金属腐蚀与防护实验
金属腐蚀与防护的实验报告-中南大学粉冶院
⾦属腐蚀与防护的实验报告-中南⼤学粉冶院实验⼀恒电位法测定阳极极化曲线⼀、⽬的1．了解⾦属活化、钝化转变过程及⾦属钝化在研究腐蚀与防护中的作⽤。
2．熟悉恒电位测定极化曲线的⽅法。
3．通过阳极极化曲线的测定，学会选取阳极保护的技术参数。
⼆、实验基本原理测量腐蚀体系的极化曲线，实际就是测量在外加电流作⽤下，⾦属在腐蚀介质中的电极电位与外加电流密度（以下简称电密）之间的关系。
测量极化曲线的⽅法可以采⽤恒电位和恒电流两种不同⽅法。
以电密为⾃变量测量极化曲线的⽅法叫恒电流法，以电位为⾃变量的测量⽅法叫恒电位法。
⼀般情况下，若电极电位是电密的单值函数时，恒电流法和恒电位法测得的结果是⼀致的。
但是如果某种⾦属在阳极极化过程中，电极表⾯壮态发⽣变化，具有活化/钝化变化，那么该⾦属的阳极过程只能⽤恒电位法才能将其历程全部揭⽰出来，这时若采⽤恒电流法，则阳极过程某些部分将被掩盖，⽽得不到完整的阳极极化曲线。
在许多情况下，⼀条完整的极化曲线中与⼀个电密相对应可以有⼏个电极电位。
例如，对于具有活化/钝化⾏为的⾦属在腐蚀体系中的阳极极化曲线是很典型的。
由阳极极化曲线可知，在⼀定的电位范围内，⾦属存在活化区、钝化过渡区、钝化区和过钝化区，还可知⾦属的⾃腐蚀电位（稳定电位）、致钝电密、维钝电密和维钝电位范围。
⽤恒电流法测量时，由⾃腐蚀电位点开始逐渐增加电密，当达到致钝电密点时⾦属开始钝化，由于⼈为控制电密恒定，故电极电位突然增加到很正的数值（到达过钝化区），跳过钝化区，当再增加电密时，所测得的曲线在过钝化区。
因此，⽤恒电流法测不出⾦属进⼊钝化区的真实情况，⽽是从活化区跃⼊过钝化区。
图1 恒电位极化曲线测量装置三、实验仪器及药品电化学⼯作站CHI660D、铂电极、饱和⽢汞电极、碳钢、天平、量筒、烧杯、电炉、⽔砂纸、U型管蒸馏⽔、碳酸氢铵、浓氨⽔、浓硫酸、琼脂、氯化钠、氯化钾、⽆⽔⼄醇、棉花四、实验步骤1.琼脂-饱和氯化钾盐桥的制备烧杯中加⼊3g琼脂和97ml蒸馏⽔，使⽤⽔浴加热法将琼脂加热⾄完全溶解。
金属腐蚀与防护的实验报告中南大学粉冶院
实验一恒电位法测定阳极极化曲线一、目的1．了解金属活化、钝化转变过程及金属钝化在研究腐蚀与防护中的作用。
2．熟悉恒电位测定极化曲线的方法。
3．通过阳极极化曲线的测定，学会选取阳极保护的技术参数。
二、实验基本原理测量腐蚀体系的极化曲线，实际就是测量在外加电流作用下，金属在腐蚀介质中的电极电位与外加电流密度（以下简称电密）之间的关系。
测量极化曲线的方法可以采用恒电位和恒电流两种不同方法。
以电密为自变量测量极化曲线的方法叫恒电流法，以电位为自变量的测量方法叫恒电位法。
一般情况下，若电极电位是电密的单值函数时，恒电流法和恒电位法测得的结果是一致的。
但是如果某种金属在阳极极化过程中，电极表面壮态发生变化，具有活化/钝化变化，那么该金属的阳极过程只能用恒电位法才能将其历程全部揭示出来，这时若采用恒电流法，则阳极过程某些部分将被掩盖，而得不到完整的阳极极化曲线。
在许多情况下，一条完整的极化曲线中与一个电密相对应可以有几个电极电位。
例如，对于具有活化/钝化行为的金属在腐蚀体系中的阳极极化曲线是很典型的。
由阳极极化曲线可知，在一定的电位范围内，金属存在活化区、钝化过渡区、钝化区和过钝化区，还可知金属的自腐蚀电位（稳定电位）、致钝电密、维钝电密和维钝电位范围。
用恒电流法测量时，由自腐蚀电位点开始逐渐增加电密，当达到致钝电密点时金属开始钝化，由于人为控制电密恒定，故电极电位突然增加到很正的数值（到达过钝化区），跳过钝化区，当再增加电密时，所测得的曲线在过钝化区。
因此，用恒电流法测不出金属进入钝化区的真实情况，而是从活化区跃入过钝化区。
