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腐蚀速度的计算公式

腐蚀速度的计算公式：

1－W

)×87600

X＝───────── mm/a

A·T·D

X──试片腐蚀速率 mm/a

──试片试前称重 g

──试验后试片称重 g

87600──计算常数

A ──试片表面积 cm2

T ──试验时间 h

D ──试片材质密度 g/cm3

几种常见金属的重度

腐蚀速度的换算

失重法测金属腐蚀速度

失重法测金属腐蚀速度 1. 实验目的（1）掌握失重法测量金属腐蚀速度的原理和操作过程（2）加强对金属腐蚀与环境条件密切相关的认识（3）初步了解缓蚀剂对金属腐蚀的抑制作用 2. 基本原理重量法是其中一种较为经典的方法，它适用于实验室和现场试验，是测定金属腐蚀速率最可靠的方法之一，是其它金属腐蚀速率测定方法的基础。重量法是根据腐蚀前、后金属试件重量的变化来测定金属腐蚀速率的。重量法又可分为失重法和增重法两种。当金属表面上的腐蚀产物较容易除净，且不会因为清除腐蚀产物而损坏金属本体时常用失重法；当腐蚀产物牢固地附着在试件表面时则采用增重法。把金属做成一定形状和大小的试件，放在腐蚀环境中（如大气、海水、土壤、各种实验介质等），经过一定的时间后，取出并测量其重量和尺寸的变化，即可计算其腐蚀速率。对于失重法，可通过下式计算金属的腐蚀速率：式中，v－为金属的腐蚀速率，g／(m2?h)；m 0为腐蚀前试件的质量，g；m 1 为经过一定时间的腐蚀、并除去表面腐蚀产物后试件的质量，g；S 为试件暴露在腐蚀环境中的表面积，m2；t为试件腐蚀的时间，h 。对于增重法，即当金属表面的腐蚀产物全部附着在上面，或者腐蚀产物脱落下来可以全部被收集起来时，可由下式计算腐蚀速率：式中，v+ 为金属的腐蚀速率，g／(m2?h)；m 2 为腐蚀后带有腐蚀产物的试件的重量，g；其余符号同 (1-1) 式。对于密度相同或相近的金属，可以用上述方法比较其耐蚀性能。但是，对于密度不同的金属，尽管单位表面的重量变化相同，其腐蚀深度却不一样。此时，用单位时间内的腐蚀深度表示金属的腐蚀速率更为合适。其换算公式如下：式中，v t 为年腐蚀深度，mm／a；ρ为实验金属材料的密度，g／cm3；v－为失重腐

腐蚀速率如何计算

腐蚀速率如何计算金属材料的腐蚀速度常用金属腐蚀速度的重要指标、深度指标和电流指标表示。金属腐蚀速度表示法是在要评价的土壤中埋设金属材料试样，经过一定时间后，测试出试样的重量变化或深度变化或电流变化，以此来评价土壤腐蚀性。重量指标就是把金属因腐蚀而发生的重量变化，换算成相当于单位金属面积与单位时间内的重量变化的数值。它又分为失重法和增重法两种。用公式表示为：式中v-—失重时的腐蚀速度，克/米2.小时； v+—增重时的腐蚀速度，克/米2.小时； Wo-—金属的初始重量，克； W1—消除了腐蚀产物后金属的重量，克； W2—带有腐蚀产物的金属的重量，克； S—金属的面积，米2； T—腐蚀进行的时间，小时。金属腐蚀速度的深度指标是把金属的厚度因腐蚀而减少的量，以线量单位表示，并换算成相当于单位时间的数值。用公式表示为：式中vL—腐蚀的深度指标，毫米/年； p—金属的密度，克/厘米3。金属腐蚀速度的电流指标是以金属电化学腐蚀过程的阳极电流密度的大小来衡量金属的电化学腐蚀速度的程度。可由法拉第（Faraday）定律把电流指标和重量指标联系起来。可用公式表示为：式中ia—腐蚀的电流指标，即阳极电流密度，安培/厘米2； A——原子量； N——化合价；列举几个常用的腐蚀速率计算方法： 1、失重法失重法直接表示由于腐蚀而损失的材料重量，其过程为：对预先制备的试样测量尺寸，净准确称重后置于腐蚀介质中，实验结束后取出，清除产物后清洗、干燥、再称重。试样的失重直接表征材料的腐蚀程度。其腐蚀速率的计算方法：通常采用单位时间内单位面积上的重量变化表征平均腐蚀速率g*(m^-2)*(h^-1)。v=(w0-w1)/(At)；其中，W0：试样原始重量（g）；w1：试样清除产物后的重量（g）； A：试样面积（m^2);t:试验周期（h）但是这种表征方式仍然不能表示出浮士德损耗深度，为此可将腐蚀速度换算成单位时间内的平均腐蚀深度（如：mm/a)，其换算关系为： B=(1/ρ)*v*[(365*24*10)/(100*100)]=8.76*v/ρ=8.76*(w0-w1)/(ρ*A*t) B:腐蚀速率（mm/a)

