腐蚀电化学实验报告
腐蚀电化学分析
杨聪仁教授编撰
一、实验目的
以电化学分析法测量金属在不同环境下的腐蚀速率。
二、实验原理
2-1 腐蚀形态
腐蚀可被定义为材料受到外在环境的化学侵蚀而导致退化的象。大多数材料的腐蚀包含了由电化学引起的化学侵蚀。我们可根据被腐蚀金属的表面，简便地将腐蚀型态分类，如图一。有许多类型易被辨识，但各种腐蚀类型彼此间都有某种程度的关连。这些类型包括：
均匀或一般侵蚀腐蚀应力腐蚀
化学或两金属腐蚀冲蚀腐蚀
孔蚀腐蚀涡穴损伤
间隙腐蚀移擦腐蚀
粒间腐蚀选择性腐蚀
均匀或一般侵蚀腐蚀
均匀腐蚀是指当金属处于腐蚀环境时，金属整个表面会同时进行电化学反应。就重量而言，均匀腐蚀是金属所面临的最大腐蚀破坏，尤其是对钢铁来说。然而，它很容易藉由保护性镀层、抑制剂及阴极保护等方法来控制。
化学或两金属腐蚀
由于不同金属具有不同的电化学电位，因此当要将不同金属放在一起时，必须格外小心，以免产生腐蚀现象。两金属化学腐蚀的另一个重要考虑因素是阳极与阴极的比率，也就是面积效应(area effect)。阴极面积大而阳极面积小是一种不利的面积比率，因为当某特定量的电流经过金属对时，例如不同尺寸的铜极及铁极，小电极的电流密度会远大于大电极，因此小阳极将会加速腐蚀。所以大阴极面积对小阳极面积的情形应尽量避免。
孔蚀腐蚀
孔蚀是会在金属上产生空孔的局部腐蚀类型。此类型的腐蚀若造成贯穿金属的孔洞，则对工程结构会有相当的破坏效果。但若没有贯穿现象，则小蚀孔有时对工程设备而言是可接受的。孔蚀通常是很难检测的，这是因为小蚀孔常会被腐蚀生成物覆盖所致。另外蚀孔的数目及深度变化也很大，因此对孔蚀所造成的破坏不太容易做评估。也因为如此，由于孔蚀的局部本质，它常会导致突然不可预测的破坏。蚀孔会在腐蚀速率增加的局部区域发生。金属表面的夹杂物，其他结构不均匀物及成份不均匀处，都是蚀孔开始发生的地方。当离子和氧浓度差异形成浓淡电池时也可产生蚀孔。
间隙腐蚀是发生于间隙及有停滞溶液之遮蔽表面处的局部电化学腐蚀。若要产生间隙腐蚀，必须有一个间隙其宽度足够让液体进入，但却也可使液体停滞不流出。因此，间隙腐蚀通常发生于开口处有百万分之几公尺或更小宽度的间隙。
粒间腐蚀
粒间腐蚀是发生在合金晶界及晶界附近的局部腐蚀现象。在正常情况下，若金属均匀腐蚀时，晶界的反应只会稍快于基地的反应。但在某些情况下，晶界区域会变得很容易起反应而导致粒间腐蚀，如此会使合金的强度下，甚至导致晶界分裂。
应力腐蚀
金属的应力腐蚀破裂(SCC)是指由拉伸应力及腐蚀环境结合效应所导致的破裂。在SCC期间，金属表面通常只受到很轻微的侵蚀，但局部裂缝却很快沿着金属横断面传播。产生SCC所需的应力可以是残留应力或施加应力。裂缝会开始于金属表面上的蚀孔或其他不连续处。在裂缝开始成长时，其尖端会开始向前，此时作用在金属上的拉伸应力会在裂缝尖端处形成高应力，当裂缝尖端向前传播时，在裂缝尖端处也会产生电化学腐蚀而使阳极金属溶解。裂缝会沿着垂直于拉伸应力的方向成长，直到金属破坏为止。若应力或腐蚀其中任一停止，则裂缝将停止成长。
冲蚀腐蚀
冲蚀腐蚀可被定义为由于腐蚀性流体与金属表面相对运动而导致金属腐蚀速率加速的现象。当腐蚀性流体的相对运动速率相当快时，机械磨擦效应将会相当严重。冲蚀腐蚀的特征为金属表面具有与腐蚀性流体流动方向相同的凹槽、蚀孔与圆孔等。
涡穴损伤
此类型的冲蚀腐蚀是由接近金属表面之液体中的气泡及充气孔穴破灭所造成的。涡穴损伤通常发生在具有高速液体流动及压力改变的金属表面。
移擦腐蚀
移擦腐蚀发生在材料承受振动及滑动负荷的界面处，它会形成具有腐蚀生成物的凹槽或蚀孔。当金属发生移擦腐蚀时，磨擦表面间的金属碎片会被氧化且某些氧化膜会因磨擦动作而剥落，因此摩擦表面间会累积可当研磨剂用的氧化物颗粒。
选择性腐蚀
选择性腐蚀是指固体合金内某一特定金属被优先去除的腐蚀过程。此类型腐蚀最常见的例子是黄铜内之脱锌作用。
圖一腐蝕的形態
2-2 腐蚀速率之测试
在实验室中一般用来评估材料的耐蚀性及腐蚀行为有下列几种方式：
(1)计划性间歇测试法(Planned-interval tests)
腐蚀反应是涵括环境反应与金属反应两者。计划性间歇测试法(ASTM G31)可显示两件事：环境之侵蚀性(corrosivity,reactivity)是如何随时间在改变，以及金属腐蚀度(corrodibility)是如何随时间在改变，溶液侵蚀性是由于腐蚀生成物浓度增高，溶液中所含原侵蚀性物种逐渐消耗短缺，或因微生物在溶液中生长或死亡等原因而随时间在改变。金属腐蚀度通常会因腐蚀生成物有趋势在金属表面上形成保护层而随时间在减缓。但若腐蚀过程会大幅增高表面粗糙度，或保护层被破坏时，则腐蚀会随时间增长而增高。
测试之结果以腐蚀速度表示时，有两种方法可实行。其一为以单位时间、单位表面积因腐蚀而减少之重量来表示腐蚀度，其最常用之单位为每天每平方公寸金属损耗之毫克数(mdd)，另一方式是以单位时间的侵蚀深度来表示侵蚀度，而其最常用之单位为每年所侵蚀之mils(mpy)。当然此二种方式可因选择单位的不同而有不同的表示方法。腐蚀度(mdd)表示的是一定时间内重量的变化量而已，计算可说是甚简单，只是所得数值即使是相同，侵蚀深度却会因材料密度之差异而有所不同。另一方面：侵蚀度(mpy)是一定期间中之侵蚀深度，不管材料之种类如何，可于同一基准下做比较，所以在同一环境中，对各种材料之腐蚀速度做相对评价时会方便许多。
以侵蚀度或腐蚀度表示腐蚀速度在腐蚀形态为全面腐蚀时是很合适，然而对孔蚀、延晶腐蚀、应力腐蚀破裂等呈现局部腐蚀形态者而言，并非有效之表示法。此类腐蚀之程度或状态不能用同样之表示方式决定之，有些场合可能需要以语言或照片来表现它。例如孔蚀可用(A)单位面积之平均孔数(个/cm2)(B)平均孔面积(mm2)(C)最大或平均深度(mm)等表示。
(2)电化学测试法(electrochemical tests)
恒电位法(potentiostatic)或动电位(potentiodyhamic)极化法是目前最常被使用的电化学分析技术。图二为它的工作原理示意图，其中包括恒电位仪(potentiostat)、工作电极(working electrode，WE)、参考电极(reference electrode，REF)、辅助电极(counter electrode，AUX)。
圖二