图1 恒电位极化曲线测量装置三、实验仪器及药品电化学工作站CHI660D、铂电极、饱和甘汞电极、碳钢、天平、量筒、烧杯、电炉、水砂纸、U型管蒸馏水、碳酸氢铵、浓氨水、浓硫酸、琼脂、氯化钠、氯化钾、无水乙醇、棉花四、实验步骤1.琼脂-饱和氯化钾盐桥的制备烧杯中加入3g琼脂和97ml蒸馏水，使用水浴加热法将琼脂加热至完全溶解。
金属的腐蚀与防护实验报告
金属的腐蚀与防护实验报告一、引言金属腐蚀是指金属在特定环境下发生的化学反应，导致其性质和外观的不可逆变化。
这种现象是工业生产、建筑、交通等领域中常见的问题，造成了巨大的经济损失和安全隐患。
因此，研究金属腐蚀及其防护技术具有重要意义。
二、实验目的本实验旨在通过模拟真实环境中金属腐蚀情况，探究不同材料在不同条件下的耐腐蚀性能，并比较不同防护方法对金属腐蚀的影响。
三、实验方法1. 实验材料：铁片、铜片、锌片等不同材质金属样品。
2. 实验装置：盛放试液的玻璃容器、电源线、电极等。
3. 实验步骤：（1）制备试液：分别制备NaCl溶液和HCl溶液。
（2）将铁片、铜片和锌片分别清洗干净，并用油纸擦干表面水分。
（3）将样品放入试液中，接上电源线和电极。
（4）观察不同金属样品在不同试液中的腐蚀情况，并记录数据。
（5）根据实验结果，比较不同材质金属的耐腐蚀性能。
四、实验结果1. 铁片在NaCl溶液中发生了明显的腐蚀作用，表面出现了锈迹，并且颜色逐渐变暗。
2. 铜片在HCl溶液中发生了化学反应，表面出现了黑色氧化物，并且颜色逐渐变深。
3. 锌片在NaCl溶液中发生了轻微的氧化反应，但并未出现明显的锈迹或氧化物。
五、实验分析1. 不同金属材质对于不同环境的耐腐蚀性能存在差异。
铁片易于被NaCl溶液中的氯离子侵蚀而发生锈迹；铜片容易与HCl溶液中的酸性离子产生化学反应而形成黑色氧化物；而锌则相对稳定，在NaCl溶液中只有轻微的氧化反应。
2. 对于金属材料来说，防护措施是减缓或防止腐蚀的有效方法之一。
例如，对于铁片，可以采用电镀、喷涂等方式进行表面处理；对于铜片，则可以使用保护漆或涂层等方式进行防护。
3. 除了表面处理和涂层外，还可以采用阳极保护、阴极保护等方法进行金属防护。
阳极保护是通过将一个更易腐蚀的金属连接到需要保护的金属上，使其成为电化学反应中的阳极而实现防护；而阴极保护则是通过在金属表面施加外部电流，使其成为电化学反应中的阴极而实现防护。
《化学实验教案：金属的腐蚀和防护》
《化学实验教案：金属的腐蚀和防护》一、引言金属的腐蚀和防护是化学实验中的一个重要课题。
金属的腐蚀现象普遍存在于日常生活中，对金属制品的使用寿命和功能造成了一定的影响。
因此，研究金属的腐蚀机理以及防腐措施，具有重要的实际意义。
本文将介绍一个针对金属腐蚀与防护的化学实验教案，该实验旨在帮助学生了解金属腐蚀的原理和影响因素，并通过实际操作掌握金属的防护方法。
二、实验目的通过本次实验，使学生了解金属腐蚀的原因和防护措施，掌握了解金属腐蚀原理的实验方法和技巧。
三、实验器材1. 镀锡铁片2. 镀锌钢片3. 镀铝铁片4. 镀铝钢片5. 镀铜铁片6. 镀铜钢片7. 纯水8. 盐水溶液9. 砂纸10. 长颈瓶11. 实验台12. 实验器皿13. 实验手套14. 安全护目镜15. 实验报告表格四、实验步骤1. 实验准备：a. 将实验器材清洁干净，并准备所需的试剂。
b. 将不同金属材料的铁片进行编号，标注材料名称。
2. 实验操作：a. 将各种金属材料的铁片分别放入不同的实验器皿中。
b. 在每个实验器皿中加入等量的盐水溶液，并确保铁片完全被浸泡。
c. 记录下每个实验器皿的编号和所放置的金属材料。
d. 将实验器皿放置在实验台上，密封并设置好观察时间和检测周期。