失重挂片腐蚀速率计算

失重挂片腐蚀速率计算为了计算失重挂片的腐蚀速率，请使用下述公式： 22,300 X 失重(克) 腐蚀速率(mpy) = ------------------------------------------------------------------------------------ 金属密度(克/立方厘米) X 挂片面积(平方英寸) X 时间(天) 这里，“失重”是指挂片因腐蚀而损失的重量，且由挂片的初始重量减去清洗后的重量而获得；“金属密度”是指挂片金属或合金的密度，可从“合金特征表”中获得（见附录）；“挂片面积”指挂片暴露在腐蚀介质中的表面积；而“时间”是指挂片从安装到拆卸之间以天数计算的时间区段。当挂片面积以英寸为单位且腐蚀时间以天数来计算时，上述公式可以按mpy（密尔/年）来计算腐蚀速率。如果公式中使用其它测量单位，则要用其它常量来替换上述公式中的22,300。下面列出了不同测量单位用的一些替换常量。测量单位替换22,300的常量腐蚀速率(毫米/年) 566 腐蚀速率(密尔/年)，挂片面积(平方厘米) 143,700 腐蚀速率(毫米/年)，挂片面积(平方厘米) 3,650 例如：一种重为10.9265克，且暴露面积为2.96平方英寸的低碳钢挂片在8月27日被装入工艺过程。78天后的11月13日，该挂片从工艺过程中卸下，清洗后再次称重为10.5560克。从“合金特征表”中查得低碳钢的密度为7.86克/立方厘米。所以，腐蚀速率可由以下公式算出： 22,300 X ( 10.9265 -- 10.5560 ) ----------------------------------------------------- = 4.56 mpy 7.86 X 2.96 X 78天标准的挂片面积 3英寸条状COSASCO?高压挂片 5.2平方英寸 COSASCO?多盘状挂片 2.3平方英寸 6英寸条状COSASCO?高压挂片 11.4平方英寸3英寸条状COSASCO?多孔挂片 5.25平方英寸 2英寸COSASCO?梯式挂片 3.4平方英寸3英寸条状6210型挂片(可伸缩式) 3.4平方英寸COSASCO?平面盘状挂片 2.5平方英寸

金属腐蚀理论及腐蚀控制答案汇总

《金属腐蚀理论及腐蚀控制》（跟着剑哥走，有肉吃。）习题解答第一章 1.根据表1中所列数据分别计算碳钢和铝两种材料在试验介质中的失重腐蚀速度V- 和年腐蚀深度V p，并进行比较，说明两种腐蚀速度表示方法的差别。解：由题意得：（1）对碳钢在30%HNO3( 25℃)中有： Vˉ=△Wˉ/st =(18.7153-18.6739)/45×2×(20×40＋20×3＋40×30)×0.000001 =0.4694g/ m?h 又有d=m/v=18.7154/20×40×0.003=7.798g/cm2?h Vp=8.76Vˉ/d=8.76×0.4694/7.798=0.53mm/y 对铝在30%HNO3(25℃)中有： Vˉ=△Wˉ铝/st

=(16.1820-16.1347)/2×(30×40＋30×5＋40×5)×45×10-6 =0.3391g/㎡?h d=m铝/v=16.1820/30×40×5×0.001=2.697g/cm3 说明：碳钢的Vˉ比铝大，而Vp比铝小，因为铝的密度比碳钢小。（2）对不锈钢在20%HNO 3( 25℃)有：表面积S=2π×2 .0＋2π×0.015×0.004=0.00179 m2 015 Vˉ=△Wˉ/st=(22.3367-22.2743)/0.00179×400=0.08715 g/ m2?h 试样体积为：V=π×1.52×0.4=2.827 cm3 d=W/V=22.3367/2.827=7.901 g/cm3 Vp=8.76Vˉ/d=8.76×0.08715/7.901=0.097mm/y 对铝有：表面积S=2π×2 .0＋2π×0.02×0.005=0.00314 m2 02 Vˉ=△Wˉ/st=(16.9646-16.9151)/0.00314×20=0.7882 g/ m2?h 试样体积为：V=π×2 2×0.5=6.28 cm3 d=W/V=16.9646/6.28=2.701 g/cm3 Vp=8.76Vˉ/d=8.76×0.7882/2.701=2.56mm/y 试样在98% HNO3(85℃)时有：对不锈钢：Vˉ=△Wˉ/st =(22.3367-22.2906)/0.00179×2=12.8771 g/ m2?h Vp=8.76Vˉ/d=8.76×12.8771/7.901=14.28mm/y 对铝：Vˉ=△Wˉ/st=(16.9646-16.9250)/0.00314×40=0.3153g/ m2?h Vp=8.76Vˉ/d=8.76×0.3153/2.701=1.02mm/y

实验报告-极化曲线测量金属的腐蚀速度

课程实验者名称页数（）专业年级、班同组者姓名级别姓名实验日期年月日一、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0.5mol/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 ?。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, )]ex p()[ex p(k c a c corr k a i i i I β??β??---=-=c E ??-=?)]ex p()[ex p(k a corr E E i I ββ?--?=)ex p(a corr a E i i I β?==

