金属腐蚀与防护实验

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 V

a

b

c

d

e

f

i ,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