3. 实验观察：a. 按照设定的观察时间和检测周期，取出各个实验器皿中的金属铁片，观察其表面的变化。
b. 使用放大镜或显微镜进行观察，记录下每个金属铁片腐蚀程度的变化，如是否出现锈斑、颜色变化等。
4. 数据处理与分析：a. 将实验观察到的数据整理并绘制成实验报告表格，比较不同金属材料的腐蚀程度。
b. 分析不同金属材料的腐蚀程度差异，探讨可能的原因，如金属特性、环境参数等。
五、实验结果与讨论经过观察和数据处理，我们可以得到以下结论：1. 不同金属材料的腐蚀程度不尽相同，某些金属可能更容易被腐蚀，而某些金属则相对较为耐蚀。
2. 盐水溶液中的离子和氧气是引起金属腐蚀的主要因素之一。
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。
金属腐蚀与防护课后习题及实验答案
金属腐蚀与防护课后习题及实验答案课后习题1.什么是金属腐蚀？请简要说明。
金属腐蚀是指金属在与外界环境接触的过程中，由于化学或电化学作用导致金属表面逐渐失去其原有的金属性质的一种现象。
金属腐蚀主要由电子传递过程和离子传递过程构成。
2.列举几种常见的金属腐蚀类型。
•电化学腐蚀•化学腐蚀•氧化腐蚀3.金属腐蚀的影响主要体现在哪些方面？金属腐蚀的主要影响包括： - 金属材料的破坏和失效 - 资源浪费 - 生态环境污染4.请列举几种常见的金属腐蚀防护方法。
•表面涂覆防护•电化学防护•材料选择防护5.什么是阴极保护？它是如何实现的？阴极保护是一种主动防护措施，通过在金属表面引入外部电流，使金属表面成为阴极，从而抑制金属腐蚀的一种方法。
实现阴极保护的关键是保证外部电流的输入和金属结构的良好接触。
常见的阴极保护方法包括外加电流阴极保护和阳极保护。
实验答案实验一：金属腐蚀观察实验目的：观察不同金属在某种腐蚀剂作用下的腐蚀现象。
实验步骤： 1. 准备实验器材和试剂，包括不同金属样品、腐蚀剂。
2. 将不同金属样品分别放入不同的容器中。
3. 向不同容器中添加适量的腐蚀剂。
4. 观察金属样品在腐蚀剂中的变化，记录下观察结果。
实验结果：观察不同金属样品在腐蚀剂中的变化，记录下观察结果。
金属样品腐蚀剂腐蚀现象铁盐酸表面产生气泡铝硝酸表面逐渐变薄铜硫酸表面出现绿色物质实验结论：根据实验结果可以得出以下结论： - 铁在盐酸中会发生气泡，产生氢气。
- 铝在硝酸中会逐渐被腐蚀，表面变薄。
- 铜在硫酸中会生成绿色物质，表明发生了腐蚀反应。
实验二：金属腐蚀防护实验目的：通过表面涂覆防护来延缓金属腐蚀的过程。
实验步骤： 1. 准备实验器材和试剂，包括金属样品、防护涂层材料。
2. 将金属样品分别涂覆上防护涂层材料。
3. 将涂好防护涂层的金属样品放入腐蚀介质中。
4. 观察金属样品在腐蚀介质中的变化，记录下观察结果。
实验结果：观察涂有防护涂层的金属样品在腐蚀介质中的变化，记录下观察结果。
金属腐蚀与防护
被保护的金属与电源 负极相连作阴极
——电解池原理
二、金属的防护 1、电化学防护法： 利用电化学原理，达到保护金属的目的。
（1）牺牲阳极的阴极保护法——原电池原理 （2）外加电流的阴极保护法——电解池原理
二、金属的防护 2、其他防护法：
二、金属的防护
2、其他防护法： 保持干燥（无水）
外因
喷油漆、涂油脂、电镀、表面钝 化……（无氧）
将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上， 一段时间后发现液滴覆盖的圆周中心区（a）已被 腐蚀而变暗，在液滴外沿棕色铁锈环（b），如图 所示。
变暗原因？ 铁锈环原因？
变暗原因？
Fe-2e-=Fe2+
铁锈环原因？ O2+2H2O+4e-=4OH-
