰小朋友又这样了。吃完午点，小朋友们都排着队插嘴，轮到黄沃峰了，只见他两手各抓毛巾的一端，放在嘴上来回地牵一牵，一边玩还一边地与后面的小朋友玩起来，后面的小朋友看到黄沃峰这样，也用毛巾来回地玩着。一时间好多小朋友模仿，教室里顿时热闹了起来。 分析：大班幼儿已有自己的思维，很多时候在老师的示范下总会玩出自己的新花样。本来以前在这念过中班的幼儿都已会自己插嘴，无需老师再次地示范，可为了新来的插班幼儿，在开学的几天里带领孩子从如何入厕、洗手、喝水再到插嘴等等，一些常规细节都一一教给孩子。这不就有一些孩子想出一些新花样出来了。 胜吉幼儿园自然角观察记录表 班级大四班日期10.24 幼儿姓名桂家豪教师徐老师观察情况： 今天的美工区提供了漂亮的彩纸，让幼儿折郁金香。豪豪拿了一张红色的蜡光纸坐了下来，他边看着图示边开始照着样子开始折，只见他把正方形的纸对折了一下，变成了一个三角形，还很仔细地角对角、边对边看了又看，一个整齐的三角形折好了。接着就把两只角往上折，由于豪豪折的幅度小了，两个角没有露出来，他折好后对着图示比了比，觉得不是满意，有放在桌子上进行修改。可是他还是一样没有把角露出来，就这样豪豪一直在尝试着。 分析：豪是个个性要强的孩子，平时有事都不愿意说，特别是在活动中，遇到困难就闷着头，自己一个人，也不叫老师、同伴，如果硬要帮助他就会发脾气，也不听。这不在这次的游戏中遇到困难也想一个人解决。想对于豪豪的这一性格，作为老师不能够一味地插手，直截了当地帮起解决，可以让旁边一起游戏的会折的小朋友提醒他，使其感受不到是刻意的。
有几个幼儿他们看到山芋的头长出来了，他们高兴地围了上去，后来其他的小朋友听见了，都到自然角来观察。许瑾瑶孩子就说这是山芋，我家里也有，我也种了一只在盆里，它也长出来了山芋藤，下面会长出很多的山芋。 思考： 小朋友第一次看到自然角里长出新的植物后，感到特别地好奇 自然角观察记录表 班级：大二记录人：朱彩娥周丽君
这个萝卜是许梓恒带来的，是奶奶帮他种在花盆里的，他每天早上来园时，第一件事就给萝卜浇水，看它的生长情况，萝卜长出叶子了，就在《植物生长记录本》上，作好记录。 思考： 许梓恒孩子独立完成记录有困难，他能与小伙伴合作进行 自然角观察记录表 班级：大二记录人：朱彩娥周丽君
我们为了丰富自然角的植物，发动幼儿在家再带一些东西来，今天小朋友们 都带来了，各种植物，有的盆景，有的小树，徐灿带了一盆刚刚长出两片叶子的 小青菜，他说：“是奶奶帮我撒的种子，只有两、三天的时间，已经长出来了。 思考： 教育幼儿要爱护我们的自然角里各种植物 自然角观察记录表 记录人：朱彩娥周丽君 观察实录： 现在是种蚕豆的季节，我们发动家长幼儿在家准备一些小花盆，把蚕豆种在 里面，然后带到幼儿园，让我们来看看它是怎样长出来的。今天高静芸第一个来 园，发现蚕豆长出了小嫩芽，高兴地跳了起来，请来了很多小朋友围着看。 思考： 让幼儿主动地给自然角里的植物进行浇水，记录植物的生长情况 班级：大二 观察 对象 蚕豆 观察 时间 10月23日