工作电极为欲测量的试片，参考电极的功用是量测试片在目前环境下的电位，种类有饱和甘汞电极(calomel electrode)、银/氯化银电极(Silver-Silver Chloride)、铜/硫酸铜(Copper-Copper Sulfate)、标准氢电极(Standard hydrogen electrode)等，而辅助电极功用为与试片形成回路供电流导通，通常是钝态的材料，如白金或石墨。整个实验的过程中，输出的电流、电压大小，由恒电位仪(potentiostat)来控制，整个实验装置如图三。
圖三
由恒电位法或动电位极化法纪录实验过程中，电位值或电流值之变化情形，可得一典型的极化曲线，如图四，图中曲线可分为阴极极化曲线(cathodic polorization)与阳极极化曲线(Anodic polorization)，阴极极化曲线代表整个实验过程中，氢气的还原：2H ++2e －→H 2，而阳极极化曲线为金属的氧化(试片)M →M n+ +ne －【参考附录Ⅰ】。
阴极极化曲线与阳极极化曲线的交点为金属的腐蚀电位(Ecorr)，
即为金属开始发生腐蚀的电位；腐蚀电流的求得有两种方法：塔弗外插法(Tafel extrapolation)和线性极化法(Linear polarization) 又称为极化电阻法(polarization resistance)，塔弗外插法在腐蚀电位±50mv 区域附近，可得一线性区域，称为塔弗直线区(Tafel region)，阴极与阳极极化曲线的塔弗直线区切线(βa 、βc)外插交于横轴，即为腐蚀电流(Icorr)，可代表腐蚀速率。
然而，大部分的情况并不是如此单纯，在腐蚀电位±50mv 的极化曲线区域，可能不是线性关系，所以可以使用第二种方法－线性极化法，在低电流时，电压与电流的对数有塔弗公式的线性关系，而在电流更低时，大约在腐蚀电位±10mv 的范围内，外加电压与电流密度也会呈线性关系，如图五，可由下列公式来表示，由此可求得腐蚀电流(Icorr)。
Rp ＝
I
E
∆∆＝)(3.2c a Icorr c a ββββ+⋅ Rp ：极化电阻 βa ：阳极曲线塔弗斜率 βc ：阴极曲线塔弗斜率
圖四
圖五
三、实验设备及材料
恒电位仪、五口瓶、参考电极、碳棒、单蕊铜导线、氮气、AB型混合胶、三用电表、化学药品(NaCl、NH4OH)、碳钢片、不锈钢片、铜片
四、实验方法
1.研磨：将试片研磨至砂纸＃1200以上。
2 .工作电极的制备：在试片正面刻划上1㎝x 1㎝的区域，试片背面与单蕊铜导线接合，然后在整个试片及铜线表面涂上AB胶，只裸露出1㎝x 1㎝刻划的区域，接着使用三用电表测试铜导线与试片之间是否导电。
3.将参考电极、碳棒、工作电极依序放入五口瓶中，并调整其相对位置，装入腐蚀液，通氮气除氧30分钟。
4.在开始动电位极化测试法之前，先测量试片的开路电位(ocp)，并纪录之，然后设定扫描范围，扫描速率为1 mv/s。
5.将实验数据绘制成电压与电流的对数关系图，求出腐蚀电位(Ecorr)、腐蚀电流(Icorr)。
五、实验结果
1纪录实验操作程序与相关技巧。
2准确纪录实验数据。
3观察并探讨实验过程中所发生的现象。
六、问题与讨论
1.何谓腐蚀？腐蚀的型态大致上有哪些？
2.下列为碳钢在0.5N H2SO4中的阴极极化数据，请画出极化曲线图并决定其极化电阻(Rp)。
3.比较塔弗外插法与线性极化法的优缺点。
4.在腐蚀工程上，用来测量腐蚀速率的方法有哪些？
七、参考文献
1.“电化学”，熊楚强、王月着，文京图书有限公司
2. “腐蚀控制”，鲜祺振着，徐氏基金会
3. “腐蚀及其防制”，柯贤文，全华科技图书有限公司
4. “防蚀技术”，刘富雄，全华科技图书有限公司
5. Denny A.Jones, “Principles And Prevention of Corrosion” 2nd ed. (Prentice-Hall, Inc.1996)
附录Ⅰ
早期对腐蚀现象的解释均是依据局部电池的观念，假设金属表面有无数的阳极和阴极，以腐蚀环境为电解液，金属本身为电子的通路，完成电流的流动，极化现象则为其阻抗。由于这些
阳极和阴极存在于同一金属上，在巨观上必然会有同一电位。因此最近对腐蚀现象多以混合电位的观念来解释，但两者并不冲突。混合电位的观念是建立在金属虽有无数的局部小电池，两极之间虽有电位差，但因电化学反应的极化现象，造成过电压的效应而处在同一电位，亦即混合电位(mixed potential)。实际上金属是优良导体，对外只能存在一共同的电位。混合电位的原理是根据下列两个电化学反应的假设而成立：
1.任何电化学反应均可细分为两个或两个以上的部份氧化和还原反应。
2.在一个电化学反应中，电荷不曾累积在极板上。
第一条表示一个电极可以有多种氧化或还原反应同时进行。第二条则是因为电化学反应的电极不是用来当电容充电，虽然电极表面有双层电容(double layer capacitance)，但这不属于电化学反应的法拉第程序，此处不予讨论。既然电荷不曾在电极上累积，则阳极上全部的氧化反应必等于阴极上全部的还原反应，亦即阳极电流等于阴极电流。很多腐蚀现象均可借由混合电位原理解释。
腐蚀进行中的金属，其腐蚀电位(Ecorr)和腐蚀电流(Icorr)可以借由混合电位原理求得。以锌在盐酸中的腐蚀现象为例说明，锌的氧化和氢离子的还原(氢气冒泡)均发生在金属锌表面。金属锌为一良好导电体，故两极必有同一电位，即混合电位(mixed potential)或腐蚀电位(corrosion potential)。根据混合电位原理，阳极电流必和阴极电流相等，而阳极电流就是腐蚀电流，假设锌的腐蚀反应不是很快，则氧化电流或还原电流均不大，此时两极的反应均可由活性极化支配，电位与电流呈线性关系，适用塔弗公式。阳极和阴极极化曲线的交点电位相等，两者电流亦相等，因此金属的腐蚀电位和腐蚀电流(corrosion current)可以很容易的借由图解获得。图五说明锌在盐酸中腐蚀的电极动力(电位)曲线，氧化和还原反应曲线均为直线，因为假设只有活性极化发生。由混合电位原理得知阳极电流等于阴极电流，故两线的交点即为腐蚀电位和腐蚀电流的坐标。腐蚀电位(Ecorr)即阴极和阳极的共同电位，亦即混合电位。锌和氢的平衡电位及其交换电流密度均可由已知的表列查得，如果能求得塔弗斜率(可由氧化还原曲线实验测知) ，则腐蚀电位和腐蚀电流即可以由绘图求知。可见平衡电位、交换电流和塔弗斜率乃为决定腐蚀电位和腐蚀电流的重要因素。
腐蚀电化学实验报告