知识点总结3 金属的腐蚀与防护

知识点总结三·金属的腐蚀与防护知识点1·金属的腐蚀 1. 金属腐蚀的概念（1）金属的腐蚀是指金属或合金与周围环境中的物质发生化学反应而腐蚀损耗的现象。（2）金属腐蚀的实质：金属原子失去电子被氧化的过程，M -ne - === M n+（M 表示金属）（3）金属腐蚀的类型：化学腐蚀和电化学腐蚀表1 化学腐蚀与电化学腐蚀 2. （1）化学腐蚀：4Fe + 3O 2 + 2nH 2O === 2Fe 2O 3·nH 2O （2）电化学腐蚀：吸氧腐蚀和析氢腐蚀 ① 吸氧腐蚀通常情况下，在潮湿的空气中，钢铁的表面凝结了一层溶有氧气的水膜，这层水膜、铁和铁中存在少量碳单质形成了无数微小的原电池。这些微小的原电池遍布钢铁表面。当周围环境呈若酸性或中性时，发生“吸氧腐蚀”。负极：；正极：。总反应：。上述电化学腐蚀中吸收氧气，故称为吸氧腐蚀。 ② 析氢腐蚀当钢铁表面水膜呈较强的酸性时，正极析出氢气发生“析氢腐蚀” 负极：；正极：。总反应：。上述电化学腐蚀会生成氢气，故称为析氢腐蚀。（3）铁锈的生成铁锈的主要成分：Fe 2O 3·nH 2O 钢铁在中性或弱酸性条件下发生吸氧腐蚀后，生成的氢氧化亚铁会进一步被O 2氧化，生成氢氧化铁，氢氧化铁部分脱水生成Fe 2O 3·nH 2O （铁锈的主要成分）。主要的化学方程式： 4Fe(OH)2+ 2H 2O+O 2==4Fe(OH)3 2Fe(OH)3== Fe 2O 3 · nH 2O+(3-n)H 2O 知识点2·金属的防护 1. 金属防护的原理金属腐蚀的实质是金属原子失去电子被氧化的过程。防止金属被腐蚀，就是阻断金属发生氧化反应的途径。 2. 金属防护的常用方法：（1）改变金属组成或结构如：将铬、镍加入普通钢里制成不锈钢。（2）在金属表面覆盖保护层原理：隔绝金属与外界空气、电解质溶液的接触。这样的表面保护常用的方法主要有金属表面涂层保护和镀层保护。如：在钢铁表面涂上油漆或油脂、覆盖塑料、镀锌等。（3）电化学防护法金属的电化学防护是利用电化学原理来保护金属，防止金属腐蚀。知识点3·金属腐蚀快慢的规律 1. 对同一电解质溶液来说，腐蚀速率的快慢：电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞有防腐措施的腐蚀（或者：电解池的阳极＞原电池负极＞化学腐蚀＞原电池正极＞电解池阴极） 2. 对同一金属来说，在同一溶液中腐蚀速率的快慢：强电解质溶液中＞若电解质溶液中＞非电解质溶液中 3. 活动性不同的两种金属，活动性差别越大，腐蚀越快。 4. 对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，金属腐蚀越快。 5. 纯度越高的金属，腐蚀的速率越慢。 6. 不纯的金属或合金，在潮湿空气中的腐蚀速率远大于在干燥、隔绝空气条件下的腐蚀速率。防腐措施由好到坏的顺序：外接电源的阴极保护法＞牺牲阳极的阴极保护法＞有一般防腐条件的保护法＞无防腐条件补充你的知识点或写出你的疑惑：

金属腐蚀学习题

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F值。 2、计算Zn在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=mol , uoAg+= mol , uoCu2+= 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=时氢电极在PH=7的溶液中电极电位。 7、计算25℃时，铁在pH=的L NaCl溶液中的电极电位。 10、Zn(阳极)与氢电极(阴极)在L ZnCl2溶液中组成电池的电动势为+，求溶液的pH值。 11、把Zn浸入pH=2的 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×10-16。 13、铜电极和氢电极(P H2=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（），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 =–。 Cu(CN)2–+ e =2 CN–+ Cu 15、计算下列电池的电动势：Pt∣Fe3+ (αFe3+ = ，Fe2+(αFe2+ = ‖Ag+(αAg+ = ∣Ag，并写出该电池的自发反应，判定哪个电极为阳极？ 16、计算铜电极在LCuSO4和中构成的浓差电池的电动势，忽略液界电位，写出该电池的自发反应并指出哪个电极为阳极？ 17、计算40℃时下列电池的电动势：Pt∣O2（），H2O，O2（）∣Pt，并指出该电池的极性，哪个电极

