均匀腐蚀速度的表示方法
均匀腐蚀速度的表示方法
腐蚀是物质损失的常见现象，不仅影响着材料的性能和使用寿命，还会对安全产生潜在威胁。而均匀腐蚀速度是衡量腐蚀程度的重要参数之一。那么，什么是均匀腐蚀速度呢？
均匀腐蚀指在腐蚀介质中，金属表面各点的腐蚀速度是相同的。当金属在介质中腐蚀时，会发生金属原子的离子化，进而形成金属离子。随着时间的推移，金属表面所受的腐蚀程度也在加深。而均匀腐蚀速度就是单位时间内金属表面积上被腐蚀去的质量。
均匀腐蚀速度的计算公式为：V = Δm/At，其中V表示均匀腐蚀速度，Δm表示单位时间内被腐蚀掉的质量，A表示金属表面积，t表示腐蚀时间。
对于某些特定的金属材料，其均匀腐蚀速度是有一定规律可循的。例如，对于铜、铝、钢等普通金属，其均匀腐蚀速度会随着介质浓度的增大而增大；而对于不锈钢、银等贵重金属，则具有较小的均匀腐蚀速度。
值得注意的是，均匀腐蚀速度的单位应为mg/cm2/h或g/m2/d等。在实际工程应用中，均匀腐蚀速度常被用于评估材料的抗腐蚀能力，以及介质对材料的腐蚀性强弱。因此，在进行相关工程材料选择或设计时，需要结合实际情况对均匀腐蚀速度进行适当的分析和比较，以保障材料和设备的安全可靠。
金属腐蚀理论总复习题
金属腐蚀理论及腐蚀控制复习题 第一章 绪论 思考题 1.举例说明腐蚀的定义，腐蚀定义中的三个基本要素是什么，耐蚀性和腐蚀性概念的区别。 答：腐蚀的定义：工程材料和周围环境发生化学或电化学作用而遭受的破坏 举例：工程材料和周围环境发生相互作用而破坏 三个基本要素：腐蚀的对象、腐蚀的环境、腐蚀的性质。 耐蚀性：指材料抵抗环境介质腐蚀的能力。 腐蚀性：指环境介质对材料腐蚀的强弱程度。 2.金属腐蚀的本质是什么，均匀腐蚀速度的表示方法有哪些？ 答:⑴金属腐蚀的本质：金属在大多数情况下通过发生化学反应或是电化学反应后，腐蚀产物变为化合物或非单质状态；从能量观点看，金属与周围的环境组成了热力学上不稳定的体系，腐蚀反应使体系能量降低。 ⑵均匀腐蚀速度的表示方法：深度：年腐蚀深度 （p V ）V P =t h ?=8.76d -V △h 是试样腐蚀后厚度的减少量，单位mm;V -代表失重腐蚀速度； t 是腐蚀时间， 单位y ；d 是金属材料的密度；V P 所以的单位是mm/y 。 失重：失重腐蚀速度(-V ) - V = St W -?=St W W 10- W0代表腐蚀前金属试样的质量，单位g ； W1代表腐 蚀以后经除去腐蚀产物处理的试样质量，单位g ；S 代表试样暴露的表面积，单 位m 2； t 代表腐蚀的时间，单位h 。 计算题 计算题 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Vp ，并进行比较，说明两种腐蚀速度表示方法的差别。 表1 解：由题意得： （1）对碳钢在30%HNO 3( 25℃)中有： V ˉ=△W ˉ/st
第4章腐蚀动力学
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。
腐蚀试验
实验一 失重法测定金属的腐蚀速率 一、实验目的和要求 1．掌握失重法测定金属腐蚀速率的原理和方法； 2．用失重法测定碳钢在稀硫酸中的腐蚀速率； 3．了解缓蚀剂对金属腐蚀速率的影响，并用失重法测定其缓蚀率。 二、实验原理和方法 金属发生均匀腐蚀时，其腐蚀速率的表示方法一般有两种：一种方法是用在单位时间内、单位面积上金属损失（或增加）的重量来表示，通常采用的单位是g ／m 2?h ；另一种方法是用单位时间内金属腐蚀的深度来表示，通常采用的单位是mm ／a 。 目前测定金属腐蚀速率的方法很多，有重量法、容量法、极化曲线法、线性极化法（即极化阻力法）等等。重量法是其中一种较经典的方法，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，是其它测定金属腐蚀速率方法的基础。 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： 01 W W v S t --= (1-1) 式中：v － ——金属的腐蚀速率，g ／m 2?h ； W 0 ——腐蚀前试件的重量，g ； W 1——经过腐蚀、并除去腐蚀产物后试件的重量，g ； S ——试件暴露在腐蚀环境中的表面积，m 2；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： 20 W W v S t +-= (1-2)