2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2 4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
金属的电化学腐蚀与防护
生 产 生 活 中 的 现 象
• 我国作为世界上钢铁产量最多的国家，每年被 腐蚀的铁占到我国钢铁年产量的十分之一，因 为金属腐蚀而造成的损失占到国内生产总值的 2%~4%；约合人民币：3000亿元。金属腐蚀的 年损失远远超过水灾、火灾、风灾和地震（平 均值）损失的总和，在这里还不包括由于腐蚀 导致的停工、减产和爆炸等造成的间接损失。
自行车的防锈措施
二、金属的防护 防护的原理是什么？ 破坏构成原电池的条件
二、金属的防护
1、电化学防护法： 利用电化学原理，达到保护金属的目的。
牺牲阳极的阴极保护法——原电池原理
如何设计实验证明铁被锌保护了？ 检验Fe2+
Fe2+ பைடு நூலகம்验
特征试剂 铁氰化钾 K3[Fe(CN)6]
腐蚀与防护实验指导书
金属腐蚀与防护的实验一、重量法测定金属腐蚀速度一、目的要求1.掌握重量法测定金属腐蚀速度的原理和方法。
2.用重量法测定碳钢在稀硫酸中的腐蚀速度。
二、基本原理重量法是根据腐蚀前后金属试件的重量的变化来测定金属腐蚀速度的。
把待测的金属做成一定形状和大小的试件，放在测试环境中，经过一定时间后，取出并测量其重量和尺寸变化，计算其腐蚀速度。
对于失重法，可由下面公式计算腐蚀速度。
V-=（w0-w1）/（st）式中：V—金属的腐蚀速度，g/m2·h；w0—试件腐蚀前的重量，g；w1—试件腐蚀后并经过除去腐蚀产物后的重量，g；s—试件暴露在腐蚀环境中的面积，m2；t—试件腐蚀的时间，h。
腐蚀深度指标表示公式如下：V l=8.76×V-/ρ—用腐蚀深度表示的金属腐蚀速度，mm/a式中： Vlρ—金属的密度，g/cm3。
三、仪器与药品碳钢试件、稀硫酸8%、金相砂纸、细尼龙丝、电子天平等四、操作步骤1.试样用金相砂纸打磨，以除去表面氧化膜。
2.在电子天平上称重，精确到0.1mg。
用游标卡尺测量暴露的全部表面积，精确到0.02mm。
在烧杯中注入8%硫酸水溶液，将试件系于尼龙丝的一端，另一端系在玻璃棒上。
然后用无水酒精和丙酮棉球清洗试件的表面以除污垢。
把玻璃棒横担于烧杯上，使试件处于溶液的中部。
观察并记录现象。
3.记录时间，从试件进入溶液时起，到试件取出时止，实验时间为1小时。
4.试验结束后取出试件，用自来水冲洗。
5.试样干燥后(可用冷风吹)，称重，除去腐蚀产物，再清洗干燥并称重，如此反复几次，直至前后相邻两次去膜后的重量差不大于0.5mg，即视为腐蚀产物完全清除，记录之。
五、数据记录室温介质试样浸入时间试样取出时间列出一组数据的计算过程。
七、思考与讨论1.重量法测定金属腐蚀速度的优点、缺点及适用范围?2.分析实验数据的误差来源。
3.写出有关电极反应式。
实验二恒电位法测定阴极极化曲线一、目的要求1.掌握恒电流法测定阴极极化曲线的基本原理和方法。
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金属腐蚀与防护实验金属腐蚀与防护实验编重庆文理学院2013年7月目录实验部分实验 1 腐蚀试样的制备电化学试样的制备 (2)实验2恒电位法测定阳极极化曲线…………………………………………………3实验3塔菲尔直线外推法测定金属的腐蚀速度 (7)实验部分实验1腐蚀试样的制备电化学试样的制备一、目的学会一种用硅橡胶镶制电化学实验用的金属试样的简易方法和焊接金属样品的方法。
二、材料和药品金属试样具有塑料绝缘外套的铜管塑料套圈金属砂纸电烙铁焊油焊锡丝玻璃板硅橡胶标签纸三、实验步骤1. 金属样品将金属试样的所有面金属都用砂纸打磨光亮，用水冲洗干净后待用。