腐蚀电化学分析 杨聪仁教授编撰一、实验目的 以电化学分析法测量金属在不同环境下的腐蚀速率。 二、实验原理 2-1 腐蚀形态 腐蚀可被定义为材料受到外在环境的化学侵蚀而导致退化的象。大多数材料的腐蚀包含了由电化学引起的化学侵蚀。我们可根据被腐蚀金属的表面，简便地将腐蚀型态分类，如图一。有许多类型易被辨识，但各种腐蚀类型彼此间都有某种程度的关连。这些类型包括： 均匀或一般侵蚀腐蚀应力腐蚀 化学或两金属腐蚀冲蚀腐蚀 孔蚀腐蚀涡穴损伤 间隙腐蚀移擦腐蚀 粒间腐蚀选择性腐蚀 均匀或一般侵蚀腐蚀 均匀腐蚀是指当金属处于腐蚀环境时，金属整个表面会同时进行电化学反应。就重量而言，均匀腐蚀是金属所面临的最大腐蚀破坏，尤其是对钢铁来说。然而，它很容易藉由保护性镀层、抑制剂及阴极保护等方法来控制。 化学或两金属腐蚀 由于不同金属具有不同的电化学电位，因此当要将不同金属放在一起时，必须格外小心，以免产生腐蚀现象。两金属化学腐蚀的另一个重要考虑因素是阳极与阴极的比率，也就是面积效应(area effect)。阴极面积大而阳极面积小是一种不利的面积比率，因为当某特定量的电流经过金属对时，例如不同尺寸的铜极及铁极，小电极的电流密度会远大于大电极，因此小阳极将会加速腐蚀。所以大阴极面积对小阳极面积的情形应尽量避免。 孔蚀腐蚀 孔蚀是会在金属上产生空孔的局部腐蚀类型。此类型的腐蚀若造成贯穿金属的孔洞，则对工程结构会有相当的破坏效果。但若没有贯穿现象，则小蚀孔有时对工程设备而言是可接受的。孔蚀通常是很难检测的，这是因为小蚀孔常会被腐蚀生成物覆盖所致。另外蚀孔的数目及深度变化也很大，因此对孔蚀所造成的破坏不太容易做评估。也因为如此，由于孔蚀的局部本质，它常会导致突然不可预测的破坏。蚀孔会在腐蚀速率增加的局部区域发生。金属表面的夹杂物，其他结构不均匀物及成份不均匀处，都是蚀孔开始发生的地方。当离子和氧浓度差异形成浓淡电池时也可产生蚀孔。 间隙腐蚀是发生于间隙及有停滞溶液之遮蔽表面处的局部电化学腐蚀。若要产生间隙腐蚀，必须有一个间隙其宽度足够让液体进入，但却也可使液体停滞不流出。因此，间隙腐蚀通常发生于开口处有百万分之几公尺或更小宽度的间隙。 粒间腐蚀
电化学测试实验报告
电化学测试技术实验报告 实验地点:8号楼8313 姓名：*** 学号：SX******* 指导教师：佟浩
实验一铁氰化钾的循环伏安测试 一、实验目的 1. 学习固体电极表面的处理方法； 2. 掌握循环伏安仪的使用技术； 3. 了解扫描速率和浓度对循环伏安图的影响。 二、实验原理 铁氰化钾离子[Fe(CN)6]3-亚铁氰化钾离子[Fe(CN)6]4-氧化还原电对的标准电极电位为： [Fe(CN)6]3- + e-= [Fe(CN)6]4-φθ= 0.36V 电极电位与电极表面活度的Nernst方程式为： φ=φθ’+ RT/F ln(COx/CRed) 在一定扫描速率下，从起始电位（-0.2 V）正向扫描到转折电位（+0.8 V）期间，溶液中[Fe(CN)6]4-被氧化生成[Fe(CN)6]3-，产生氧化电流；当负向扫描从转折电位（+0.6 V）变到原起始电位（-0.2 V）期间，在指示电极表面生成的[Fe(CN)6]3-被还原生成[Fe(CN)6]4-，产生还原电流。为了使液相传质过程只受扩散控制，应在加入电解质和溶液处于静止下进行电解。在0.1M NaCl溶液中[Fe(CN)6]4-的电子转移速率大，为可逆体系（1M NaCl溶液中，25℃时，标准反应速率常数为 5.2×10-2 cm2s-1）。 三、仪器和试剂 电化学分析系统；铂盘电极；铂柱电极，饱和甘汞电极；电解池；容量瓶。 0.50 mol·L-1 K3[Fe(CN)6]；0.50 mol·L-1 K4[Fe(CN)6] ；1 mol·L-1 NaCl 四、实验步骤 1. 指示电极的预处理 铂电极用Al2O3粉末（粒径0.05 µm）将电极表面抛光，然后用蒸馏水清洗。 2. 支持电解质的循环伏安图
腐蚀电化学实验报告
腐蚀电化学实验报告 Final revision by standardization team on December 10, 2020.
腐蚀电化学分析 杨聪仁教授编撰 一、实验目的 以电化学分析法测量金属在不同环境下的腐蚀速率。 二、实验原理 2-1 腐蚀形态 腐蚀可被定义为材料受到外在环境的化学侵蚀而导致退化的象。大多数材料的腐蚀包含了由电化学引起的化学侵蚀。我们可根据被腐蚀金属的表面，简便地将腐蚀型态分类，如图一。有许多类型易被辨识，但各种腐蚀类型彼此间都有某种程度的关连。这些类型包括： 均匀或一般侵蚀腐蚀应力腐蚀 化学或两金属腐蚀冲蚀腐蚀 孔蚀腐蚀涡穴损伤 间隙腐蚀移擦腐蚀 粒间腐蚀选择性腐蚀 均匀或一般侵蚀腐蚀 均匀腐蚀是指当金属处于腐蚀环境时，金属整个表面会同时进行电化学反应。就重量而言，均匀腐蚀是金属所面临的最大腐蚀破坏，尤其是对钢铁来说。然而，它很容易藉由保护性镀层、抑制剂及阴极保护等方法来控制。 化学或两金属腐蚀
由于不同金属具有不同的电化学电位，因此当要将不同金属放在一起时，必须格外小心，以免产生腐蚀现象。两金属化学腐蚀的另一个重要考虑因素是阳极与阴极的比率，也就是面积效应(area effect)。阴极面积大而阳极面积小是一种不利的面积比率，因为当某特定量的电流经过金属对时，例如不同尺寸的铜极及铁极，小电极的电流密度会远大于大电极，因此小阳极将会加速腐蚀。所以大阴极面积对小阳极面积的情形应尽量避免。 孔蚀腐蚀 孔蚀是会在金属上产生空孔的局部腐蚀类型。此类型的腐蚀若造成贯穿金属的孔洞，则对工程结构会有相当的破坏效果。但若没有贯穿现象，则小蚀孔有时对工程设备而言是可接受的。孔蚀通常是很难检测的，这是因为小蚀孔常会被腐蚀生成物覆盖所致。另外蚀孔的数目及深度变化也很大，因此对孔蚀所造成的破坏不太容易做评估。也因为如此，由于孔蚀的局部本质，它常会导致突然不可预测的破坏。蚀孔会在腐蚀速率增加的局部区域发生。金属表面的夹杂物，其他结构不均匀物及成份不均匀处，都是蚀孔开始发生的地方。当离子和氧浓度差异形成浓淡电池时也可产生蚀孔。 间隙腐蚀是发生于间隙及有停滞溶液之遮蔽表面处的局部电化学腐蚀。若要产生间隙腐蚀，必须有一个间隙其宽度足够让液体进入，但却也可使液体停滞不流出。因此，间隙腐蚀通常发生于开口处有百万分之几公尺或更小宽度的间隙。 粒间腐蚀 粒间腐蚀是发生在合金晶界及晶界附近的局部腐蚀现象。在正常情况下，若金属均匀腐蚀时，晶界的反应只会稍快于基地的反应。但在某些情况下，晶界区域会变得很容易起反应而导致粒间腐蚀，如此会使合金的强度下，甚至导致晶界分裂。 应力腐蚀 金属的应力腐蚀破裂(SCC)是指由拉伸应力及腐蚀环境结合效应所导致的破裂。在SCC期间，金属表面通常只受到很轻微的侵蚀，但局部裂缝却很快沿着金属横断面传播。产生SCC所需的应力可以是残留应力或施加应力。裂缝会开始于金属表面上的蚀孔或其他不连续处。在裂缝开始成长时，其尖端会开始向前，此时作用在金属上的拉伸应力会在裂