金属腐蚀原理实验指导书
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， 是否加有缓蚀剂等）对金属腐蚀速度的影响。 2、 掌握一种测定金属腐蚀速度的方法——重量法。 二 实验原理 目前测定腐蚀速度的方法很多，如重量法，电阻法，极化曲线法，线形极化法等。所谓重量法，就是使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： 0W -W K s t = ? (1-1) 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： 24365K K Ke= 8.761000d d ??=? （1-2） 式中 Ke ——一年腐蚀深度 毫米/年； d ——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是可靠，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蚀效果等。重量法是测定学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损坏基体金属，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种不能除去，如果用重量法测定其腐蚀速度，肯定不能说明实际情况，另外对于重量法要想作出K-t 曲线往往需要大量的样品和很长的实验周期。 本实验是碳钢在敞开的酸溶液中的全浸实验，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和非氧化性酸。例如当硝酸比较稀时，碳钢的腐蚀速度随浓度的增加而增加，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50％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：
实验六 重量法测定金属腐蚀速度
实验六、重量法测定金属腐蚀速度 一、实验目的 （1）用掌握重量法测量金属腐蚀速度的原理和操作过程 （2）通过实验进一步了解金属腐蚀现象和原理 （3）初步了解缓蚀剂对金属腐蚀的抑制作用 二、实验原理 重量法是一种最常见测试方法之一，适用于实验室和现场挂片，可用于检测材料的耐蚀性能、评选缓蚀剂，改变工艺条件时检测防腐效果等。当金属表面上的腐蚀产物容易除净且不损坏金属本体时，用失重法；而腐蚀产物牢固附着金属本体时，采用增重法。金属受到均匀腐蚀时的腐蚀速度表示方法有两种： 一种是用在单位时间、单位面积金属失重或增重的质量表示。 01 W W St ν-= ν---金属腐蚀速度，g/(m 2·h) W 0---试件腐蚀前的重量，g W 1---试件腐蚀后的重量，g S---试件的面积，m 2 t---腐蚀时间，h 另一种是用单位时间内金属腐蚀的深度来表示。 8.76d ν ρ = d ---按深度腐蚀计算的腐蚀速度，mm/a ν---金属腐蚀速度，g/(m 2·h) ρ---金属材料的密度，g/cm 3 三、实验设备及材料 （1）A 3低碳钢 （2）规定浓度的H 2SO 4溶液（5%，20%， 40%，60%，80%）、丙酮、蒸馏水、20%硫酸+有机缓蚀剂硫脲10g/L （3）分析天平、游标卡尺、电吹风（或烘箱）、砂纸、量筒、玻璃棒、时钟、烧杯、尼龙绳、毛刷、镊子等 四、实验方法及步骤 （1）配溶液：用试剂和蒸馏水配制实验溶液，每种溶液800mL ，分别盛在1L 烧杯内【根据试样大小到时确认需要溶液量】。 注意：将硫酸稀释到水中，谨慎操作，注意安全。 （2）磨试样：试样表面状态要求均一、光洁，需要进行表面处理。制作试样时已经过机加工，试验前还需要用砂布打磨，以达到要求的光洁度。表面上应无刻痕与麻点。平行试
金属腐蚀理论及腐蚀控制
