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。

2.运用极化曲线初步判定实行阴极保护的可能性。

二、基本原理对于构成腐蚀体系的金属电极，在外加电流的作用下，阴极的电位偏离其自腐蚀电位向负的方向移动，这种现象称为阴极极化。

电极上通过的电流密度越大，电极电位偏离的程度也越大，控制外加电位，使其由大到小逐渐减小，便可以测得一系列对应于各电位值的电流值。

做阴极电位与电流密度的关系曲线的示意图，即为恒电流阴极极化曲线。

三、仪器与药品ZF-3恒电位仪、饱和甘汞电极、铂电极、碳钢试样、3%的NaCl溶液。

四、操作步骤1.将恒电位仪电源打开，预热15—20分钟。

2.试样用细砂纸打磨。

用丙酮擦洗干净，测量其尺寸，安装到夹具上。

3.将参比电极(饱和甘汞电极)接ZF—3恒电位仪的黄色线，研究电极接黑色、蓝色线(黑色保护套)，辅助电极（铂电极）接红色线。

4.恒电位仪的工作状态开关置于参比，即可测得碳钢在3％的NaCl水溶液中的自腐蚀电位(一般在几分钟至30分钟内可取得稳定值)。

5.接通电源后，先进行无搅拌极化测量。

调节旋钮，使极化电位达到一定值。

在2～3分钟后读取相应的电流值。

每隔2～3分钟调节一次电位，记下相应的电流，计入表中。

直到通入阴极电流较大，而电位变化缓慢时为止，观察并记录阴极表面上开始析出氢气气泡时的电位。

（大约10组数据）五、数据记录试样材质暴露面积介质成分参比电极在同一坐标纸中绘出无搅拌和加搅拌条件下的电位－电流阴极极化曲线。

七、思考题1.阴极保护中的两个保护参数，哪个起决定性作用？为什么？2.搅拌对阴极极化曲线有何影响？为什么？实验三稳态恒电位法测定阳极极化曲线一、目的要求1.掌握稳态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。

二、实验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。

本实验采用恒电位仪逐点测定阳极电位，同时测定对应的电流，并在半对数坐标纸上绘出Φ－lgi曲线，即为恒电位阳极极化曲线。

三、仪器与药品ZF-3恒电位仪、饱和甘汞电极、铂电极、碳钢试样、稀硫酸(12％)四、操作步骤1.打开恒电位仪的电源开关，预热15～20分钟。

2.试件用金相砂纸打磨，测量尺寸，用丙酮和脱脂。

3.测碳钢在12％硫酸水溶液中的自腐蚀电位。

4.将恒电位仪开关置于通，调节恒电位仪进行阳极极化，每隔2～4分钟调一次电位，在电流变化较大的活化区和过渡区，每次可调10～20mV左右，在电流变化较小的钝化区每次可调50～100mv。

记录下对应的电位与电流值。

观察其变化规律及电极表面的现象。

（15组数据）五、数据记录试样材质暴露面积介质成分参比电极1.求出各点的电流密度，填入表中。

2.在半对数坐标纸上作恒电位法测出的E－lgi曲线。

3.初步确定碳钢在10％硫酸溶液中进行阳极保护的可能性。

八、思考和讨论1.分析阳极极化曲线各线段和拐点的意义。

2.说明测定阳极极化曲线为什么需要用恒电位法？实验四电阻法测定金属腐蚀速度一、目的要求1.了解电阻法测定金属腐蚀速度的原理。

2.测定碳钢在8％硫酸溶液中的腐蚀速度。

二、基本原理电阻法测定金属的腐蚀速度，是利用金属试样在腐蚀过程中截面积减小而电阻增加的原理，通过测量金属腐蚀过程中电阻的变化从而求出金属的腐蚀量。

对丝状试样，r0为试样的原始半径，时间t(小时)，求得腐蚀速度为：V L=r0[1－(1－ΔR/Rt)l/2] ×8760/t mm/a (1)V－=r0[1－(1－ΔR/Rt) l/2] ×ρM×1000 g/m2·h (2)三、仪器与药品QJ44或QJ23电桥、丝状的碳钢试样、硫酸溶液(8％)等四、实验步骤1.打磨碳钢试样，测量试样的直径，并记录之。