实验报告-极化曲线测量金属的腐蚀速度
一、目的和要求 1、 掌握恒电位法测定电极极化曲线的原理和实验技术。通过测定Fe 在NaCl 溶液中的极化曲 线，求算Fe 的自腐蚀电位，自腐蚀电流 2、论极化曲线在金属腐蚀与防护中的应用 二、基本原理 当金属浸于腐蚀介质时，如果金属的平衡电极电位低于介质中去极化剂（如H +或氧分子）的平衡电极电位，则金属和介质构成一个腐蚀体系，称为共轭体系。此时，金属发生阳极溶解，去极化剂发生还原。在本实验中，镁合金和钢分别与L 的NaCl 溶液构成腐蚀体系。 * 镁合金与NaCl 溶液构成腐蚀体系的电化学反应式为： 阳极： Mg= Mg 2++2e 阴极： 2H 2O+2e=H 2+2OH - 钢与NaCl 溶液构成腐蚀体系的电化学反应式为： 阳极： Fe= Fe 2++2e ~ 阴极： 2H 2O+2e=H 2+2OH - 腐蚀体系进行电化学反应时的阳极反应的电流密度以 i a 表示， 阴极反应的速度以 i k 表示， 当体系达到稳定时，即金属处于自腐蚀状态时，i a =i k =i corr （i corr 为腐蚀电流），体系不会有净的电流积累，体系处于一稳定电位c ϕ。根据法拉第定律，即在电解过程中，阴极上还原物质析出的量与所通过的电流强度和通电时间成正比，故可阴阳极反应的电流密度代表阴阳极反应的腐蚀速度。金属自腐蚀状态的腐蚀电流密度即代表了金属的腐蚀速度。因此求得金属腐蚀电流即代表了金属的腐蚀速度。金属处于自腐蚀状态时，外测电流为零。 极化电位与极化电流或极化电流密度之间的关系曲线称为极化曲线。测量腐蚀体系的阴阳极极化曲线可以揭示腐蚀的控制因素及缓蚀剂的作用机理。在腐蚀点位附近积弱极化区的举行集会测量可以可以快速求得腐蚀速度。在活化极化控制下，金属腐蚀速度的一般方程式为： 》 其中 I 为外测电流密度，i a 为金属阳极溶解的速度，i k 为去极化剂还原的速度，βa 、βk 分别 为金属阳极溶解的自然对数塔菲尔斜率和去极化剂还原的自然对数塔菲尔斜率。 令∆E 称为腐蚀金属电极的极化值，∆E ＝0时，I ＝0；∆E>0时，是阳极极化，I>0,体系通过阳极电流。∆E<0时，I<0， 体系通过的是阴极电流，此时是对腐蚀金属电极进行阴极极化。因此外测电流密度也称为极化电流密度 测定腐蚀速度的塔菲尔直线外推法：当对电极进行阳极极化，在强极化区，阴极分支电流i k =0, 改写为对数形式： )]ex p()[ex p(k c a c corr k a i i i I βϕϕβϕϕ---=-=c E ϕϕ-=∆)]ex p()[ex p(k a corr E E i I ββ∆--∆=)ex p(a corr a E i i I β∆==corr a corr a i I b i I E lg ln ==∆β
腐蚀电化学实验报告
腐蚀电化学分析 杨聪仁教授编撰 一、实验目的 以电化学分析法测量金属在不同环境下的腐蚀速率。 二、实验原理 2-1 腐蚀形态 腐蚀可被定义为材料受到外在环境的化学侵蚀而导致退化的象。大多数材料的腐蚀包含了由电化学引起的化学侵蚀。我们可根据被腐蚀金属的表面，简便地将腐蚀型态分类，如图一。有许多类型易被辨识，但各种腐蚀类型彼此间都有某种程度的关连。这些类型包括： 均匀或一般侵蚀腐蚀应力腐蚀 化学或两金属腐蚀冲蚀腐蚀 孔蚀腐蚀涡穴损伤 间隙腐蚀移擦腐蚀 粒间腐蚀选择性腐蚀 均匀或一般侵蚀腐蚀 均匀腐蚀是指当金属处于腐蚀环境时，金属整个表面会同时进行电化学反应。就重量而言，均匀腐蚀是金属所面临的最大腐蚀破坏，尤其是对钢铁来说。然而，它很容易藉由保护性镀层、抑制剂及阴极保护等方法来控制。 化学或两金属腐蚀 由于不同金属具有不同的电化学电位，因此当要将不同金属放在一起时，必须格外小心，以免产生腐蚀现象。两金属化学腐蚀的另一个重要考虑因素是阳极与阴极的比率，也就是面积效应(area effect)。阴极面积大而阳极面积小是一种不利的面积比率，因为当某特定量的电流经过金属对时，例如不同尺寸的铜极及铁极，小电极的电流密度会远大于大电极，因此小阳极将会加速腐蚀。所以大阴极面积对小阳极面积的情形应尽量避免。
孔蚀腐蚀 孔蚀是会在金属上产生空孔的局部腐蚀类型。此类型的腐蚀若造成贯穿金属的孔洞，则对工程结构会有相当的破坏效果。但若没有贯穿现象，则小蚀孔有时对工程设备而言是可接受的。孔蚀通常是很难检测的，这是因为小蚀孔常会被腐蚀生成物覆盖所致。另外蚀孔的数目及深度变化也很大，因此对孔蚀所造成的破坏不太容易做评估。也因为如此，由于孔蚀的局部本质，它常会导致突然不可预测的破坏。蚀孔会在腐蚀速率增加的局部区域发生。金属表面的夹杂物，其他结构不均匀物及成份不均匀处，都是蚀孔开始发生的地方。当离子和氧浓度差异形成浓淡电池时也可产生蚀孔。 间隙腐蚀是发生于间隙及有停滞溶液之遮蔽表面处的局部电化学腐蚀。若要产生间隙腐蚀，必须有一个间隙其宽度足够让液体进入，但却也可使液体停滞不流出。因此，间隙腐蚀通常发生于开口处有百万分之几公尺或更小宽度的间隙。 粒间腐蚀 粒间腐蚀是发生在合金晶界及晶界附近的局部腐蚀现象。在正常情况下，若金属均匀腐蚀时，晶界的反应只会稍快于基地的反应。但在某些情况下，晶界区域会变得很容易起反应而导致粒间腐蚀，如此会使合金的强度下，甚至导致晶界分裂。 应力腐蚀 金属的应力腐蚀破裂(SCC)是指由拉伸应力及腐蚀环境结合效应所导致的破裂。在SCC期间，金属表面通常只受到很轻微的侵蚀，但局部裂缝却很快沿着金属横断面传播。产生SCC所需的应力可以是残留应力或施加应力。裂缝会开始于金属表面上的蚀孔或其他不连续处。在裂缝开始成长时，其尖端会开始向前，此时作用在金属上的拉伸应力会在裂缝尖端处形成高应力，当裂缝尖端向前传播时，在裂缝尖端处也会产生电化学腐蚀而使阳极金属溶解。裂缝会沿着垂直于拉伸应力的方向成长，直到金属破坏为止。若应力或腐蚀其中任一停止，则裂缝将停止成长。 冲蚀腐蚀 冲蚀腐蚀可被定义为由于腐蚀性流体与金属表面相对运动而导致金属腐蚀速率加速的现象。当腐蚀性流体的相对运动速率相当快时，机械磨擦效应将会相当严重。冲蚀腐蚀的特征为金属表面具有与腐蚀性流体流动方向相同的凹槽、蚀孔与圆孔等。 涡穴损伤 此类型的冲蚀腐蚀是由接近金属表面之液体中的气泡及充气孔穴破灭所造成的。涡穴损伤通常发生在具有高速液体流动及压力改变的金属表面。 移擦腐蚀 移擦腐蚀发生在材料承受振动及滑动负荷的界面处，它会形成具有腐蚀生成物的凹槽或蚀孔。当金属发生移擦腐蚀时，磨擦表面间的金属碎片会被氧化且某些氧化膜会因磨擦动作而剥落，因此摩擦表面间会累积可当研磨剂用的氧化物颗粒。