水仙花是不怕冷的花，在寒冷的冬天里，开出漂亮的花朵，飘出清香，给我 们带来欢乐、健康。我们这盆水仙花是徐杭琪小朋友带来的，她每天要带几个伙 伴去观察水仙花的生长情况，今天在叶瓣里又开出了一朵白色的水仙花。 思考： 这种花朵非常可爱，因此，小朋友都很喜欢。 自然角观察记录表 记录人: 观察实录： 小乌龟在鱼缸里快活地游玩，每天总有小朋友轮流地去给乌龟喂食，仔细观 察它是怎样吃食的，小乌龟特别喜欢吃肉，但挺会吃，放下一小粒，一下子就吞 下了，好像没有喉咙似的。现在冬天了小乌龟埋在沙子里冬眠了。 思考： 小朋友长大以后去研究小乌龟的喉咙及其他小动物的生活习性。 班级: 观察 对象 乌龟 观察 时间 12月24日
第一章电化学腐蚀 1、何为腐蚀原电池？（外电路短路，画图） 腐蚀原电池：外电路短路原电池。 2、何为次生腐蚀反应？举例说明（Fe） 次生腐蚀反应：阳极、阴极腐蚀产物之间发生反应。 如：Fe，Cu，3%NaCl溶液中； 阳极：Fe - 2e = Fe2+ 阴极：O2 + 2H2O + 4e ＝4OH－次生腐蚀过程：Fe2++ 2OH- = Fe(OH)2 Fe(OH)2 沉积阳、极阴交界处形成致密膜起保护作用，若Fe(OH)2 进一步反应：Fe(OH)2 + O2 + 2H2O ＝4Fe(OH)3，脱水成铁锈xFeO.yFe2O3.2H2O 疏松不起保护作用。 3、微电池的种类有哪些？ 定义：人眼不可辨，指阳极区和阴极区尺寸小，很难区分。 （1）成分不均匀钢或铸铁中的Fe、Fe3C或石墨，Fe为阳极，Fe3C或石墨为阴极；（2）组织不均匀晶界与晶粒内部，一般晶界为阳极，晶粒内部为阴极； （3）物理状态不均匀应力大晶格畸变为阳极，应力小为阴极。 4、双电层有哪几种？ （1）金属+ H2O Mn +.ne + mH2O = Mn+ .mH2O + ne （2）金属+ 金属盐溶液
CuSO4溶液中的Cu2+由于被Cu吸引沉积到Cu上。Cu2 + + 2e = Cu （3）非金属+ 电解质溶液 氧电极：Pt吸附O2或O，得到Pt上的e。Pt =Pt + + e 氢电极：Pt吸附H2或H，得到Pt上的e。Pt =Pt + + e 5、简述阴极和阳极化学极化、浓差极化、电阻极化的原因。 （1）阳极极化原因 A.化学极化（活化极化）：金属溶解速度＜电子迁移速度，电子迁移到阴极，失电子Mn+还未迁移到溶液中，导致阳极带正电荷，电位升高，ηa＞0; B.浓差极化：阳极周围Mn+向外扩散速度较慢，使阳极附近Mn+活度升高，ηc＞0; M - ne ＝Mn+；ε↑=ε0+RT/nF ln（a Mn↑/1） C. 电阻极化：阳极形成保护膜，使M→Mn+过程受阻，ηr＞0; （2）阴极极化原因
第二章2. 某腐蚀体系的参数为： E 0a = -0.4V ，E 0c = 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？ 解：由题可知：当R=0时有： Icor=(Eoc-Eoa)/ （Pc+Pa ） Pc+Pa=(Eoc-Eoa)/ Icor=（0.8+0.4）/10×210 -=120Ω Pc=(Eoc-Ec)/ Icor=(0.8＋0.2)/10× 310-=100Ω 则有 Pa=120-100=20Ω 因为Pc>>Pa ，所以该电池属于阳极极化控制。 当欧姆电阻R=90Ω时有： ' Icor =(Eoc-Eoa)/(Pc+Pa+R)=(0.8+0.4)/(120+90)=5.71mA 因为R 与Pc 接近，所以该腐蚀电池为欧姆电阻和阳极极化共同控制。 