2.在试样未放入腐蚀介质前，接好线路，把电桥的比率臂置于"0.001”(为测定1Ω以下值)，为了使试样一放入溶液中就能迅速地找到电桥的平衡点，而正确测得R0(尽可能准确)可先测定试样在空气中的电阻R。

4.把试样放入8％的硫酸溶液中，记下试样入槽的时间，立即测定试样在腐蚀前的电阻R0：然后每隔20分钟左右测一次值，持续一小时结束。

五、数据记录试样材质介质成分把ΔR/Rt带入计算公式计算出碳钢在8％硫酸溶液中的腐蚀速度。

列出计算过程实验五电偶腐蚀的测量一、目的要求1.了解电偶腐蚀测试的原理和掌握测定电偶电流的方法。

2.测定纯铝—纯铜、纯铜—碳钢、碳钢—纯铝在3%氯化钠溶液中的电偶电流，排出电动序。

二、基本原理当两种不同的金属在腐蚀介质内彼此接触时，由于腐蚀电位不等、必定会构成电偶腐蚀电池。

腐蚀电位较负的金属成为电偶电池的阳极，其阳极溶解速度增加，腐蚀加剧。

三、仪器与药品恒电位仪、饱和甘汞电极、纯铜、碳钢、纯铝试件、NaCl水溶液(3％)四、操作步骤1.准备好各种待测试件，进行打磨，测量尺寸，用丙酮和乙醇擦洗以清除表面的油脂，待用。

2.按测定先后，分别将铝与铜、铝与碳钢、碳钢与铜等所组成的电偶对安装于盛有3％NaCl的水溶液的烧杯中，电偶对的试件尽量靠近，把甘汞电极安装于两个试件之间，便于测量定耦合前后的各电位值，3.连接好线路，黑色、蓝色线(黑色护套夹)接一个研究电极(工作电极)，黄色线(红色护套夹)接参比电极。

另一个研究电极接在恒电位仪后面的黑色接线柱上。

4.将开关打至“通”，观察电偶电流Ig随时间的变化情况。

当测量选择开关置于“电流”档，读数为两偶对电极处于短路状态下的电偶电流，读数为正表示研究电极引线所接的电偶为阳极，黑色接线柱（接地线）连接的电偶为阴极，电流由电偶I流向电偶Ⅱ，负电流则与此相反。

当测量选择开关置于“参比”档后，显示电位为参比电极相对于电偶对的混合电位即电偶电位。

在起始五分钟之内，每分钟记录一次Ig值，接着改为三分钟记录一次Ig值，直到电流比较稳定时（10个数据左右)。

同时测定电偶电极相对于甘汞电极的电位。

5.更换电偶对，按上述步骤依次进行各电偶对的测定。

五、数据记录介质成分介质温度1.在同一坐标纸上绘出各组电偶电流Ig对时间的关系曲线。

2.将各组的电偶电流除以试样的表面积，排列出上述材料在3%氯化钠溶液中的电动序。

实验六手糊法制玻璃钢一、目的要求1.了解玻璃钢手糊法工艺。

2.了解玻璃钢组成及其作用二、基本原理玻璃钢又称玻璃纤维增强塑料，是一种以合成树脂为粘接剂，玻璃纤维及其制品为增强材料制成的新型复合材料。

其成型方法有手糊法、缠绕、磨压等。

其中手糊法成型在目前仍占有一定地位。

本试验为手糊成型法。

手糊工艺过程就是在预先涂好脱膜剂的模具上，涂一层按一定配比配合的胶料(即由合成树脂、固化剂及其它助剂组成)，铺放一层玻璃纤维制品，并排出气泡。

按此重复糊制多层直至所需要厚度。

三、仪器与原料电子天平、环氧树脂(6101)、乙二胺、邻苯二甲酸二丁酯、丙酮、玻璃布等。

要求写出各种原料的配比。

四、操作步骤1.按要求选取玻璃纤维制品。

2.配制粘接剂。

先准确称量各树脂、填料，搅拌均匀，临用前再加乙二胺。

3.先在平板上均匀地刷上一层胶料，铺上一层玻璃布，用漆刷蘸取胶料在玻璃布上再均匀地刷上一层，按此方法多层糊制。

4.待完全固化后，检查玻璃钢的外观和性能。