金属元素的电化学腐蚀与防腐实验研究方法与结果分析
金属元素的电化学腐蚀与防腐实验研究方法 与结果分析 1. 引言 金属材料在实际应用中常常遭受电化学腐蚀的威胁，这不仅会导致材料的性能下降，还可能引发安全事故。因此，研究金属元素的电化学腐蚀行为以及防腐方法具有重要的理论和应用价值。 2. 实验方法 2.1. 实验材料 选择一种金属样品，例如铁、铝或镀锌钢板，作为实验的对象。 准备一定浓度的腐蚀介质（酸、盐的溶液等）。 准备电化学测量设备，包括电化学细胞、工作电极、参比电极和计时器。 2.2. 实验步骤 2.2.1. 清洗样品 将金属样品用酸或溶液浸泡一段时间，去除表面的污垢和氧化物。 用去离子水彻底冲洗样品，并用乙醇擦干。 2.2.2. 构建电化学细胞 将清洗好的金属样品作为工作电极，将参比电极放入腐蚀介质中。
连接电化学测量设备，确保电路连接正常。 2.2. 3. 进行电化学实验 用计时器控制实验时间，在一定时间内记录电流和电压的变化。 根据测量数据计算得到腐蚀速率等相关参数。 3. 实验结果分析 3.1. 腐蚀速率 根据实验数据，可以计算出金属样品的腐蚀速率，即单位时间内金 属的损失量。通过对不同条件下的腐蚀速率进行比较，可以评估不同 环境对金属腐蚀的影响。 3.2. 析出产物分析 腐蚀过程中，金属会与溶液中的物质发生反应，生成各种化学物质。可以通过质量分析仪器（如质谱仪、能谱仪等）对析出产物进行分析，以了解腐蚀机理和化学反应过程。 3.3. 表面形貌观察 通过扫描电子显微镜等高分辨率显微观察仪器，观察金属在腐蚀前 后的表面形貌差异。这有助于进一步了解腐蚀过程中金属表面的微观 结构变化。 4. 防腐方法研究 4.1. 表面处理
J线性极化技术测量金属腐蚀速度-实验报告
电极过程动力学实验报告 北京理工大学电极过程动力学实验报告 姓名班级学号 实验日期年月日指导教师 同组姓名成绩 实验名称线性极化技术测量金属腐蚀速度 一、实验目的 1．了解线性极化法测定金属腐蚀速度的原理和方法； 2．掌握电位扫描法测定塔菲尔曲线； 3．应用塔菲尔曲线计算极化电阻、斜率和腐蚀电流； 4．应用stern公式计算腐蚀速度。 二、实验原理 以测量铁在硫酸溶液中的腐蚀为例。 从电化学的基础理论可知，当铁在硫酸溶液中时，一定发生两个反应过程： 阳极过程：Fe－2e-＝Fe2＋ 阴极过程：2H＋＋2e-＝H2↑ 如果外电路无电流流过时，铁的阳极溶解速度与表面氢的逸出速度相等，该速度 就是铁的腐蚀速度，用电流密度i 腐表示，此时铁的电位即是腐蚀电位φ 腐 。 i腐和φ腐可以通过测定铁在硫酸中的阴极和阳极的Tafel曲线，并将两条曲线 的直线段外延相交求得，交点所对应的电流是i 腐，电位是φ 腐 。图1是铁在硫酸 中的阴极和阳极的Tafel曲线示意图。
电极过程动力学实验报告 图1 铁在硫酸中的阴极和阳极的Tafel 曲线示意图 上述方法在实际应用时，有时两条曲线的外延线交点不准确，给精确测量带来很大的误差。所以本实验采用线性极化法测定腐蚀速度。 线性极化的含意就是指在腐蚀电位附近，当Δ φ ≤10mV 时，极化电流i 与 极化电位Δφ之间存在着线性规律。对于由电化学步骤控制的腐蚀体系，存在下列关系式： 该公式即是线性极化法的Stern 公式： 式中：i /Δφ的倒数称为极化电阻R r ＝Δφ/i b a 和b k 分别为阳极和阴极的Tafel 常数，即是两条外延直线的斜率。 根据上述的基本原理，测量腐蚀体系的极化电阻R r 和Tafel 曲线的b a 和b k ，用Stern 公式，即可求出腐蚀速度i 腐。 ⎥ ⎦⎤⎢⎣⎡+⋅∆=)(303.2k a k a b b b b i i ϕ腐
环境腐蚀因素的电化学测定综合实验报告
实验 4.1: 环境腐蚀因素的电化学测定综合实验 一、实验目的 1. 了解和掌握常用金属材料在不同环境条件中的腐蚀性强弱和主要腐蚀形态 2. 掌握影响材料环境失效的主要腐蚀因素 3. 掌握主要环境腐蚀性因素强弱的测试方法 二、实验内容 选取不同材料、不同介质分别进行以下实验： 1.用酸度计测量所选介质的pH值； 2.采用浸泡实验观察试验材料在不同介质中的腐蚀形态，判断腐蚀类型； 3. 测量发生均匀腐蚀材料的失重或增重，计算腐蚀速度； 4. 测量试验材料在不同介质中的φ－t曲线 三、实验原理 金属与周围环境之间发生化学或电化学作用而引起的破坏或变质，称之为金属腐蚀。也就是说，金属腐蚀发生在金属与介质间的界面上。材料究竟发生什么样的腐蚀、腐蚀的强弱主要取决于材料及其周围介质的性质。不同的材料或不同设备工艺的同一种材料在同一介质中其腐蚀性不同；同一材料在不同环境中（如温度、pH值、浓度不同）其腐蚀性也会有很大的差别。腐蚀类型很多，也有多种分类方法。如果按材料腐蚀后的外观特征分类：当腐蚀均匀地发生在整个材料表面，称为均匀腐蚀或全面腐蚀；当腐蚀集中在某些区域，则称为局部腐蚀。局部腐蚀又可分为电偶腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀、剥蚀、选择性腐蚀等。 金属腐蚀发生的根本原因是其热力学上的不稳定性造成的，即金属及其合金较某些化合物原子处于自由能较高的状态，这种倾向在条件具备时，就会发生金属单质向金属化合物的转变，即发生腐蚀。发生化学腐蚀时，被氧化的金属与介质中被还原的物质之间的电子是直接交换的。发生电化学腐蚀时，金属的氧化和介质中某物质的还原是在不同地点相对独立地进行的两个过程，并且和流过金属内部的电子流和金属所处介质中的离子流形成回路，即金属的电化学腐蚀是通过腐蚀电池进行的，它是金属腐蚀中最常见最重要的类型。 在腐蚀过程中发生的腐蚀电池反应如下： 阳极反应： M-ne- → M n+ 阴极反应：O x+ne- → R 总反应：M+O x→M n++R 式中：O x 为氧化剂，R为还原剂 在大多数情况下，氧化剂通常由水中溶解的氧或氢离子承担，阴极反应为：
实验5 Zn腐蚀的极化电阻