第四章5. 一个活化极化控制腐蚀体系，阴极反应和阳极反应的交换电流密度为0c i 、0a i ；Tafel 斜率为b c 、b a ；腐蚀电位满足条件E ea < 极化与去极化 第四节 极化与去极化 以上己节讨论了金属电化学腐蚀的热力学倾向，并未涉及腐蚀速度和影响腐蚀速 度的因素等人们最为关心的问题。电化学过程中的极化和去极化是影响腐蚀速度的最重要因素，认清极化和去极化规律对研究金属的腐蚀与保护有重要的意义。 一、极化作用 我们已经知道，电化学腐蚀是由于腐蚀电池的作用而引起的，腐蚀电池产生的腐蚀电流的大小可以用来表示电化学腐蚀的速度。根据欧姆定律，腐蚀电流 c a V V I R -= （2－7） 式中 I ——腐蚀电流强度（A ）； c V ——阴极电极电位（V ）； a V ——阳极电极电位（V ）； R ——腐蚀体系总电阻（包括R R 外内＋）（Ω）。 按理将此带入式（2－5）或（2－6）就可算出理论腐蚀速度，然而通过试验测定的腐蚀速度与计算值相差甚远，计算值可以达到实测值的几十倍甚至上百倍。进一步的研究发现，造成这一差别的结果是腐蚀电池的阴、阳极电位的电流通过时发生了明显的变化，阴极电位变负而阳极电位变正，使得阴、阳极间的电位差（c a V V -）急剧缩小。如果把无电流通过时的电极电位叫做电极的起始电位，以平衡电位的符号e V 表示，那么腐蚀电池的起始电位差远大于其变化以后的电位差（ec ea c a V V V V ->>-），如图2－10所示，正因如此，计算所得腐蚀速度远大于实测的腐蚀速度。 极化就是指由于电极上通过电流而使电极电位发生变化的现象。阳极通过电流电位向正的方向变化叫阳极极化。阴极通过电流电位向负的方向变化叫阴极变化。无论阳极极化或阴极极化都能使腐蚀原电池的极间电位差减小，导致腐蚀电流减小，阻碍腐蚀过程顺利进行。 极化又称极化作用、极化现象。 二、极化曲线 试验证明，极化与电流密度关系密切，电流密度越大，电位变化幅度也越大。所谓极化曲线就是表示同一电极上电极电位与电流密度之间变化关系的曲线。利用图2－11的装置，就可以测定腐蚀电池的阴、阳极极化曲线。 腐蚀学第一章习题 1、导出腐蚀速度mm/a与mg/dm2·d间的一般关系式。 思考题 2、什么是腐蚀?为何提出几种不同的腐蚀定义? 3、举例说明研究腐蚀的意义. 4、化学腐蚀和电化学腐蚀的区别是什么？ 5、金属的主要腐蚀形态有哪些？ 10、表示均匀腐蚀速度的方法有哪些？它们之间有什么联系？这些腐蚀速度表达式中，哪些是量方程式？哪些是数值方程式？它们之间的主要区别是什么？ 腐蚀学第二章习题 1、计算在25℃和50℃下的2.3RT/F值。 2、计算Zn在0.3mol/L ZnSO4溶液中的电极电位（相对于SHE），换算成SCE电位值是多少？ 3、计算离子活度为10-6mol/L时，Ag/Ag+、Cu/Cu2+和Fe/Fe2O3/H+的平衡电极电位以及第三个电极的pH值。(已知：uoAg=0 , uoCu=0 , uoFe=0, uoFe2O3=-742.200KJ/mol , uoAg+= 77.12KJ/mol , uoCu2+=65.52 KJ/mol, uoH+=0) 4、计算25℃时，下列电极的标准电极电位 a)、Cu在氰化物溶液中（注意铜为1价） b)、Ni在氨溶液中 c)、Zn在碱溶液中 5、计算Ag/AgCl电极在1mol/L NaCl溶液中的电位。 