金属的腐蚀与防护知识点总结

第三单元金属的腐蚀与防护知能定位 1.了解金属腐蚀的原因，能辨别金属发生腐蚀的类型。 2.了解金属电化学腐蚀的原因及反应原理。 3.了解金属防护的一般方法及金属的电化学防护的原理。情景切入铁生锈的现象随处可见，为什么铁在潮湿的环境中容易生锈？采取什么措施可以防止铁生锈呢？自主研习一、金属的电化学腐蚀 1.金属腐蚀（1）定义金属或合金与周围环境中的物质发生化学反应而腐蚀损耗的现象。（2）实质金属失去电子被氧化。（3）类型 ①化学腐蚀：指金属与其他物质直接接触发生氧化还原反应而引起的腐蚀。腐蚀过程中无电流产生。 ②电化学腐蚀：指不纯的金属或合金发生原电池反应，使较活泼的金属失去电子被氧化而引起的腐蚀。 2.电化学腐蚀（1）吸氧腐蚀：钢铁表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性时，氧气参加电极反应，发生吸氧腐蚀。负极： 2Fe==4e-+2Fe2+；正极： 2H2O+O2+4e-==4OH-；总反应： 2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH) 2。最终生成铁锈（主要成分为Fe2O3·xH2O），反应如下： 4Fe(OH) 2+O2+2H2O==4Fe(OH) 3； 2Fe(OH) 3==Fe2O3·xH2O+(3-x)H2O。 (2)析氢腐蚀：金属表面的电解质溶液酸性较强，腐蚀过程中不断有H2放出。负极： Fe==Fe2++2e-；正极： 2H++2e-==H2↑; 总反应：Fe+2H+==Fe2++H2↑。二、金属的电化学防护 1.金属的防护（1）本质：阻止金属发生氧化反应。（2）方法 ①改变金属内部结构，如制成合金等。 ②加防护层，如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀等。 ③电化学防护 2.电化学防护

管道腐蚀速率计算模型综述

国内外研究现状油气管道系统的腐蚀速率计算与可靠性分析的研究，多是基于概率论和数理统计等数学工具对管道腐蚀的速率与可靠性进行定量分析[1]。现今，国内外主要采用的方法有：马尔科夫、神经网络、。。。、等方法。许多专业研究人员、学者做了大量研究工作，为这一领域打下了良好的基础，提供了强大的理论依据。一、神经网络 BP网络最初是由Werbos 于1975 年前后发明的，它由输入层神经元、输出层神经元及隐层神经元组成，其中隐层可以是一层或多层，相邻层采用全互连结构，如图1所示。图 1 BP神经网络结构（1）灰色神经网络模型将GM（1，1）模型与神经网络相结合，形成灰色神经网络模型[2]。其主要过程是将GM（1，1）模型得到的预测值作为传统的神经网络的输入样本，其真实值作为神经网络的目标样本，采用一定的网络结构进行学习训练，调整其连接权值直到达到网络训练目标要求，就可以得到调整后的连接权值，再用GM（1，1）模型预测得到的值作为网络的输入进行仿真[3]。（2）径向基过程神经网络模型 1985年，Powell提出了多变量插值的径向基函数（Radial-Basis Function，RBF）方法。1988年，Broomhead和Lowe首先将RBF应用于神经网络设计，

构成了径向基函数神经网络，即RBF 神经网络。图 2 典型的RBF 神经网络过程神经元网络与传统神经网络不同之处在于它的输入、激励阈值以及网络的连接权均可以是时变函数或时变过程[4]。过程神经元在传统神经元空间加权聚合运算[5,6,7]的基础上，增加了一个对于时间（过程）的累积算子，其聚合运算和激励可同时反映多输入时变信号的空间加权聚合和对时间过程效应的累积，并具有连续性、对连续泛函数逼近能力等理论性质。径向基过程神经元网络的输入层有n 个节点单元，完成将时变函数向神经元网络的输入；中间径向基过程神经元隐层有m 个节点单元，单元的变换函数是径向基核函数；输出为隐层节点输出信号的线性加权和[8]。网络拓扑结构如图 3 图 3 径向基过程神经元网络 ),...,2,1(m j W j =为网络输入函数，)(j l t X 为第 j 个径向基过程神经元核中心函数，则径向基过程神经元网络输入输出之间的关系为： ∑∑==?-=m j T l l j l j l t t X t X W X F 11))()((））t （（公式1

金属腐蚀机理

Cu +→Cu 2++e O E ＝0.17V 2H 2O →4H ++O 2+4e O E ＝1.229V 此外，阳极中含有比铜电势更负的杂质离子也可能从阳极溶解。一般由于Cu 2+离子的电极电势较Cu +离子的更负，主要发生的二价铜离子的阳极溶解；而一价铜离子的反应为次要的，但因溶液中存在以下化学平衡：2Cu + = Cu 2++Cu ，Cu +的浓度虽很低，却可能引起副反应，使电流效率下降。阴极过程是阳极过程的逆反应，即Cu 2+离子的还原：Cu 2++2e - →Cu ，尽管电解液是酸性，一般情况氢析出的电势较铜更负，所以在阴极很少有氢气析出。在铜电解精炼时，比铜电极电势更负的杂质如:Fe 、Ni 、Zn 等，可在阳极共溶，进入电解液，但不能在阴极与铜析出；而电极电势较铜正的杂质虽可能在阴极共析，却不能在阳极共溶而进入电解液，只能进入阳极泥，这类金属包括Ag 、Au 、铂族等。这样就达到分离杂质精炼金属铜以及资源充分利用的目的。最危险的杂质是电极电势与铜接近的杂质，它们在阳极可能共溶，又可能在阴析共析，这要定期地对电解液进行净化，尽量降低这些离子在溶液中的积累。三* 无机电合成 1氯碱工业的电化学基础 2氯碱工业的发展 3 膜电解技术四* 有机电合成 1 直接有机电合成 2 间接有机电合成 §10.3 电化学腐蚀与防护金属腐蚀会导致国民经济的巨大损失，美国在20世纪80年代初期的统计年损失达1千多亿美元；估计我国的年损失在300亿元以上。电化学腐蚀与防护问题既有我们日常生活常见到的钢铁生锈、电池的点蚀等问题，也与当前新能源、新材料等领域密切相关。可以说，腐蚀与防护问题存在于国民经济和科学技术的各个领域，不断地提出的新问题促使腐蚀与防护成为一门迅速发展的综合性边缘学科。引起金属腐蚀的主要原因是：金属表面与周围介质的生物、化学或电化学作用而导致金属被破坏。这一节仅讨论金属表面与潮湿空气、电解质溶液等介质发生电化学作用而引起的腐蚀——电化学腐蚀。一电化学腐蚀原理 1．腐蚀电池金属的电化学腐蚀是金属与介质接触时发生的自溶解过程。在这个过程中金属被氧化，所释放的电子完全为氧化剂消耗，构成一个自发的短路电池，这类电池被称之为腐蚀电池。图10—7 微电池示意图（1）不同金属与同一种电解质溶液接触就会形成腐蚀电池。例如：在铜板上有一铁铆钉，其形成的腐蚀电池如图10—7所示。铁作阳极发生金属的氧化反应Fe → Fe 2+ + 2e -；同时在阴极铜上可能有如下两种还原反应：一般来说，在空气中氧分压)O (2p =21 kPa 时，O E (O 2+2H 2O+4e - →4OH - )＝1.23 V , 远远高于O E （2H + + 2e - → H 2），所以吸氧腐蚀更容易

