材料腐蝕與防護習題

1、第一章高溫氧化金屬的氧化：金屬與氧化性介質反應生成氧化物的過程影響因素：內在的因素：金屬成分，金屬微觀結構，表面處理狀態(tài)等外在的因素：溫度，氣體成分，壓力，流速等。研究方法：熱力學:高溫環(huán)境中反應的可能性。動力學：氧化反應的規(guī)律與速度。熱力學基本原理MO2=MO2?G=?G0RTlnKVantHoff等溫方程式等溫方程式?G0T圖（1）讀出任意溫度下金屬氧化反應的標準自由能變化值（2）判斷各種金屬氧化物的化學穩(wěn)定性（3）預測金屬元素在不

2、同氣氛中氧化的可能性EllinghamRidson圖優(yōu)點：可方便地判斷在不同溫度和氧分壓下純金屬發(fā)生氧化反應并生成單一氧化物的可能性。缺點：不能處理實際的復雜情況。(1)氣氛復雜包含兩種或兩種以上的反應元素。(2)實用金屬材料多數(shù)為合金，所含金屬元素的種類和百分含量不同。(3)一種純金屬可能形成多種氧化物。(4)氧化物也不完全都是凝聚相(如揮發(fā)性氧化物)。(5)腐蝕產物相間存在互溶和反應。1、動力學測量方法氧化速度的表征：（1）金屬的消

3、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.不連續(xù)稱重法II.連續(xù)稱重法–熱天平2容量法3壓力法2、氧化的動力學規(guī)律?直線規(guī)律y=kt?拋物線規(guī)律y2=2kt?立方規(guī)律y3=3kt?對數(shù)規(guī)律溶液部分：正離子由陽極向陰極遷移。4、腐蝕電池的類型可以把腐蝕電池分為兩大類：宏觀腐蝕電池和微觀腐蝕電池一、宏觀腐蝕電池1）、異金屬接觸電池2）、濃差電池3）、溫差電池二、微觀腐蝕電池在金屬表面上由于存在許多極微小的電極而形成的電

4、池稱為微電池。微電池是因金屬表面的電化學的不均勻性所引起的1、金屬化學成分的不均勻性2、組織結構的不均勻性3、物理狀態(tài)的不均勻性4、金屬表面膜的不完整性當參與電極反應的各組分活度(或分壓)都等于1，溫度規(guī)定為25?C，這種狀態(tài)稱為標準狀態(tài)，此時，平衡電位Ee等于E0，故E0稱為標準電位。由于通過電流而引起原電池兩極間電位差減小并因而引起電池工作電流強度降低的現(xiàn)象，稱為原電池的極化作用。當通過電流時陽極電位向正的方向移動的現(xiàn)象，稱為陽極極

5、化。當通過電流時陰極電位向負的方向移動的現(xiàn)象，稱為陰極極化。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或去極化過程根據(jù)控制步驟的不同，可將極化分為兩類：電化學極化和濃度極化極化分類：電化學極化：電子轉移步驟最慢為控制步驟所導致濃度極化：電子轉移步驟快，而反應物從溶液相中向電極表面運動成產物自由電極表面向溶液相內部運動的液相傳質成為控制步驟電阻極化：電流通過電解質溶液和電極表面的某種類型膜而產生的歐姆降。產生陽極極化的原因：1

6、、陽極的電化學極化2、陽極的濃度極化3、陽極的電阻極化。析氫腐蝕以氫離子作為去極化劑的腐蝕過程，稱為氫離子去極化腐蝕吸氧腐蝕以氧作為去極化劑的腐蝕過程，稱為氧去極化腐蝕氫去極化腐蝕的特征1、陰極反應的濃度極化小一般可以忽略。2、與溶液PH值關系很大。3、與金屬材料的本質及表面狀態(tài)有關。4、與陰極面積有關。5、與溫度有關。三、提高氫過電位措施1、加入析氫過電位高的合金元素；2、提高金屬的純度，消除或減少雜質；3、加入陰極緩蝕劑，如在酸性溶