2．给电烙铁通电加热，待电烙铁尖端呈红色时，蘸少许焊油且接触焊锡丝待焊锡丝熔化后，将带塑料套圈的铜杆焊在金属试样上。
3. 将标签纸折叠成规定形状待用。
4．取适量硅橡胶，然后把标签纸圈放在光滑的玻璃板上，将金属试样放在塑料圈内中央部分。
5. 把硅橡胶倒入摆好金属试样的标签纸圈内。
6. 24h固化好金属试样可以进行清洗。
四、注意事项1．焊接金属试样时，因电烙铁尖端部位的温度最高，要用尖端部位进行焊接。
焊接时，要先在金属试样上焊上点焊锡丝，再将铜杆尖端也焊上些锡丝，然后把2个锡点进行焊接，这样，即容易焊上又容易焊牢。
2. 不要触摸电烙铁及金属部分，以免烫伤。
3. 在密封式样时，应将金属试样和裸露的导线一起，完全密封。
五、要求1.每一个人提交一个合格的电化学腐蚀监测试样。
六、思考1、试样焊接之后，为什么要进行密封？实验二金属极化曲线测试一、目的要求1、掌握恒电位法测定阳极极化曲线的原理和方法。
2、通过阳极极化曲线的测定，判定实施阳极保护的可能性，初步选取阳极保护的技术参数，了解击穿电位和保护电位的意义。
3、掌握恒电位仪的使用方法，了解恒电位技术在腐蚀研究中的重要作用。
二、基本原理阳极电位和电流的关系曲线叫做阳极极化曲线。
为了判定金属在电解质溶液中采取阳极保护的可能性，选择阳极保护的三个主要技术参数——致钝电流密度、维钝电流密度和钝化区的电位范围，需要测定阳极极化曲线。
阳极极化曲线可以用恒电位法和恒电流法测定。
图1是一条较典型的阳极极化曲线。
一般金属（镁合金）的阳极极化曲线为ax 曲线。
对有钝化性能的金属（铝合金、不锈钢），曲线abcdef 是恒电位法（即维持电位恒定，测定相应的电流值）测得的阳极极化曲线。
当E ,m Vabcdefi ,mA/cm 2图1 阳极极化曲线 有钝化性能的金属：abcdef ——恒电位法测定；abef ——恒电流法测定一般金属：ax 曲线x活化溶解区钝化过渡区钝化稳定区过钝化区电位从a逐渐向正移动到到b点时，电流也随之增加到b点，当电位过b点以后，电流反而急剧减小，这是因为在金属表面上生成了一层高电阻耐腐蚀的钝化膜，钝化开始发生。
人为控制电位的增高，电流逐渐衰减到c。
在c点之后，电位若继续增高，由于金属完全进入了钝态，电流维持在一个基本不变的很小的值——维钝电流。
当使电位增高到d点以后，金属进入了过钝化状态，电流又重新增大。
从a点到b点的范围叫活性溶解区，从b点到c点叫钝化过渡区，从c点到d点叫钝化稳定区，过d点以后叫过钝化区。
对应于b点的电流密度叫致钝电流密度，对应于cd段的电流密度叫维钝电流密度。
若把金属作为阳极，通以致钝电流使之钝化，再用维钝电流去保护其表面的钝化膜，可使金属的腐蚀速度大大降低，这就是阳极保护的原理。
用恒电流法测不出上述曲线的bcde段。
在金属受到阳极极化时其表面发生了复杂的变化，电极电位成为电流密度的多值函数，因此当电流增加到b点时，电位即由b点跃增到很正的e点，立即进入了过钝化状态，反映不出金属进入钝化区的情况。
由此可见只有用恒电位法才能测出完整的阳极极化曲线。
本实验采用恒电位仪逐点恒定阳极电位，同时测定对应的电流值，并在半对数坐标上绘成E-i曲线，即为恒电位阳极极化曲线。
三、仪器、药品及实验装置电化学工作站1台电脑1台饱和甘汞电极、铂电极各1支盐桥(添加饱和氯化钾溶液) 1个电解池(400毫升) 1个不锈钢试样(φ10×20) 1个氯化钠(3％) 300毫升丙酮1瓶蒸馏水1000毫升洗瓶1个电吹风1台脱脂棉若干金相砂纸（100＃、200＃、600＃）钢尺1个四、操作步骤1、把已加工到一定光洁度的试样用砂纸逐步打磨，测量尺寸，用丙酮脱脂，吹干。
2、按图2接好测试线路，检查各接头是否正确，盐桥是否导通。