极化曲线测量金属的腐蚀速度

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. 讨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。以金属锌在盐酸体系中为例：阳极反应： Zn-2e=Zn 2+ 阴极反应： H ++2e=H 2 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 ?。根据法拉第定律，体系通过的电流和电极上发生反应的物质的量存在严格的一一对应关系，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。极化曲线在金属腐蚀研究中有重要的意义。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。还可以通过极化曲线的测量获得阴极保护和阳极保护的主要参数。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。若以十为底的对数，则表示为b a 、b k 。这就是腐蚀金属电极的极化曲线方程式，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, )]ex p()[ex p(k c a c corr k a i i i I β??β??---=-=c E ??-=?)]ex p()[ex p(k a corr E E i I ββ?--?=)ex p(a corr a E i i I β?==

材料耐腐蚀性能的评价方法

1.1材料耐腐蚀性能的评价方法工程材料在使用时，一定要考虑材料在相应工况环境下的耐蚀能力。也就是说，材料在此环境下是否会发生严重的腐蚀，从而导致工程结构的失效。因此，如何评价在工况环境下，材料表面腐蚀的形态、腐蚀的速度就显得非常具有现实的工程意义。概括起来，工程材料的耐腐蚀性能的评价方法可以分为三大类：重量法、表面观察法和电化学测试法。 1.1.1重量法重量法是材料耐蚀能力的研究中最为基本，同时也是最为有效可信的定量评价方法。尽管重量法具有无法研究材料腐蚀机理的缺点，但是通过测量材料在腐蚀前后重量的变化，可以较为准确、可信的表征材料的耐蚀性能。也正因为如此，它一直在腐蚀研究中广泛使用，是许多电化学的、物理的、化学的现代分析评价方法鉴定比较的基础。重量法分为增重法和失重法两种，他们都是以试样腐蚀前后的重量差来表征腐蚀速度的。前者是在腐蚀试验后连同全部腐蚀产物一起称重试样，后者则是清除全部腐蚀产物后称重试样。当采用重量法评价工程材料的耐蚀能力时，应当考虑腐蚀产物在腐蚀过程中是否容易脱落、腐蚀产物的厚度及致密性等因素后，在决定选取哪种方法对材料的耐蚀性能进行表征。对于材料的腐蚀产物疏松、容易脱落且易于清除的情况，通常可以考虑采用失重法。例如，通过盐雾试验评价不同镁合金的耐蚀性能时，就通常采用失重法, 图1。

而对于材料的腐蚀产物致密、附着力好且难于清除的情况，例如材料的高温腐蚀，通常可以考虑采用增重法图2。为了使各次不同实验及不同种类材料的数据能够互相比较，必须采用电位面积上的重量变化为表示单位，及平均腐蚀速度，如g.m -2 h -1 。根据金属材料的密度又可以把它换算成单位时间内的平均腐蚀深度，如m/a 。这两类的速度之间的图1 失重法测试镁合金腐蚀速度 Ni –30Cr –8A l –0.5Y 铸态合金、溅射涂层、渗铝涂层在（a ）1000℃高温氧化增重动力学曲线 (b) Na 2SO 4+25%wtNaCl 热腐蚀增重动力学曲线

塔菲尔曲线金属腐蚀速率的测定

塔菲尔曲线金属腐蚀速率的测定 1.溶液和电极：倒入电解池待测溶液，放入1cm圆盘碳钢工作电极，饱和甘汞参比电极和铂金对电极，甘汞参比电极距离工作电极1-3mm。 2.选塔菲尔方法：塔菲尔图参数设置如下图碳钢采用默认电解池参数，如果使用其他工作电极，应改变电解池参数后点击确定。选定60s电位变化量时点击稳定后开始，自动电位示波，60s内电位变化量不大于2mV，自动开始扫描。亦可选择开路状态等待。不锈钢丝扫描出的塔菲尔图如下：