6、计算40℃氢分压P H2=0.5atm时氢电极在PH=7的溶液中电极电位。 7、计算25℃时，铁在pH=9.2的0.5mol/L NaCl溶液中的电极电位。 10、Zn(阳极)与氢电极(阴极)在0.5mol/L ZnCl2溶液中组成电池的电动势为+0.590V，求溶液的pH值。 11、把Zn浸入pH=2的0.001 mol/LZnCl2溶液中，计算该金属发生析氢腐蚀的理论倾向。(以电位表示) 12、计算镍在pH =7的充空气的水中的理论腐蚀倾向。假定腐蚀产物为H2和Ni(OH)2, Ni(OH)2的溶度积为1.6×10-16。 13、铜电极和氢电极(P H2=0.2MPa)浸在Cu2+活度为１且pＨ＝１的硫酸铜溶液中组成电池，求该电池的电动势，并判断电池的极性。 14、计算在pH=0的充空气的CuSO4溶液中铜是否因腐蚀而生成Cu2+（活度为１）和H2（0.1MPa），并以电位差表示腐蚀倾向的大小。 类似的，计算在pH＝10的充空气的KCN溶液中(CN- 活度为0.5)是否腐蚀，假定生成Cu(CN)2– 离子，其活度为10-4；且下列反应的E0 =–0.446V。 Cu(CN)2–+ e =2 CN–+ Cu 15、计算下列电池的电动势：Pt∣Fe3+ (αFe3+ = 0.1)，Fe2+(αFe2+ = 0.001)‖Ag+(αAg+ = 0.01)∣Ag，并写出该电池的自发反应，判定哪个电极为阳极？ 第一部分基本概念 1.金属腐蚀：金属受到环境的化学、电化学、物理作用而破坏或变质的现象。 2.化学腐蚀：金属表面与周围介质直接发生纯化学作用而引起的破环。 3.电化学腐蚀：金属表面与离子导体的电解质发生电化学反应而引起的破环。 4.平衡电极电位：当一个电极反应的阴极反应速率和阳极反应速率相等时，电荷和物质都达到平衡，在这种情况下，金属/溶液界面上就有一个恒定的电位差，这个差值就叫做金属的平衡电极电位。 5.非平衡电极电位：当电极反应偏离平衡状态时，电极系统的电极电位就偏离平衡电极电位，这时的电极电位就叫做非平衡电极电位。 6.共轭体系：如果在一个孤立的电极上，同时以相等的速率进行着一个阴极反应和一个阳极反应，那么这个时候的腐蚀体系就称为共轭体系。 7．混合电位：在一对共轭体系中，电极电位E既是阳极反应的非平衡电极，又是阴极反应的非平衡电极电位，我们把电极电位E称为共轭体系的混合电位。 8.交换电流密度：一个电极反应的阳极反应电流密度ia与阴极电流密度ik相等时的电流密度，即i0=ia=ik ，i0就称为交换电流密度。 9.自腐蚀电流密度：在一个腐蚀体系中，阴极反应速率与阳极反应速率相等时，即ia=ik=ic，ic就称为金属的自腐蚀电流密度。 10.电化学极化：如果电极反应所需要的活化能较高，即电荷转移的电化学速度变得很慢，使之成为整个电极过程的控制步骤，由此导致的极化称为电化学极化或者活化极化。 11.浓度极化：如果电子转移步骤很快，而液相传质步骤非常慢慢，以至于成为整个电极反应的控制步骤，由此导致的极化称为浓度极化或者浓差极化。 12.氢的去极化腐蚀：金属在腐蚀介质中，如果金属的平衡电极电位比氢的平衡电极电位低，氢就会作为阴极，金属作为阳极溶解而腐蚀。 