3、测量试样在氯化钠溶液中的腐蚀电位。
图2 恒电位仪测极化曲线线路图4、设定ZF-10信号记录存储仪，采样间隔为每秒1个点，即一分钟采样60个。
5、设定ZF-4电位扫描信号发生器，扫描速率1mV/s。
6、测试阳极极化曲线测试，同时观察其变化规律及电极表面的现象。
五、数据记录试样材质尺寸暴露面积介质成分介质温度参比电极辅助电极腐蚀电位六、思考1、测定阳极钝化曲线为何要用恒电位法？2、影响金属钝化过程的因素有哪些?实验三塔菲尔直线外推法测定金属的腐蚀速度一、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=Zn2+阴极反应：H++2e=H2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 。
根据法拉第定律，体系通过的电流和电极上c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)]ex p()[ex p(kc a c corr k a i i i I βϕϕβϕϕ---=-=cE ϕϕ-=∆)]ex p()[ex p(kacorr EEi I ββ∆--∆=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：当对电极进行阴极极化，∆E <0, 在强极化区，阳极分支电流i a =0)ex p(acorr a Ei i I β∆==corra corra i Ib i I E lgln==∆β)ex p(kcorr Ei I β∆--=改写成对数形式:强极化区，极化值与外测电流满足塔菲尔关系式，如果将极化曲线上的塔菲尔区外推到腐蚀电位处，得到的交点坐标就是腐蚀电流。
corrk corrk i I b i I E lgln==∆-β图 1 塔菲尔外推法求金属腐蚀电流的基本原理三、仪器药品和实验装置CHI660A电化学工作站1台；烧杯一个；饱和甘汞电极（参比电极）1支Pt片电极（辅助电极）1支。
45号钢（圆柱体） 松香 石腊分析纯氯化钠 蒸馏水 铜导线图2 极化曲线测量示意图辅助极化电工作电参比电极 参比电盐桥恒电位仪四、操作步骤1. 电极处理：用金相砂纸将45号钢电极表面打磨平整光亮，测量试样的直径，将45号钢试样和铜导线连接。
2. 将松香、石腊融化，用来封装表面清洗干净的试样（用蒸馏水清洗、酒精去油），电极处理得好坏对测量结果影响很大。
3.测量极化曲线：（1）打开CHI660A工作站的窗口。
（2）将三电极分别插入电极夹的三个小孔中，使电极进入电解质溶液中。
将CHI工作站的绿色夹头夹Fe电极，红色夹头夹Pt片电极，白色夹头夹参比电极。
（3）测定开路电位。
点击“T”（Technique）选中对话框中“Open Circuit Potential-Time”实验技术，点击“OK”。
点击“░”（parameters）选择参数，可用仪器默认值，点击“OK”。
点击“►”开始实验，测得的开路电位即为电极的自腐蚀电势Ecorr。
（4）开路电位稳定后，测电极极化曲线。
点击“T”选中对话框中“Tafel”实验技术，点击“OK”初始电位（Init E）设为比E corr低“-0.5V”，终态电位（Final E）设为比Ecorr高“1.25V”，扫描速率（Scan Rate）设为“0.001V/s”灵敏度（sensivitivty）设为“自动”，其它可用仪器默认值，极化曲线自动画出。
（5）自腐蚀电流的拟合，打开CHI660A的控制软件，利用自带的软件求得自腐蚀电流密度4. 实验完毕，清洗电极、电解池，将仪器恢复原位，桌面擦拭干净。
五、思考与讨论（1）为什么可以用自腐蚀电流i corr来代表金属的腐蚀速度？。