实验5 Zn腐蚀的极化电阻 实验5-zn腐蚀的极化电阻 华南师范大学实验报告 学生姓名专业 新能源材料和设备 学号 课程名称：电化学实验 √验证□设计□综合实验类型□ 年级和2022班 实验项目线性极化法测量金属zn腐蚀的极化电阻实验时间实验评分 2022和5/4 实验指导老师吕东生 一、实验目的 1.了解极化电阻rp的含义 2.掌握线性极化法测量金属腐蚀的极化电阻II。实验原理 金属zn是中性锌锰电池、碱性锌锰电池和锌-空气电池等的负极材料，由于金属zn 具有较负的电极电位，当它与电解质溶液接触时，将会发生电化学腐蚀。在酸性或中性溶液中，金属zn的电化学腐蚀反应为： 锌？2e？zn2？2h？？2e？h2 而在碱性溶液中，金属zn的电化学腐蚀反应为： 锌？2oh？？2e？锌（oh）2 在金属zn上进行电化学腐蚀的过程中，如果外电路无电流流过时，金属zn的阳极溶解速率与其表面析氢速率相等，该速率就是zn的腐蚀速率，用电流密度i腐，此时金属zn的电位即是腐蚀电位φ腐。在实际应用中，不容易测得比较准确的i腐值，通常根据极化电阻rp的测量值来判断腐蚀体系的腐蚀速率的大小。腐蚀金属电极的极化曲线在腐蚀电位φ腐处切线的斜率称为该腐蚀金属电极的“极化电阻”。本实验采用线性极化法来测定rp的值。
2h2o？2e？h2？2oh？ 图1.某腐蚀电极在1mh2so4溶液中线性电位扫描曲线(虚线为线性拟合线)，扫速 0.3mv/s. 线性极化是指当Δφ≤ 10mV，极化电流I和极化电位Δφ之间存在线性规律。通过线性零件的拟合，可以获得以下结果： ??rp?i 也就是说，极化电阻RP是直线斜率的倒数，其单位是ω？cm2.Δφ的单位为V，I 的单位为a/cm2。RP值可用于测量腐蚀速率。其值越大，腐蚀电流I腐蚀值越小，即腐蚀 速率越小。3、实验设备 chi电化学工作站；甘汞电极；hg/hgo电极；铂电极；金属zn电极；0.2mzncl2溶液； 0.2mkoh溶液；砂纸；三口电解槽；高压氮气 四、实验步骤 1.预处理电极：用去离子水将zn电极表面润湿，在细砂纸上打磨至电极表 表面光滑，然后用去离子水冲洗；将铂电极浸泡在浓盐酸洗涤液中，用细砂纸打磨至 电极表面光亮。2.向三端口电解槽中加入适量ZnCl 2溶液。 3.将铂电极和甘汞电极放入三口电解槽中，向溶液中通入n2气体5min，以 从溶液4中除去氧气。放入金属锌电极，打开Chi电化学工作站软件，选择“开路电位”功能， 待开路电压稳定（小数点后第三位不再变化）后，纪录其数值。5.选择“线性扫描伏安”功能，从φ开路-30mv的电位开始扫描，当终止电位是 φ开路为+30mV时，扫描结束，扫描速率为0.3mv/s（0.0003v/s）。6.更换电解液，将参比电极从原来的甘汞电极更换为Hg/HGO电极，然后进行操作 电极进行预处理，测量zn在0.2mkoh溶液中的线性极化曲线。 五、数据处理与分析 1.将测得的金属zn电极在0.2mzncl2溶液中和0.2mkoh溶液中的开路电位 转换成氢标准电极后进行比较。 金属zn在0.2mzncl2溶液中相对于甘汞电极的开路电压φ开路=-1.0462v相对于氢 标电极的开路电压φ开路(中)=-1.0462v+0.244v=-0.8022v
金属的电化学防腐蚀处理技术实验报告数据处理
金属的电化学防腐蚀处理技术实验报告数据处理 金属材料的腐蚀与防护 关键词：腐蚀，防护，化学腐蚀，电化学腐蚀，阻化剂，析氢腐蚀，吸氧腐蚀。 摘要：当金属与周围介质接触时，由于发生化学作用或电化学作用而引起的材料性能的退化与破坏叫做金属的腐蚀。金属腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀，化学腐蚀使金属表面逾期提货非电解质溶液接触发生化学作用而引起的腐蚀：而电化学腐蚀使由于金属及其合金在周围介质的电化作用下而引起的腐蚀，实质上由于金属表面形成许多微小的短路原电池的结果。 影响金属电化学腐蚀的因素较多，包括金属的活泼性,金属在特定介质中的电极电势及环境的酸度。避免发生电化学腐蚀的方法很多：可以隔绝金属与周围介质的接触，即避免腐蚀原电池的形成。 意义：腐蚀会给人类带来危害，引起惊人的损害。但也可以利用其为人类造福。例如，工程技术中常利用腐蚀原理进行材料加工，“化学蚀剂”方法就是利用其进行金属定域“切削”的加工方法。学习本试验可以了解金属腐蚀的基本原理以及金属材料放腐蚀的方法 试验过程：金属腐蚀可按产生的机理分为化学腐蚀、电化学腐蚀和物理腐蚀。化学腐蚀是指材料与周围介质直接发生化学反应，但反应过程中不产生电流的腐蚀过程；电化学腐蚀是指金属与离子导电性介质发生电化学反应，反应过程中有电流产生的腐蚀过程；物理腐蚀是指由于单纯的物理溶解而产生的腐蚀。 针对金属腐蚀的不同种类，对金属的防护有以下几种方法：改变金属内部结构、保护层法、电化学保护法、对腐蚀介质进行处理、电化学保护法。
1. 微电池的显示法。取10ml0.01mol/dm3NaCl,0.3ml1%K3[Fe（CN）6]，1%酚酞0.5ml，白明胶适量（一平匙）制成铁锈指示剂。将铁锈指示剂加热成粘稠状，放置。待凝固前，涂在去锈的铁片上。10分钟以后观察。 2. 阴阳极防腐蚀镀层。取一镀锡、镀锌的铁片，用锉刀划破表面镀层，在划痕上分别滴几滴稀硫酸和一滴铁氰化钾，观察。 3 .阻化剂。取一铁片放入20% 的盐酸溶液中，加热到60~70℃，观察；然后加入六次甲基四胺，观察。 4. 析氢腐蚀。在试管放入3粒锌粒和约3ml0.1molHCl溶液，观察；取一根用砂纸擦进的铜丝，插入上述盛有锌粒的试管中，观察铜丝与锌粒未接触式以及接触时的情况。 5. 吸氧腐蚀。取一块铁片用砂纸擦去铁锈，洗净晾干，另取5滴NaCl、1滴K3[Fe（CN）6]溶液和1滴酚酞于试管中，摇匀。静止片刻后观察。 实验结果及讨论：实验1中，可以看到出现蓝色斑点，这是因为铁片出现阴阳区，在阳极区，FeFe2++2e，2Fe2++2[Fe（CN）6]3-Fe3[Fe（CN）6]2 Fe2+溶于K3[Fe（CN）6]中反应而出现蓝色斑点。 实验2中，镀锡的铁片在划破处出现蓝色沉淀，说明铁层发生溶解，镀锌铁片出现气泡，没有蓝色沉淀，说明锌发生反应。证明了还原性的强弱为锌〉铁>锡。 实验3中，先是出现气泡，证明铁与稀硫酸反应，加入六次甲基四胺后没有气泡，说明铁的腐蚀结束。 实验4中，加入锌后，有气泡产生，加入铜丝（未接触）铜丝处无变化，接触后反应加剧，气泡大量产生。这是由于铜丝和锌组成了原电池造成的
金属的腐蚀与防护实验报告