扫描完成后，点击测量按钮，自动测量出腐蚀电流和腐蚀速率，亦可套入公式，计算出腐蚀速率。RST5000系列电化学工作站自动测量可以得到腐蚀速率。如果设置参数不好做出来的图从直观上明显不对，可以手动校正，方法：点击拟合阴、阳极段，就可以对阴极曲线或阴极曲线进行手动拟合，其值也自动在设置栏下面显示。双击y 轴数值，作图的电流密度对数和电流密度可以互相转换，腐蚀速度换算公式：金属腐蚀速度可用腐蚀失重或腐蚀深度表示，也可用腐蚀电流密度表示。它们之间可通过法拉第定律进行换算，即 corr corr i n M i nF M 41073.3-?== υ （g/m 2h ） corr i n M d ρρυ31028.3-?== (mm/年) 式中：υ为腐蚀速度（g/m 2h ）；d 为腐蚀深度(mm/年)；corr i 是腐蚀电流密度（μA/cm 2）; M 为金属的克原子量(g)；n 为金属的原子价；F 为法拉第常数； ρ为金属的密度（g/cm 3 ）。注：1.以上内容摘自《电化学测试技术》刘永辉编著 P360~361; 以钢铁为例：M=56g ，n=2，ρ=7.83cm g ，则腐蚀速度为： corr coor i i n M 24 1004.11073.3--?=?=υ （g/m 2h ）腐蚀深度为：

实验一失重法测定金属腐蚀速度

实验一失重法测定金属腐蚀速度一、实验目的： 1、通过实验进一步了解金属腐蚀现象和原理，了解某些因素（如不同介质，介质的浓度以及是否加有缓蚀剂等）对金属腐蚀速度的影响。 2、掌握失重法测定金属腐蚀速度的方法。二、实验原理：目前测定腐蚀速度的方法很多，如重量法、电流密度法、极化曲线法、线性极化法等。所谓重量法，就是试验金属材料在一定的条件下（一定的温度、压力、介质浓度等）经腐蚀介质一定时间的作用后，比较腐蚀前后该材料的重量变化从而确定腐蚀速度的一种方法。对于均匀腐蚀，根据腐蚀产物容易除去或完全牢固地附着在试样表面的情况，可分别采用单位时间、单位面积上金属腐蚀后的重量损失或重量增加来表示腐蚀速度： t S W W K ?-= 0 式中： K ――腐蚀速度，克/米2.小时（K 为负值时为增重腐蚀产物未清除） s ――试样面积，米 2 t ――试验时间，小时 W 0――试验前试片的重量，克 W ――试验后试片的重量，克（清除腐蚀产物后）对于均匀腐蚀的情况，以上腐蚀速度很容易按下式换算成以深度表示的腐蚀速度： ρ ρK K K d 76.8100036524=??= 式中： K d ——年腐蚀深度，毫米/年 ρ——试验金属的密度，克/厘米3。重量法是一种经典的试验方法，然而至今仍然被广泛应用，这主要是因为试验结果比较真实可靠，所以一些快速测定腐蚀速度的实验结果还常常需要与其对照。

重量法又是一种应用范围广泛的实验方法，它适用于室内外多种腐蚀实验，可用于评定材料的耐蚀性能。评选缓蚀剂，改变工艺条件时检查防腐效果等。重量法是测定金属腐蚀速度的基础方法，学习掌握这一方法是十分必要的。但是，应当指出，重量法也有其局限性和不足。首先，它只考虑均匀腐蚀的情况，而不考虑腐蚀的不均匀性；其次，对于失重法很难将腐蚀产物完全除去而不基体金属，往往由此造成误差，对于晶间腐蚀的情况，由于腐蚀产物残留在样品中不能除去，如果用重量法测定基腐蚀速度，肯定不能说明实际情况，另外对于重量法要想做出K-t曲线往往需要大量的样品和冗长的试验周期。本实验是碳钢在敞开的酸溶液中的全浸试验，用重量法测定其腐蚀速度。金属在酸中的腐蚀一般是电化学腐蚀，由于条件的不同而呈现出复杂的规律。酸类对于金属的腐蚀规律很大程度上取决于酸的氧化性。非氧化性的酸，如盐酸，其阴极过程纯粹是氢去极化过程；氧化性的酸，其阴极过程则主要是氧化剂的还原过程。然而，我们不可能把酸类截然分为氧化性酸与非氧化性酸。如当硝酸比较稀时，碳钢的腐蚀速度随酸浓度的增加而增加，是氢去极化腐蚀，当硝酸浓度超过30%时，腐蚀速度迅速下降，浓度达到40%时，腐蚀速度降到最小成为氧化性的酸，此时碳钢在硝酸中的腐蚀的阴极过程是： NO 3-+2H++2e――→NO 2 -+H 2 O 低碳钢在25℃时腐蚀速度与硝酸浓度的关系如图1-1所示。图1-1低碳钢在25℃时腐蚀速度与硝酸浓度的关系酸中加入适量缓蚀剂能阻止金属腐蚀或降低金属腐蚀速度。三、实验内容与步骤：（一）试样的准备工作： 1、每组自实验室领取八块长方形碳钢（A 2 ）试样，其尺寸为50x25x(2-3)mm。