第一部分腐蚀原理 一、均匀腐蚀速度 1-1.根据表1-1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。 1-2.奥氏体不锈钢和铝是硝酸工业中使用很多的材料。根据表1-2中的数据，分别计算不锈钢和铝在两种硝酸溶液中的腐蚀速度V p，并分析所得结果，比较两种材料的耐蚀性能。 1-3.已知锌氧化生成的表面膜组成为ZnO，根据表1-3中所列的数据计算不同试验时间所得到的平均腐蚀速度V p，画出V p随时间变化的曲线。所得结果说明了什么？ 1-4.镁在0.5mol/L NaCl 溶液中浸泡100小时，共放出氢气330cm3。 1- 1
试验温度25?C ，压力760mmHg ；试样尺寸为20?20?0.5(mm)的薄板。计算镁试样的失重腐蚀速度V p 。（在25?C 时水的饱和蒸汽压为23.8mmHg ） 1-5. 表面积20cm 2的铜试样在700?C 的氧气中氧化2小时，消耗了13.6cm 3的氧气(在25?C ，1atm 下进行测量)。求铜试样的腐蚀速度V p 。已知腐蚀产物是Cu 2O 。 1-6. 表面积4cm 2的铁试样，浸泡在5%盐酸溶液中，测出腐蚀电流为 Icor = 55mA 。计算铁试样的腐蚀速度V - 和V p 。 1-7. 铝试样的表面积15cm 2，初重为16.9560g ，浸在70%硝酸中经过100小时。试验后除去腐蚀产物，重量减少为16.9052g 。另外，用电化学方法测得的平均腐蚀电流等于1.65mA 。如果以失重法求出的腐蚀速度为标准，计算电化学方法测得的腐蚀速度的误差是多少？ 1-8. 由Faraday 定律可得腐蚀电流密度i cor 与失重腐蚀速度V - 之间的关系式 而V - 和V p 的换算关系为 d V V p - =76 .8 i cor 、V - 和V p 的单位分别为A/m 2、g/m 2?hr 、mm/y ；金属密度d 单位用g/cm 3。 上两式可简写为 V p = k i cor 对铁、铝、锌、镍、铜、铅的腐蚀，分别求换算系数k 的数值。 二、 腐蚀倾向 例1-1. 计算甘汞电极的平衡电位(25?C) 解：甘汞电极的电极反应 2Hg + 2Cl - = Hg 2Cl 2 + 2e 可分解为两个反应 2Hg = Hg 22+ + 2e (1) Hg 22+ + 2Cl - = Hg 2Cl 2 (2) (1) 式的平衡电位由Nernst 公式计算 1-2 c o r i n F A V =-
腐蚀速率 腐蚀类型
腐蚀速率腐蚀类型 腐蚀是指金属或其他材料在与外界环境接触时，由于化学反应而逐渐失去其原有的性能和形态。腐蚀速率是衡量腐蚀程度的重要指标之一，它表示单位时间内材料腐蚀的程度。不同的腐蚀类型有着不同的腐蚀速率。 一、均匀腐蚀 均匀腐蚀是指材料表面在腐蚀过程中均匀地失去材料质量。均匀腐蚀速率是指单位时间内材料表面失去的质量与材料表面积的比值。均匀腐蚀速率可以用公式表示为： 均匀腐蚀速率 = 失重 / (密度× 表面积× 时间) 其中，失重是指材料在一定时间内质量的减少量，密度是材料的密度，表面积是材料的表面积，时间是腐蚀的时间。 二、点蚀 点蚀是指材料表面出现局部腐蚀的现象。点蚀速率是指单位时间内点蚀区域的深度或体积的增加量。点蚀速率与腐蚀溶液的成分、温度、流速等因素密切相关。一般来说，点蚀速率随着腐蚀溶液中腐蚀剂浓度的增加而增加。 三、晶间腐蚀 晶间腐蚀是指材料晶界和晶内发生的腐蚀。晶间腐蚀速率与材料的晶界能有关，晶界能越低，晶间腐蚀速率越高。晶间腐蚀速率还与
腐蚀剂的浓度、温度等因素有关。 四、应力腐蚀 应力腐蚀是指材料在受到应力的同时与腐蚀剂接触而发生的腐蚀。应力腐蚀速率与应力的大小、腐蚀剂的性质等因素有关。应力腐蚀速率随着应力的增加而增加。 腐蚀速率的大小直接影响材料的使用寿命和性能。为了减小腐蚀速率，可以采取以下措施： 1. 选择抗腐蚀性能好的材料，如不锈钢、耐腐蚀合金等。 2. 对于金属材料，可以进行表面处理，如镀层、喷涂等，增加材料的抗腐蚀能力。 3. 控制腐蚀环境，如控制腐蚀剂的浓度、温度等。 4. 采取防护措施，如涂层、包覆等，隔离材料与腐蚀环境的接触。腐蚀速率是衡量腐蚀程度的重要指标，不同的腐蚀类型有着不同的腐蚀速率。了解腐蚀速率的大小及其影响因素，可以帮助我们选择合适的材料和采取相应的防护措施，延长材料的使用寿命，提高材料的性能。
重量法测定金属的腐蚀速度实验