金属的腐蚀与防护实验报告 引言 金属腐蚀是指金属与周围环境中的化学物质发生反应而导致金属表面发生损坏的现象。腐蚀不仅直接影响金属的外观和性能，还可能引发设备的故障，给工业生产和日常生活带来不便。为了延长金属材料的使用寿命，我们需要研究金属腐蚀的机理，并探索有效的防护措施。 实验目的 本实验旨在研究金属的腐蚀机理，同时测试几种常用的金属防护方式的效果，为金属腐蚀与防护领域的研究提供参考。 实验方法 1.准备实验所需的金属样品，包括铁、铝、铜等常见金属材料。 2.使用砂纸将金属样品的表面进行打磨，以确保表面光洁。 3.将金属样品分别放置于含有不同浓度盐酸的试剂中，观察金属的腐蚀现象。 4.每隔一段时间，取出金属样品，用显微镜观察其表面变化，记录下时间和观 察结果。 5.使用涂层、电化学保护和合金化三种方法进行金属防护，记录每种方法的实 施步骤并观察其效果。 实验结果与分析 第一部分：金属腐蚀观察 经过观察和记录，我们得到了以下结果： 铁 •1小时后，铁表面出现了明显的氧化现象，呈现红锈的颜色。 •2小时后，铁表面的腐蚀速度加快，红锈扩散范围明显增大。 •4小时后，铁表面的腐蚀更加严重，红锈覆盖了大部分金属表面。
铝 •在盐酸溶液中，铝表面发生了化学反应，产生了大量气泡。 •经过1小时的观察，铝表面的气泡逐渐减少，但仍有气泡产生。 •经过2小时的观察，铝表面的气泡完全消失，金属表面变得光滑。 铜 •铜在盐酸中的腐蚀速度较慢，经过4小时的观察，铜表面仅有少量的氧化现象。 •铜的腐蚀速度与盐酸浓度相关，浓度越高，腐蚀速度越快。 第二部分：金属防护方案测试 涂层 1.清洁金属表面，确保无杂质。 2.使用喷涂或刷涂等方式将防腐涂层均匀地涂抹在金属表面。 3.经过一段时间的观察，发现涂层能够有效阻隔外界环境对金属的腐蚀作用。 电化学保护 1.在金属样品上加入电解质溶液，并连接一个外部电源。 2.电流经过金属样品时，形成一个保护性的氧化物膜，防止氧气和水分进一步 腐蚀金属。 3.经过实验证明，电化学保护能够显著减缓金属的腐蚀速度。 合金化 1.将一种金属与其他金属或非金属元素进行合金化处理，改变其物理和化学性 质。 2.合金化可通过使金属具有其他材料的性能，如强度、耐腐蚀性等，从而提高 金属的防护效果。 结论 通过本次实验，我们深入研究了金属的腐蚀与防护。我们观察到不同金属在盐酸中的腐蚀速度存在差异，铁的腐蚀速度最快，铜的腐蚀速度相对较慢。在金属防护方
电化学再活化法(EPR)测量晶间腐蚀敏感性实验报告晶间腐蚀原理
电化学再活化法(EPR)测量晶间腐蚀敏感性 电化学再活化法 (EPR) 测量晶间腐蚀敏感性 ( 一 ) 实验目的 1. 用 EPR 法评价 308L 不锈钢的晶间腐蚀敏感性； 2. 建立 EPR 法和草酸浸蚀法 (ASTM A 2622A) 评价 308L 不锈钢晶间腐蚀敏感性之间的关系； 3. 了解不锈钢焊接接头产生晶间腐蚀的机理及晶间腐蚀区显微组织特征。 ( 二 ) 晶间腐蚀原理 绝大多数金属和合金是多晶体，在它们的表面上也显露出许多晶界。晶界是原子排列较为疏松、紊乱的区域，容易产生杂质原子富集、晶界吸附、第二相的沉淀析出等现象，因此存在着显著的化学、物理不均匀性。在腐蚀介质中，金属和合金的晶界的溶解速度和晶粒本身的溶解速度是不同的。在某些环境中，晶界的溶解速度远大于晶粒本身的溶解速度时，会产生沿晶界进行的选择性局部腐蚀，称为晶间腐蚀 ( 图 1) 。受热 ( 如敏化处理 ) 、受力 ( 冷加工形变 ) 而引起晶界组织结构的不均匀变化，对晶间腐蚀也有很大影响。 图 1. 晶间腐蚀的形貌特征 晶间腐蚀发生后，金属和合金虽然表面仍保持一定的金属光泽，也看不出被破坏的迹象，但晶粒间的结合力已显著减弱，强度下降，因此设备和构件容易遭到破坏。晶间腐蚀隐蔽性强，突发性破坏几率大，因此有严重的危害性。不锈耐酸钢、镍基耐蚀合金、铝合金等金属材料都有可能产生晶间腐蚀；尤其在焊接时，焊缝附近的热影响区更容易发生晶间腐蚀。 ( 三 ) 电化学再活化法 (EPR) EPR 方法最早由Cihal 等人提出，称为单环实验，现已列入美国标准ASTM G108292 ，但是这种单环实验方法对于现场检测晶间腐蚀敏感性有其不足之处：
实验六 原电池原理 金属的电化学腐蚀
实验六原电池原理金属的电化学腐蚀 教学目标： （一）知识与技能 1．理解原电池的原理； 2．认识金属电化学腐蚀的原因； （二）过程与方法 培养学生设计实验、观察实验现象、探索规律、归纳总结的研究问题的方法的能力； （三）情感、态度与价值观 1．用实验，启发学生思维 2．实验——思考——讨论——总结 教学重点: 原电池原理 教学难点： 对实验想象的分析和思考 教学方法： 教师引导、点拨，学生思考，动手操作； 通过现象分析得出结论； 实验用品： 试管、烧杯、镊子、小刀、药匙、导线（带夹子）、灵敏电流表。 K3[Fe(CN) 6]（铁氰化钾）溶液、NaCl溶液、稀硫酸、15%CuSO4溶液、FeCl3溶液、镀锌铁、镀锡铁、纯净的锌粒、锌片、铜片、铁钉。 教学过程： [自主阅读] ： 课本P210总结原电池原理实验的步骤过程；
【基础检测】 1.根据实验现象判断电子流向 2.根据实验现象写出电池的电极反应式和总反应方程式。 【学生动手实验】 【合作探究】 1.根据实验结果，说明怎样装配原电池。(构成原电池的条件) ⑴有活性不同的两个电极（两电极可以是活性不同的两种金属，或一种是非金属导体，其中较活泼的金属为负极）。 ⑵要有电解质溶液。 ⑶两电极相连或接触，形成闭合回路。 2.讨论：根据对原电池原理的掌握，及现有的仪器和药品讨论能否设计一个总 反应为Fe + 2FeCl 3 == 3FeCl 2 的原电池。 如图： 总结：该原电池满足的条件：Fe 做负极，电解质溶液为FeCl 3溶液，两电极相连形成闭合回路。 【拓展练习】
判断以下装置是否为原电池， 答案：A、B、E、G为原电池装置。 [追问]其中哪些能产生明显电流，那些不能？ 答：A、B、E装置可产生明显电流，G装置无明显电流，发生金属的腐蚀。[自主阅读] ： 课本P210~ 211 总结金属的电化学腐蚀实验的步骤过程； 反应 【学生动手实验】 【合作探究】 1.根据实验结果，说明镀锌铁皮和镀锡铁皮相比，哪个铁更容易被腐蚀? 镀锡铁 2.讨论都可以采取哪些措施进行金属的防护。 ⑴改变金属内部结构，如制成不锈钢。 ⑵在金属表面覆盖保护层，如涂漆、喷油、电镀等。
发生析氢腐蚀的电极电势实验报告
发生析氢腐蚀的电极电势实验报告 电极电势是研究电化学反应的基本概念之一。在电化学反应中，电极电势是指电极与电解质溶液之间的电势差。在电化学反应中，电极电势的大小和正负性决定了反应的方向和速率。本次实验的目的是研究在不同电极电势下，金属的析氢腐蚀现象。 实验装置：本次实验装置主要包括电化学测量仪、电极、电解质溶液、热水浴和计时器等。其中，电极为铜电极和锌电极。 实验步骤：首先，将电解质溶液倒入电化学测量仪的两个槽中，并将铜电极和锌电极分别插入两个槽中。然后，将电化学测量仪连接上计算机，并打开实验软件。调整电化学测量仪的温度为25℃，并在热水浴中恒温。接着，通过实验软件控制电化学测量仪，将电极电势从-0.6V逐渐升高至0.6V，每隔0.1V记录一次当前的电极电势和电流强度，并计时。当电极电势达到0.6V时，停止记录数据。 实验结果：根据实验得到的数据，绘制出了铜电极和锌电极在不同电极电势下的电流强度-电极电势曲线图。实验结果表明，随着电极电势的增加，电流强度也逐渐增加。当电极电势达到一定的值时，电流强度急剧增加，表明电极发生了析氢腐蚀现象。 还通过实验计算出了铜电极和锌电极的标准电位，分别为0.34V和-0.77V。这表明，在电化学反应中，铜电极具有较强的氧化性，而