13.氧的去极化腐蚀：金属在含氧的腐蚀介质中，如果金属的平衡电极电位比氧气的平衡电极电位低，氧就会作为阴极，金属就作为阳极溶解而腐蚀。 第二部分画图题 1（见作业题7题）请绘制Fe-H2O体系的电位-PH图，并在图中标出下面腐蚀行为的位置。 PH=4，阳极：Fe - 2e- = Fe2+ ,阴极2H+ =2H – 2e- 指出可以用哪些措施对A体系进行防腐。 2画出电化学控制的阴极极化曲线和阳极极化曲线，并指出在强极化和微极化是阴极过电位与和极化电流密度之间的关系。 3.画出由浓度极化控制的两种情况下（即产物不容和产物可容两种情况）的阴极极化曲线。并分析氧的去极化阴极极化过程在哪个阶段由浓度极化控制。 4.画出理想极化曲线与实测极化曲线，分析为什么可以实测极化曲线来研究腐蚀问题(提示：它们遵循相同的动力学规律) 5什么是伊文思极化图（只考虑过程中阴阳两极极化性能的相对大小，而不管电极电位随电流密度的详细情况，则可将理论极化曲线表示成直线形式，并用电流强度作横坐标），它的应用有哪些？？ 《腐蚀与防腐》综合复习资料 一、填空题 1、常用的防腐方法有金属防腐的结构改变法、金属防腐的保护层法、金属防腐的电化学保护法和金属防腐的腐蚀介质处理法。（课件，金属腐蚀防护技术） 2、极化曲线分为阳极极化曲线和阴极极化曲线两种。（课件，极化与去极化， 极化曲线） 3、氧去极化的阴极过程可以分为两个基本环节：氧向金属表面的输送过程和氧离子化反应过程。（课件，极化与去极化，氧去极化） 4、金属的腐蚀是由氧化与还原反应组成的电池反应过程实现的，依据氧化与还原电极的大小及肉眼的可分辨性，腐蚀电池可分为阳极和阴极两种。（课件，腐蚀原电池） 5、在腐蚀控制方式中，当R＝0，P a< 腐蚀与防护试题 1、Fe—H2O的E—pH图说明该钢铁的防腐应用。 金属的E—pH图的应用 预计一定条件下的金属腐蚀行为；反应金属自发腐蚀热力学倾向；指明金属实施保护的可能性与方向。总结E—pH图的规律：上腐蚀、下稳定、两边（左右）腐蚀、中间钝化。常见金属在中性介质中都比较稳定。应用举例：当一定环境条件时，通过调整酸度可使其进入钝化区；实行阴极保护可使其进入保护区。 3、大阴极小阳极会加速腐蚀速率 如钢管的氧化膜是金属热轧后与空气反应生成蓝黑色氧化铁层。该氧化层不仅比金属目材还硬，而且相对于目材金属他是阴极，而目材纯金属相对是阳极。腐蚀纯金属阳极来保护相对是阴极氧化皮地坪漆。如果大面积氧化皮之中有破损，破损部位是阳极，周围的氧化皮就是阴极，这就形成了大阴极小阳极。大阴极小阳极会加速腐蚀速率。 如果储罐的底部有泥沙沉积，泥沙和钢接触的部位氧气含量就很低，而泥沙周围的钢的表面氧气含量就相对很高。氧气含量高的区域相对其他氧气含量低位置是阴极，氧气含量低的位置就相对是阳极，从而形成氧气浓度电池，促进氧气含量低的位置的腐蚀。 相互搭接的表面，开裂涂层的下面阴极保护，空洞位置等都会形成氧气浓度腐蚀电池，腐蚀也都很快，因为在他们四周氧气含量相对都很高。 4、腐蚀极化图说明其应用。 腐蚀极化图是一种电位—电流图，它是把表征腐蚀电池特征的阴、阳极极化曲线画在同一张图上构成的。