重量法测定金属的腐蚀速度实验 一、 实验目的 1．掌握用重量法测定金属腐蚀速度的原理和方法 2．了解影响金属腐蚀速度的因素。 二、 实验原理 金属受到均匀腐蚀时的腐蚀速度表示方法一般有两种：一种是用在单位时间内，单位面积上金属损失(或增加)的质量来表示，通常采用的单位是g/(2m ·h)；另一种是用单位时间内金属腐蚀的深度来表示，通常采用单位的是mm ／h 。 目前测定腐蚀速度的方法有很多，如重量法、容量法、极化曲线法、线性极化法(极化电阻法)等。重量法是一种经典的方法，适用于实验室和现场挂片，是测定金属腐蚀速度最可靠的方法之一，可用于检测材料的耐腐蚀性能、评选腐蚀剂、改变工艺条件时检查防腐效果等。 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。 工业生产中测定金属腐蚀速度的方法，是把金属材料做成试验小件，放在腐蚀环境中(如化工设备、大气、海水、土壤或实验介质中)，经过一定时间之后，取出并测量其质量及尺寸的变化，计算其腐蚀速度。本实验中，是把金属做成一定形状和大小的试件，经过表面预处理之后，放在腐蚀介质中，经过一段时间后取出，并测量其质量及尺度的变化，再计算其腐蚀速度。 对于失重法，可由式下式计算腐蚀速度 t S m m V ⋅-= 1 0失 （2-1式）
式中 失V ——金属的腐蚀速度，g/h m ⋅2； 0m ——试件腐蚀前的质量，g ； 1m ——试件清除腐蚀产物后的质量，g ； S ——试件表面积，2m ； 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 t S m m 0 2⋅-= 增V 式中增V ——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 ； 其余符号与式(2-1)相同。 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(增V )-时间(t)曲线需要大量的样品和冗长的时间。 三、 实验设备及仪器 游标卡尺、干燥箱、分析天平。 去离子水、体积比为15％H 2SO 4溶液、30％H 2SO 4溶液；以及15％HCl 溶液、30％HCl 溶液。 四、 实验步骤和方法
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。 对于失重法可山下式讣算腐蚀速度： Si 式中V失---- 金属的腐蚀速度，g-m-2-h-1 ； m（）——试件腐蚀前的质量，g： m】——试件腐蚀后的质量，g： S——试件的面积，1"2； t——试件腐蚀时间，ho 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： 1 St 式中v第---- 金属的腐蚀速度，g m-2-h-l； m2—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悄况，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，肯定不能说明实际悄况。另外，失重法的实验周期较长，短则儿小时，多则数年乃至数十年，对于重量法要想做出腐蚀速度（V增）一时间（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计算金
属的腐蚀速度的方法即为容量法。 -完整版学习资料分享…- 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 t 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。山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： M_（P-P H2O）V H RT H _ 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',即山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讣算, 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' N X2N H2N（P・砌。）