锌电极具有较强的还原性。 实验分析：本次实验结果表明，在不同电极电势下，金属的析氢腐蚀现象具有明显的规律性。随着电极电势的增加，金属表面逐渐出现氢气泡，并发生了析氢腐蚀现象。此外，实验结果还表明，铜电极具有较强的氧化性，而锌电极具有较强的还原性。这与金属在电化学反应中的活性有关。在电化学反应中，金属的活性越大，其标准电位越正，越易被氧化。因此，铜电极和锌电极的标准电位的差异，决定了它们在电化学反应中的活性和发生析氢腐蚀现象的能力。 结论：本次实验研究了在不同电极电势下，金属的析氢腐蚀现象。实验结果表明，随着电极电势的增加，金属的析氢腐蚀现象逐渐增强。此外，铜电极具有较强的氧化性，而锌电极具有较强的还原性，这与金属在电化学反应中的活性有关。本次实验结果对于深入研究金属的腐蚀现象和电化学反应机理具有重要的参考价值。
金属腐蚀实验报告
金属腐蚀实验报告 金属腐蚀实验报告 引言： 金属腐蚀是一种普遍存在的现象，对于工业生产和日常生活都有着重要的影响。为了更好地了解金属腐蚀的机理和防治方法，我们进行了一系列的实验研究。 本报告将详细介绍实验的目的、方法、结果和讨论。 实验目的： 1. 研究金属腐蚀的机理和影响因素； 2. 探究不同金属在不同环境条件下的腐蚀速率差异； 3. 了解常见的金属防腐方法及其效果。 实验方法： 1. 实验材料：铁、铜、铝等常见金属样品； 2. 实验设备：腐蚀试验仪、电化学工作站等； 3. 实验步骤： a. 准备金属样品，保证其表面光洁； b. 将金属样品置于腐蚀试验仪中； c. 设定不同环境条件，如温度、湿度和溶液浓度等； d. 运行腐蚀试验仪，记录金属样品的腐蚀情况； e. 根据实验结果进行数据分析和讨论。 实验结果： 1. 不同金属在不同环境条件下的腐蚀速率差异显著； 2. 温度和湿度是影响金属腐蚀速率的重要因素；
3. 溶液浓度对于金属腐蚀速率也有一定的影响； 4. 铁在潮湿环境中腐蚀速率最快，铜和铝次之。 讨论： 1. 金属腐蚀的机理是由金属与环境中的氧气、水等物质发生化学反应导致的； 2. 温度和湿度的升高会加速金属腐蚀的反应速率； 3. 酸性溶液对金属腐蚀的影响较大，碱性溶液对金属腐蚀的影响较小； 4. 防腐涂层和防腐液是常见的金属防腐方法，可以有效延缓金属腐蚀的速率。结论： 通过实验我们得出了以下结论： 1. 温度、湿度和溶液浓度是影响金属腐蚀速率的重要因素； 2. 铁在潮湿环境中腐蚀速率最快，铜和铝次之； 3. 防腐涂层和防腐液是常见的金属防腐方法，可以有效延缓金属腐蚀的速率。实验的局限性： 1. 实验中仅选取了少数几种金属样品，结果可能不具有普遍性； 2. 实验时间较短，无法观察到长期腐蚀的情况； 3. 实验条件有限，无法模拟所有可能的腐蚀环境。 未来研究方向： 1. 扩大金属样品的种类和数量，以获得更全面的腐蚀数据； 2. 延长实验时间，观察金属腐蚀的长期变化趋势； 3. 模拟更多不同的腐蚀环境，以深入研究金属腐蚀的机理。 结语： 通过本次实验，我们对金属腐蚀的机理和影响因素有了更深入的了解。金属腐
线性极化法测定金属的腐蚀速度实验报告
线性极化法测定金属的腐蚀速度实验报告 一、 实验目的 1．了解线性极化法测量金属腐蚀速度的基本原理。 2．掌握PS-1型恒电位仪的使用方法。 二、 实验原理 线性极化法也称极化电阻法，是基于金属腐蚀过程的电化学本质而建立起来的一种快速测定腐蚀速度的电化学方法。 由金属腐蚀动力学基本方程式（1-1） ： ⎥⎦⎤⎢⎣⎡--⎩⎨⎧⎥⎦ ⎤⎢⎣⎡=A c c c C 3.2exp 3.2exp corr b b i i ηη外 (1-1) 通过微分和适当的数学处理可导出： c A c A c c c C corr corr )3.23.2()3.23.2( ηηηi b b b b i i +=+=外 可知 c 外C A c A c )b (3.2b b corr ηi b i •+= 可见i c 外与ηC 成正比，即在η<10mV 内极化曲线为直线。直线的斜率称为极化电阻R P ，即 0d d C C →⎪⎪⎭ ⎫ ⎝⎛=ηηη外p R 可得 () c a c a b b b b +⋅⋅= 3.2R 1i P corr 式中p R ——极化电阻，Ωcm 2； corr i ——金属自腐蚀电流，A ／cm 2； a b 、c b ——常用对数，阳极、阴极塔菲尔(Tafel)常数， V ；
若令 ()c a c a b b b b B +⋅= 3.2 则有 corr i B R p = p R B i = corr 式(1-1)即为活化极化控制下的腐蚀体系其极化电阻与腐蚀电流之间存在的线性极化关系的基本公式（Stern 公式）。很显然极化电阻p R 与腐蚀电流corr i 成反比。当实验测得p R 和a b 、c b 后就可以求得腐蚀电流corr i 。对于大多数体系可以认为腐蚀过程中a b 和c b 是一个常数。确定a b 和c b 的方法有以下几种： 1．极化曲线法：在极化曲线的塔菲尔直线段求直线斜率a b 、c b 。 2．根据电极过程动力学基本原理，由F n a RT b a a )1(3.2-= 和 F an RT b c c 3.2= 等公式求a b 、c b ，该法的关键是要正确选择传递系数a 值(a 值为0～l 之间的数值)，这要求对体系的电化学特征了解得比较清楚，例如，析2H 反应，在20℃各种金属上反应a≈0.5，所以c b 值都在0.1～0.12V 之间。 3．查表或估计a b 和c b 。对于活化极化控制的体系，b 值范围很宽，一般在0.03～0.18V 之间，大多数体系落在0.06～0.12V 之间，如果不要求精确测定体系的腐蚀速度，只是进行大量筛选材料和缓蚀剂以及现场监控时，求其相对腐蚀速度，这还是一个可用的方法。一些常见的腐蚀体系，已有许多文献资料介绍了b 值，可以查表，关键是要注意使用相同的腐蚀体系、相同的实验条件和相同的测量方法的数据，才能尽量减小误差。