腐蚀极化图的应用 （1）极化图用于分析腐蚀速度的影响因素 (a)腐蚀速度与腐蚀电池初始电位差的关系：腐蚀电池的初始电位差（EO,C- EO,A )，是腐蚀的原动力；（例氧化性酸对铁的腐蚀；不同金属平衡电位对腐蚀电流的影响） (b)极化性能对腐蚀速度的影响：若腐蚀电池的欧姆电阻很小，则极化性能对腐蚀电流有很大的影响；（例钢在非氧化酸中的腐蚀极化图） (c)溶液中含氧且及络合剂对腐蚀速度的影响；（例铜在含氧酸及氰化物中腐蚀极化图） (d)其他影响腐蚀速度的因素，如阴、阳极面积比和溶液电阻等。 （2）腐蚀速度控制因素：阳极控制、阴极控制、混合控制和欧姆控制。 5、阳极型缓蚀剂 阳极型缓蚀剂多为无机强氧化剂，如铬酸盐、钼酸盐、钨酸盐、钒酸盐、亚硝酸盐、硼酸盐等。它们的作用是在金属表面阳极区与金属离子作用，生成氧化物或氢氧化物氧化膜覆盖在阳极上形成保护膜。这样就抑制了金属向水中溶解。阳极反应被控制，阳极被钝化。硅酸盐也可归到此类，它也是通过抑制腐蚀反应的阳极过程来达到缓蚀目的的。因此有时又被称作阳极型缓蚀剂或危险型缓蚀剂，阳极型缓蚀剂要求有较高的浓度，以使全部阳极都被钝化，一旦剂量不足，将在未被钝化的部位造成点蚀。 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？ 第四章电化学腐蚀动力学－1 §4—1 电化学腐蚀速度与极化 从热力学出发所建立起来的电位——pH图只能说明金属被腐蚀的趋势，但是在实际中需要解决的问题是腐蚀速度。 一. 腐蚀速度。 腐蚀速度的表示方法有三种。 1. 重量法：用腐蚀前后重量变化（只用均匀腐蚀，金属密度相同） 增重法：V+ =(W1-W0)/S0t (g/m2h) 失重法：V-=(W0-W1)/S0t (g/m2h) 式中：W0——式样原始重量。W1——腐蚀后的重量（g,mg） S0——经受腐蚀的表面积(m2) t——经受腐蚀的时间（小时） 2. 腐蚀深度法（均匀腐蚀时，金属密度不同）可用此法表示。 D深=V±/d =(W1-W0)/S0td (mm/年) 式中d为金属密度 力学（或电阻）性能变化法。（适用于晶间腐蚀，氢腐蚀等） Kσ=（σbo-σbˊ）/σbo×100% K R =(R1-R0)/R0×100% σbo,R0——式样腐蚀前的强度和电阻 σbˊ,R1——式样腐蚀后的强度和电阻 3. 用阳极电流密度表示 Vˉ=Icorr×N/F =3.73*10ˉ4 Icorr×N (g/m2h) F——法拉第常数96500K N——金属光当量=W/n =金属原子量/金属离子价数 二. 极化 上一章讨论了金属电化学腐蚀的热力学倾向，并未涉及腐蚀速度和影响腐蚀速度的因素等人们最为关心的问题。电化学过程中 的极化和去极化是影响腐蚀速度的最重要因素，研 究极化和去极化规律对研究金属的腐蚀与保护是 很重要的。 金属受腐蚀的趋势大小是由其电极电位决定 的，将两块不同金属置于电解质中，两个电极电位 之差就是腐蚀原动力。但是这个电位差数值是不稳 定的，当电极上有电流流过时，就会引起电极电位 的变化。这种由于有电流流动而造成电极电位变化 的现象称为电极的极化。电极的极化是影响腐蚀速 度的重要因素之一。极化与去极化
金属腐蚀学习题
腐蚀和腐蚀控制原理
腐蚀与防腐汇总
金属腐蚀与防护课后习题
第4章腐蚀动力学
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