金属的腐蚀和防护(基础知识+经典题型)

金属的腐蚀与防护一、金属的腐蚀 1、金属的腐蚀是金属与周围的气体或者液体物质发生而引起损耗的现象。一般可分为腐蚀和腐蚀。（1）化学腐蚀：金属与接触到的干燥气体（如、、等）或非电解质液体（如）等直接发生化学反应而引起的腐蚀。如：钢管被原油中的腐蚀，温度越高，化学腐蚀越。（2）电化学腐蚀：不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发生反应，的金属失去电子而被。如在潮湿的空气中生锈。两种腐蚀往往发生，但腐蚀更普遍，速度更快，危害更严重。电化学腐蚀 (以钢铁为例) （1）析氢腐蚀 (酸性较强的溶液) 负极: 正极: 总方程式：（2）吸氧腐蚀 (中性或极弱的酸性或碱性溶液) 负极: 正极: 总方程式： Fe(OH)2继续与空气中的氧气作用： 2、影响金属腐蚀快慢的因素内因：（1）金属的活动性：金属越，越容易被腐蚀（2）纯度：不纯的金属比纯金属腐蚀，如纯铁比钢腐蚀。电化学腐蚀：两电极活动性差别越大，氧化还原反应速率越，活泼金属被腐蚀得越快。（3）氧化膜：如果金属被氧化形成致密的氧化膜，那么会保护内层金属，如、如果金属被氧化形成疏松的氧化膜，那么不会保护内层金属，如外因：介质：环境（腐蚀性气体，电解质溶液）金属腐蚀的快慢比较：电解池阳极原电池负极化学腐蚀原电池正极电解池阴极。二、金属的防护 (1)牺牲的保护法（被保护金属作为原电池的极） (2)外加电流的保护法（被保护金属作为电解池的极） (3)加防护层，如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化等方法 1．(2010·北京理综，6)下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是()

A ．钢管与电源正极连接，钢管可被保护 B ．铁遇冷浓硝酸表面钝化，可保护内部不被腐蚀 C ．钢管与铜管露天堆放在一起时，钢管不易被腐蚀 D ．钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应是Fe －3e －===Fe 3＋ 2．下列叙述正确的是（） ①锌跟稀硫酸反应制取氢气，加入少量硫酸铜溶液能加快反应速率 ②镀层破损后，白铁（镀锌的铁）比马口铁（镀锡的铁）更易腐蚀 ③电镀时，应把镀件置于电解槽的阴极 ④冶炼铝时，把氧化铝加入液态冰晶石中成为熔融体后电解 ⑤钢铁表面常易锈蚀生成Fe 2O 3·nH 2O A ．①②③④⑤ B ．①③④⑤ C ．①③⑤ D ．②④ 3．以下现象与电化腐蚀无关的是（） A ．黄铜（铜锌）制作的铜锣不易产生铜绿 B ．生铁比纯铁易生锈 C ．铁质器件附有铜质配件，在接触处易生铁锈 D ．银质奖牌久置后表面变暗 4．下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是（） A ．纯银器表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗 B ．当镀锡铁制品的镀层破损时，镶层仍能对铁制品起保护作用 C ．在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法 D ．可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀 5．关于金属腐蚀的如下各叙述中，正确的是（） A ．金属被腐蚀的本质是：M+n H 2O=M(OH)n + 2 n H 2↑ B ．马口铁（锡铁）镀层破损后被腐蚀时，首先是镀层被氧化 C ．金属在一般情况下发生的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀 D ．常温下，置于空气中的金属主要发生化学腐蚀 6．(2011·北京理综，8)结合下图判断，下列叙述正确的是( ) A ．Ⅰ和Ⅱ中正极均被保护 B ．Ⅰ和Ⅱ中负极反应均是Fe －2e －===Fe 2＋ C ．Ⅰ和Ⅱ中正极反应均是O 2＋2H 2O ＋4e －===4OH － D ．Ⅰ和Ⅱ中分别加入少量NaOH 溶液，均有红褐色沉淀生成 7．(2011·山东理综，15)以KCl 和ZnCl 2混合液为电镀液在铁制品上镀锌，下列说法正确的是( ) A ．未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀过程是该原电池的充电过程 B ．因部分电能转化为热能，电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系 C ．电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解反应速率

高中化学每日一题金属腐蚀快慢的比较新人教版

金属腐蚀快慢的比较高考频度：★★★☆☆难易程度：★★☆☆☆ 典例在线下图所示的各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是 A．④＞②＞①＞③B．②＞①＞③＞④ C．④＞②＞③＞①D．③＞②＞④＞① 【参考答案】A 【试题解析】铁在海水中的腐蚀属于电化学腐蚀，当铁与比它活泼性差的Sn相连时，Fe被腐蚀的速率增大(比①大)，与活泼性比其强的锌相连时，锌作负极，被腐蚀，铁被保护，其腐蚀的速率要比①小；④为电解装置，Fe为阳极，发生氧化反应，铁腐蚀的速率最快。解题必备金属腐蚀快慢比较（1）在同一电解质溶液中：电解池原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀。（2）同一种金属在相同浓度不同介质中腐蚀由快到慢的顺序为强电解质溶液>弱电解质溶液>非电解质溶液。（3）有无保护措施的腐蚀快慢顺序：无保护措施的金属腐蚀>有一定保护措施的金属腐蚀>牺牲阳极的阴极保护法引起的金属腐蚀>有外加电流的阴极保护法引起的金属腐蚀。学霸推荐 1．下列试管中的铁钉腐蚀最快的是 A．B．C．D． 2．下列四种金属制品的镀层损坏后，金属腐蚀速率最快的是