旳+喑） y 二----- —二-------- i-------------- t—金属腐 R—气体状态常数62.36ml・毫米汞柱X 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，称为共辘体系。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二Zn‘阴极反应：H'+2e=H： 阳极反应的电流密度以ia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，ia二iFicorr （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代。根据法拉笫定律，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。
试验二失重法测定金属腐蚀速度
实验二失重法测定金属腐蚀速度 、实验目的 1 .掌握测定金属腐蚀速度的一种方法一一重量法。 2 .通过实验进一步了解金属腐蚀现象和原理，了解影响腐蚀速度的因素(介质，介质浓度，缓蚀剂)。 、实验原理 测定金属腐蚀速度的方法很多，重量法是一种经典的方法，使用于实验室和现场实 验，是测定金属腐蚀速度可靠的方法之一。重量法是其它测定金属腐蚀速度方法的基础。 所谓重量法就是实验金属材料在一定条件下(温度，压力，介质等)，经腐蚀介质一定 时间的作用后，比较腐蚀前后材料的重量变化，确定其腐蚀速度。 1 .对均匀腐蚀，采用单位时间单位面积上金属腐蚀后重量损失或重量增加来表示腐蚀速度，即以重量表示 腐蚀速度。 失重表示： V-=(W-W)/(s?t) 增重表示V+=(W2-W1)/(s?t) V:腐蚀速度(失重法表示)g/(m2?h) W:金属试件初始重量g W:消除腐蚀产物后的金属试件重量g S:金属试件表面积m2 t:腐蚀进行的时间h U:腐蚀速度(以增重法表示)g/(m2?h) W:带有腐蚀产物的金属试件经腐蚀后的重量g 2 .对于密度不同的金属用腐蚀深度表示，即以厚度表示腐蚀速度： 将金属耗掉的重量换算成厚度 V A=(V-*365*24)*10/(1002*p)=8.76*V-/p V A：用腐蚀深度表示的腐蚀速度mm/a 3 P:金属的留度g/cm V:腐蚀的失重指标g/(m2?h) 3 .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，它就有其腐蚀的原电池，腐蚀原电池包括:阳极，阴极，电解质溶液，外电路四个部分。 1）当酸是非氧化性酸时： 阳极反应：F1Fe 2+ +2e 阴极反应：2^+23-^去极化 2）当酸是氧化性酸时： 阳极：Fe-Fe 2+ +2e 阴极：2H++2efH Q+4H + +4ef2WO 氧化剂还原 3）氧化性酸随浓度变化阴极过程变化 4）酸中加入缓蚀剂，能阻止金属腐蚀或降低腐蚀速度 四、实验步骤 （一）试件准备 三、实验仪器及用品 1.腐蚀试片： 2.游标卡尺： 3.分析天平： 4.干燥器： 5.滤纸，沙纸， 6.烧杯（500ml ） 7.丙酮，除盐水 8.20%HSO 9.20%HSO+硫月尿 10 .2%HNO 11 .60%HNO 12 . 每组1片8 每组1个2 每组一台2 每班一个1 尼龙绳，棉球 每组2个 12%HCl+1-2%^洛托品 —10片 个 台 个 若干 2—3个 适量 800ml 10g/l800ml 800ml 800ml 800ml
金属腐蚀理论及腐蚀控制
t s Δw V ⋅=--1、 腐蚀：工程材料和周围环境发生的相互作用而破坏 2、 耐蚀性：指材料抵抗环境介质腐蚀的能力 3、 腐蚀性 4、 均匀腐蚀速度的表示方法：失重腐蚀速度；年腐蚀深度；V-与Vp 之间的换算 5、 腐蚀电池：只能导致金属材料破坏而不能对外界作功的短路原电池；特点：1. 阳极反应 都是金属的氧化反应，造成金属材料的破坏2. 反应最大限度的不可逆3. 阴、阳极短路，不对外做功 6、 腐蚀电池的工作环节：1.阳极反应通式：Me →Men++ne 可溶性离子，如Fe-2e ＝Fe2+ 7、 ；2.阴极反应通式：D+me ＝[D.me] 2H++2e ＝H2析氢腐蚀或氢去极化腐蚀；3.