金属腐蚀与防护.docx

1.什么是金属腐蚀：金属腐蚀是指金属在周围介质中（最常见是液体和气体）作用下，由于化学变化、电化学变化或物理变化溶解而产生的破坏。可分为化学腐蚀、电化学腐蚀、物理腐蚀。
均匀腐蚀时金属腐蚀速率的表示方法及换算关系
金属腐蚀速度的质量指标：v=w0-w1/st
金属腐蚀速度的深度指标：vl=v*24*365/(100)2p=v*8.76/p
金属腐蚀速度的电流指标：ia=v*n/m*26.8*104
均匀腐蚀的三级标准：
耐蚀性评定耐蚀性等级腐蚀深度
耐蚀1<0.1
可用20.1~1.0
不可用3>1.0
2、相间电位差的形成：带电粒子或偶极子在界面层中的非均匀分布
(a)带电粒子在两相间的转移或利用外电源向界面两侧充电使两相中出现剩余电荷，形成“双电层”。
(b)阴、阳离子在界面层中吸附量不同，使界面与相本体中出现等值反号电荷.在界面的溶液一侧形成吸附双电层。
(c)溶液中极性分子在界面溶液一侧定向排列，形成偶极子层。
(d)金属表面因各种短程力作用而形成的表面电位差。
绝对电极电位：Φ=φ（电极材料）-φ（溶液）电极材料和溶液的电位差
相对电极电位：
平衡电极电位：电荷和物质都达到了平衡，金属/溶液界面上就建立起一个不变的电位差值，这个差值就是金属的平衡电极电位
标准相对平衡电极电位：
交换电流密度：ik=ia=io，io是与ik和ia的绝对值均相等的电流密度，称为该电极反应的交换电流密度
能斯特公式：
3、电动序：按金属标准电极电位大小排列的顺序表称为电动序
电偶序：按实用金属和合金在具体适用介质中的腐蚀电位（即非平衡电位）的相对大小排列而成的序列表
用途和局限：用电动序只能粗略地判定金属腐蚀的倾向，往往在实际条件下使用的金属大都是合金，且表面有氧化膜，绝大多数又是在不含自身离子的体系中，若用电动序来推断电偶中腐蚀情况，经常会得出相反的结果。在实际使用中常应用电偶序来判断不同金属材料接触后的电偶腐蚀倾向，用电动序不合适。虽然电偶序在预测金属电偶腐蚀方面要比电动序有用，但它也只能判断金属在偶对中的的极性和腐蚀倾向，不能表示出实际的腐蚀速度。
4、如何进行金属电化学腐蚀倾向的判断：
A、金属和电解质溶液构成的热力学不稳定体系，发生腐蚀反应时体系自由焓减小，自由焓减小愈多，体系的腐蚀倾向愈大。
B、可逆电池电动势与腐蚀倾向
C、电位-pH图
5、根据Fe-H2o体系的电位-pH图，可采用的防护措施有哪些？
A、阴极保护法：使之阴极极化，把电位降到稳定区，使铁免遭腐蚀
B、阳极保护法：把电位升高到达钝化区，使铁的表面生成并维持有一层保护性氧化膜而显著降低腐蚀
C、介质处理：将体系中的溶液的pH值调至9~13之间，同样可使铁进入钝化区而得到保护
6、腐蚀电池的工作历程
溶液中：阳离子从阳极向阴极移动阴离子从阴极向阳极移动
类型：宏观腐蚀电池：通常是指由肉眼可见的电极构成的“大电池”
微观腐蚀电池：由于金属表面的电化学不均匀性（表面各部位电位不等）所引起的许多极微小的电极而形成的电池。
7、电化学腐蚀的次生过程如何进行：阳极产物和阴极产物进一步相互作用的过程，结果生成沉淀或腐蚀产物膜
8、金属标准电极电位的正负与腐蚀速度有一定的相应关系吗？为什么？

9、对参比电极的要求是什么：
A、电极的平衡电位重现性好，也就是说容易建立相应于热力学平衡的电极特点
B、容许通过一定的“测量电流”而不发生严重的极化现象
10、比较过电位和极化两个概念的异同
过电位：过电位是电极的电位差值，为一个电极反应偏离平衡时的电极电位与这个电极反应的平衡电位的差值
极化：当电极上有静电流通过时，引起电极电位偏离平衡电位的现象
11、极化的原因
电极的极化主要是电极反应过程中控制步骤所受阻力的反应
类型电化学极化（电化学过程速度最慢）
浓度极化（液相传质步骤最慢）
电阻极化
12、电化学步骤的基本动力学参数的意义
传递系数α：反映双电层中电场强度对反应速度的影响
交换电流密度io：反映电极反应进行的难易程度
13、当体系达到极限扩散时，电极表面被还原物质的浓度如何？
CS=0
相应的极限扩散电流密度如何求？
id=nFD*Co/δ（D扩散系数Co初始浓度δ扩散层厚度）
14、Cso=Co0（1-ik/id）在整个电极反应过程中扩散步骤是各步骤中最慢的步骤，当有电流通过时，电子转移步骤仍处于平衡状态
ik=nFD（Co-Cs）/δ在Co和δ不变的情况下，扩散层的浓度梯度在Cs=0时达到最大值，相当于被还原物质一扩散到电极表面就立即被还原掉
id=nFDCo0/δ极限扩散电流密度与被还原物质在溶液本体中的浓度成正比，而与扩散层厚度成反比
15、浓度极化对电化学极化的影响P60
（1）io《id，并且ηk很速度小，即极限扩散电流密度远大于电极反应的交换电流密度而阴极过