A．镀铝铁扣B．食品罐头盒(镀锡) C．白铁水桶(镀锌) D．镀银铜制奖章 3．如下图所示装置中都盛有0.1 mol·L-1的NaCl溶液，放置一定时间后，装置中的四块相同的锌片腐蚀速率由快到慢的正确顺序是 A．③①④②B．①②④③ C．①②③④D．②①④③ 4．为研究金属腐蚀的条件和速率，某课外小组学生用金属丝将三根大小相同的铁钉分别固定在图示的三个装置中，再放置于玻璃钟罩里保存相同的一段时间。下列对实验结束时现象的描述不正确的是 A．装置Ⅰ左侧的液面一定会下降 B．左侧液面装置Ⅰ比装置Ⅱ的低 C．装置Ⅱ中的铁钉腐蚀最严重 D．装置Ⅲ中的铁钉几乎没被腐蚀 5．A、B、C三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸，如图所示：（1）A中反应的离子方程式是______________________________________。（2）B中Sn极的电极反应式为______________，Sn极附近溶液的pH______(填“增大”、“减小”或“不变”)。（3）C中被腐蚀的金属是___________________________________________，总反应离子方程式是_____________________________________________，比较A、B、C中铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是________________________________。

实验金属腐蚀速度的测量分析

金属腐蚀速度的测量分析一、金属腐蚀速度的测量方法 1、重量法重量法是根据腐蚀前后试件质量的变化来测定金属腐蚀速度的，分为失重法和增重法两种。当金属表面上的腐蚀产物容易除净且不至于损坏金属本体时常用失重法；当腐蚀产物完全牢靠地附着在试件表面时，则采用增重法。对于失重法可由下式计算腐蚀速度：式中 V 失——金属的腐蚀速度，g·m-2·h-1； m 0——试件腐蚀前的质量，g ； m 1——试件腐蚀后的质量，g ； S ——试件的面积，m 2； t ——试件腐蚀时间，h 。对于增重法，即当金属表面的腐蚀产物全部附着在上面，或者腐蚀产物脱落下来可以全部收集起来时，可用下式计算腐蚀速度：式中 V 增——金属的腐蚀速度，g·m-2·h-1； m 2——带有腐蚀产物的试件质量，g ；对于密度相同的金属，可以用上述方法比较其耐腐蚀性能，对于密度不同的金属，尽管单位表面上的质量变化相同，其腐蚀深度却不一样，对此，应用腐蚀深度来表示更为合适。应当指出，重量法也有其局限和不足。首先，它只考虑均匀腐蚀的情况，而没有考虑局部腐蚀的情况。其次，对于失重法很难将腐蚀产物完全除去，如果用重量法测定其腐蚀速度，肯定不能说明实际情况。另外，失重法的实验周期较长，短则几小时，多则数年乃至数十年，对于重量法要想做出腐蚀速度(V 增)－时间（t ）曲线需要大量的样品和冗长的时间。 2、容量法对于伴随析氢或吸氧的腐蚀过程，通过测定一定时间内的析氢量或吸氧量来 St m m V 1 0-＝失St m m V 0 2-＝增

计算金属的腐蚀速度的方法即为容量法。许多金属在酸性溶液中，某些电负性较强的金属在中性甚至于碱性溶液中都会发生氢去极化作用而遭到腐蚀，其中：阳极过程M→Mn++ne 阴极过程nH+ +ne→(n/2)H2↑在阳极上金属不断失去电子而溶解的同时，溶液中的氢离子与阴极上过剩的电子结合而析出氢气。金属溶解的量和析氢出的量相当。即有一克当量的金属溶解，就有一克当量的氢析出。由实验测出一定时间内的析氢体积VH（毫升），由气压计读出大气压力P（毫米汞柱）和用温度计读出室温，并查出该室温下的饱和水蒸气的压力PH2O（毫米汞柱）。根据理想气体状态方程式：PV=NRT，可以计算出所析出氢气的摩尔数：为了得到更准确的结果，还应考虑到氢在该实验介质中的溶解量VH′，即由表查出室温下氢在该介质中的溶解度（cm3 /cm3 ），（可用氢在水中的溶解量近似计算，并略去氢在量气管的水中的溶解量）乘以该介质的体积（cm3 ）。则金属的腐蚀速度：式中N—金属的氧化还原当量，g； S—金属的暴露面积，m 2； t—金属腐蚀的时间，h； R—气体状态常数62.36ml·毫米汞柱×103/摩尔·度。 3、极化曲线法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。以金属锌在盐酸体系中为例：阳极反应： Zn-2e=Zn2+阴极反应： H++2e=H 2 阳极反应的电流密度以 i a 表示，阴极反应的速度以 ik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 =icorr（icorr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 。根据法拉第定律，体系通过的电流和电极上发生反应的物质的量存在严格的一一对应关系，故可阴阳极反应的