电流回路 金属部分：电子由阳极流向阴极溶液部分：正离子由阳极向阴极迁移 8、 形成腐蚀电池的原因：金属方面：成分不均匀；表面状态不均匀；组织结构不均匀；应 力和形变不均匀；“亚微观”不均匀；环境方面：金属离子浓度差异；氧浓度的差异；温度差异 9、 电位；金属和溶液两相之间的电位差叫做电极系统的绝对电极电位，简称电位，记为。 10、 平衡电位：当电极反应达到平衡时，电极系统的电位称为平衡电位，记为Ee 意义： 当电极系统处于平衡电位时，电极反应的正逆方向速度相等，净反应速度为零。在两相之间物质的迁移和电荷的迁移都是平衡的。 11、 Nernst 公式 11、非平衡电位：当电极反应不处于平衡状态，电极系统的电位称为非平衡电位 12、标准电位：电极反应的各组分活度(或分压)都为1，温度为25C 时，平衡电位Ee 等 于E0，E0称为标准电位。 13、电动序：将各种金属的标准电位E0 的数值从小到大排列起来，就得到 “电动序” 。 14、腐蚀电位：金属在给定腐蚀体系中的电极电位 15、电偶序：在某给定环境中，以实测的金属和合金的自然腐蚀电位高低，依次排列的顺序 16、电化学腐蚀倾向的判断：自由焓准则 当△G<0，则腐蚀反应能自发进行。|G|愈大则 腐蚀倾向愈大。当△G= 0，腐蚀反应达到平衡。当△G> 0，腐蚀反应不能自发进行 17、电位比较准则 腐蚀反应 G < 0； Eec > Eea 判断电化学腐蚀倾向的电位比较准则：如果 Eea < Eec ，则电化 学腐蚀能够发生。 差值(Eec - Eea)愈大，腐蚀的倾向愈大 18、用电位－pH 平衡图说明腐蚀倾向和腐蚀控制的途径： 19、极化：电极上有电流通过时，电极电势偏离其平衡值的现象。 20、去极化：在电解质溶液或电极中加入某种去极剂而使电极极化降低的现象 21、过电位：描述电位偏离Ee 的程度，即极化的程度。 22、极化值：电极上有电流通过时，电极电势偏离其平衡值的值ΔΕ 23、Evans 极化图的作法，用Evans 极化图表示腐蚀电流的影响因素。 24、活化极化：电子转移步骤的阻力所造成的极化叫做活化极化，或电化学极化；浓度极化： 液相传质步骤的阻力所造成的极化叫做浓度极化，或浓差极化 25、判断电极反应极化控制类型的条件： 26、过电位和电极反应速度的关系： 27、动力学方程 t Δh V p =d V 8.76V p -=cor i nF A V ⨯=-b a e R O Ln nF RT E O R E ][][)/(0+=) (a e c e E E nF nF G --=-=∆ε⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=-=βηβηωϖωϖexp exp 0i i i i
金属腐蚀复习提纲
一 二章 ● 金属腐蚀和耐蚀性的意义； 金属腐蚀：材料与它所处的环境介质之间发生的化学－物理的相互作用，而引起的变质和破坏。 耐蚀性：材料抵抗环境介质腐蚀的能力（耐蚀性并非材料的固有性质，不能离开环境介质来谈论材料的耐蚀性）。 ● 均匀腐蚀速度的表示方法：失重腐蚀速度，增重腐蚀速度，年腐蚀速度、腐蚀电流密度的计算公式，相互换算公式。 1. 均匀腐蚀速度的三种表示方法 A.腐蚀速度的质量指标V -：表示材料单位暴露表面上在单位时间内的腐蚀失重，单位是g/(m 2*h) B.腐蚀速度的深度指标V p ：t h V p ∆= 表示材料在单位时间内腐蚀的深度，单位是mm/a 上述两者的关系： C.腐蚀速度的电流指标V e ：以金属化学腐蚀过程的阳极电流密度（A/cm 2）的大小来衡量电化学腐蚀的速度， ))*/((*24 8.26****10h m g V n ia A F n ia A e == ● 腐蚀电池的概念和特点。 腐蚀电池：只能导致金属材料破坏而不能对外界作功的短路原电池。（原电池：） 特点：①腐蚀电池的阳极反应是金属的氧化反应，结果造成金属材料的破坏。②腐蚀电池的阴、阳极短路（即短路的原电池），电池产生的电流全部消耗在内部，转变为热，不对外做功。③腐蚀电池中的反应是以最大限度的不可逆方式进行。 ● 腐蚀电池的工作环节（举例说明） 腐蚀电池的工作环节分三个：阳极反应、阴极反应、工作电流。 1）阳极反应：金属的氧化反应，通式是：Me →Men++ne ，例如：Fe ＝Fe2++2e 2）阴极反应：溶液中某些物质D 的还原反应，通式是：D+ne →[D·ne]，例如：O2+2H2O+4e ＝4OH- 3）工作电流（电流回路）：在金属内部从阴极到阳极（电子的定向运动），在溶液内部电流从阳极到阴极（离子的定向运动），形成闭合回路。 以上三个环节既相互独立，又彼此制约，其中任何一个受到抑制，都会使腐蚀电池工作强度减少。 ● 腐蚀电池形成原因 形成原因：这是因为金属方面和环境方面存在电化学不均一性。 金属材料方面：金属材料的成份不均匀性；金属表面的状态不均匀性；金属组织结构不均匀性；应力和变形的不均匀性；“亚微观”不均匀性。 环境方面：金属离子浓度差异；溶解氧浓度差异；温度差异。 ●腐蚀电池的极化，极化曲线 1）原电池的极化：通过电流后，原电池两极间电位差减小因而引起电池工作电流强度降低的现象叫电池的极化作用。（腐蚀电池是短路原电池） 2）当电极上有净电流通过时，电极电位显著偏离了未通电时的开路电位，这种现象叫电极的极化。而电极极化的结果是：阳极电势升高，阴极电势降低。极化的本质是：电子的迁移（阳极极化时，电子流出；阴极极化时，电子流入）比电极反应及其连续步骤完成得快。 3）去极化：凡是能够减弱或消除极化作用的过程称为去极化作用。能够减弱或消除极化作用的物质称为去极化剂。 阴极去极化作用：在溶液中增加去极化剂（H+ 、O2等）的浓度、升温、搅拌、其它降低活化超电压的措施 阳极去极化作用：搅拌、升温、在溶液中加入络合剂或沉淀剂 h) (g/m t S W W V 21 0⨯-=-ρρ76.810)100(365242⨯=⨯⨯⨯⨯=--V V V P
材料腐蚀与防护
第一章绪论 重点 1. 金属的腐蚀:：金属腐蚀后失去其金属特性，往往变成更稳定的化合物。金属腐蚀是普遍存在的一种自然规律，是不可避免的自然现象。 2. 均匀腐蚀速度的评定 重量法g/(m2•h) 深度法mm/ a 容量法 电流密度法 目录 P9 腐蚀的定义 P10-11 腐蚀的过程及特点 P13 腐蚀的危害 P18-20 腐蚀的防护方法：隔离控制、热力学控制、动力学控制 P29-30 按腐蚀机理分类：化学腐蚀、电化学腐蚀、物理腐蚀 P31-38 按腐蚀形态分类：全面腐蚀、局部腐蚀、应力腐蚀 P39 按材料类型分类：金属材料、非金属材料 P41 腐蚀速度的评定 P42-49 均匀腐蚀的评定：重量法、深度法、容量法、电流密度表征法
第二章金属腐蚀电化学理论基础 重点 1. 电极系统：一个有电子导体相和离子导体相组成的，有电荷通过相界面在两个相之间转移的系统。 2. 电极反应：在电极系统中伴随着两个非同类导体之间的电荷转移而在两相界面上发生的化学反应。 3. 阳极反应：从还原体的体系向氧化体的体系转化（失电子） 阴极反应：从氧化体的体系向还原体的体系转化（得电子） 4. 绝对电极电位：金属电极板浸入其盐溶液中，电子导体相（金属）与离子导体相之间的内电位差称为电极系统的绝对电极电位，用Φ表示。 相对电极电位：研究电极与参比电极组成的原电池电动势称为该电极的相对（电极）电位，用E表示。 5. 双电层结构：金属极板表面上带有过剩负电荷；溶液中等量正电荷的金属离子受负电荷吸引，较多地集中在金属极板附近，形成所谓双电层结构。 6. 原电池与腐蚀电池的区别：原电池将化学能转化为电能，对外界做实际有用功，都十点吃由化学能转换为热能，做的实际有用功为0，，即腐蚀电池只能导致金属材料破坏而不能对外界做有用功的短路原电池。 7. 化学位，单位摩尔数的物质M加入到相P所引起的吉布斯自由能的变量 电化学位：将单位摩尔的正离子Mn+移入相P时，引起的吉布斯自由能变化 8. 平衡绝对电极电位的计算 9. 相对电极电位和电动势 10. 标准电位E⦵：电极反应的各组分活度(或分压)都为1，温度为25o C时，压力为1 atm 时的平衡电位Ee等于E⦵，E⦵称为标准电位。 11. Nernst方程求平衡电位 12. 电化学腐蚀的热力学判据： EM，e
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：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 ――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： 式中： K ——年腐蚀深度,毫米/年 d 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