金属第六章__用覆盖层保护
腐蚀与防护
腐蚀与防护2011/2012学年第2学期《化工腐蚀与防护》复习提要一、名词解释（每小题2分，共10分）1. 电极电位答：电极系统中金属与溶液之间的电位差称为该电极的电极电位。
2. 平衡电极电位答：金属和溶液界面建立一个稳定的双电层，亦即不随时间变化的电极电位，称为金属的平衡电极电位（Ee）。
3. 标准电极电位答：纯金属、纯气体（气压分压为1.01325x105pa），298K，浓度为单位活度（1mol/L），称为电极的标准电位，该标准电极的电极电位称为标准电极电位（E0）。
4. 阳极极化(阴极极化) 答：当通过电流时阳极电位向正的方向移动的现象，称为阳极极化。
（当通过电流时阴极电位向负的方向移动的现象，称为阴极极化）5. 去极化答：消除或减弱阳极和阴极的极化作用的电极过程称为去极化作用，则能消除或减弱极化的现象称为去极化。
6. 钝化答：某些活泼金属或其合金，由于它们的阳极过程受到阻滞，因而在很多环境中的电化学性能接近于贵金属，这种性能称为金属的钝性。
金属具有钝性的现象就称为钝化。
11. 缝隙腐蚀答：由于金属与金属或金属与非金属之间形成特别小的缝隙，使缝隙内介质处于滞留状态，引起缝内金属加速腐蚀，这种局部腐蚀称为缝隙腐蚀。
19. 热喷涂答：是利用热源将金属或非金属材料熔化、半熔化或软化，并以一定速度喷射到基体表面，形成涂层的方法。
20. 覆盖层保护答：用耐腐蚀性能良好的金属或非金属材料覆盖在耐腐蚀性能较差的材料表面，将基底材料与腐蚀介质隔离开来，以达到控制腐蚀的目的。
21. 电镀答：利用直流电或脉冲电流作用从电解质中析出金属，并在工件表面沉积而获得金属覆盖层的方法。
22. 化学镀答：利用化学反应使溶液中的金属离子析出，并在工件表面沉积而获得金属覆盖层的方法。
23. 渗镀答：利用热处理的方法将合金元素的原子扩散入金属表面，以改变其表面的化学成分，使表面合金化，故渗镀又叫表面合金化。
24. 电化学保护答：通过改变金属（电解质溶液）的电极电位从而控制金属腐蚀的方法。
GBT13912-2002金属覆盖层钢铁制件热浸镀锌层
中华人民共和国国家标准GB/T 13912－2002 GB/T 13912－2002金属覆盖层钢铁制件热浸镀锌层金属覆盖层钢铁制件热浸镀锌层技术要求及试验方法镀层的要求1、外观目测所有热浸镀锌制件，其主要表面应平滑、无滴瘤、粗糙和锌刺（如果这些锌刺会造成伤害）、无起皮、无漏镀、无残留的溶剂渣，在可能影响热浸镀锌工件的使用或耐腐蚀性能的部位不应有锌瘤和锌灰。
注：“粗糙”和“平滑”是相对概念，制件镀层的粗糙度不同于经机械辊压或（和）吹、抹的镀锌制品（如镀锌钢板和镀锌钢丝）的粗糙度只要镀层的厚度大于规定值，被镀制件表面允许存在发暗或浅灰色的色彩不均匀区域，潮湿条件下存储的镀锌工件，表面允许有白锈（以碱式氧化锌为主的白色或灰色腐蚀产物）存在。
注2：不可能确立一个能覆盖所有实际要求的关于外观和精饰的定义。
目查外观、检查不合格的制件应按3.2进行修复或重镀后再交送重新检查。
若有特殊要求（例如镀锌后需要涂装）应按要求提供样品。
2、厚度镀层的厚度试验应按规定的数量抽样，并按规定的试验方法进行试验。
根据热浸镀锌制件主要表面的面积的大小，实验测得的镀层厚度应分别达到以下要求：A}对于主要表面面积大于2M2的制件（即大件），样本中每个制件的所有基本测量面内测得的镀层平均厚度应不低于表2或表3中相应的平均镀层厚度的最小值。
B}对于主要表面面积小于或等于2M2的制件，在每个基本测量面内测得的局部镀层厚度应不小于表2或表3中局部厚度最小值，在样品的所有基本测量面测得的镀层平均厚度应不低于表2或表3相应平均厚度最小值。
注：热浸镀锌层防腐蚀时间的长短大致与镀层厚度成正比，在极严酷的腐蚀条件下服役和（或）要求更长的服役时间的制件，其镀层厚度要求可以高于本标准的规定要求。
但是镀锌层的厚度要受基材的化学成分、制件的表面状况、制件的几何尺寸、热浸镀锌工艺参数等因素的限制。
当需要较厚镀锌时，供需双方应探讨热浸镀技术上的可能性并注明相关技术条件（参见附录）。
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中华人民共和国国家标准GB/T 13912－2002 GB/T 13912－2002金属覆盖层钢铁制件热浸镀锌层金属覆盖层钢铁制件热浸镀锌层技术要求及试验方法镀层的要求1、外观目测所有热浸镀锌制件，其主要表面应平滑、无滴瘤、粗糙和锌刺（如果这些锌刺会造成伤害）、无起皮、无漏镀、无残留的溶剂渣，在可能影响热浸镀锌工件的使用或耐腐蚀性能的部位不应有锌瘤和锌灰。
注：“粗糙”和“平滑”是相对概念，制件镀层的粗糙度不同于经机械辊压或（和）吹、抹的镀锌制品（如镀锌钢板和镀锌钢丝）的粗糙度只要镀层的厚度大于规定值，被镀制件表面允许存在发暗或浅灰色的色彩不均匀区域，潮湿条件下存储的镀锌工件，表面允许有白锈（以碱式氧化锌为主的白色或灰色腐蚀产物）存在。
注2：不可能确立一个能覆盖所有实际要求的关于外观和精饰的定义。
目查外观、检查不合格的制件应按3.2进行修复或重镀后再交送重新检查。
若有特殊要求（例如镀锌后需要涂装）应按要求提供样品。
2、厚度镀层的厚度试验应按规定的数量抽样，并按规定的试验方法进行试验。
根据热浸镀锌制件主要表面的面积的大小，实验测得的镀层厚度应分别达到以下要求：A}对于主要表面面积大于2M2的制件（即大件），样本中每个制件的所有基本测量面内测得的镀层平均厚度应不低于表2或表3中相应的平均镀层厚度的最小值。
B}对于主要表面面积小于或等于2M2的制件，在每个基本测量面内测得的局部镀层厚度应不小于表2或表3中局部厚度最小值，在样品的所有基本测量面测得的镀层平均厚度应不低于表2或表3相应平均厚度最小值。
注：热浸镀锌层防腐蚀时间的长短大致与镀层厚度成正比，在极严酷的腐蚀条件下服役和（或）要求更长的服役时间的制件，其镀层厚度要求可以高于本标准的规定要求。
但是镀锌层的厚度要受基材的化学成分、制件的表面状况、制件的几何尺寸、热浸镀锌工艺参数等因素的限制。
当需要较厚镀锌时，供需双方应探讨热浸镀技术上的可能性并注明相关技术条件（参见附录）。
研究材料腐蚀与防护的重要意义
研究材料腐蚀与防护的重要意义腐蚀是指材料与环境介质相互作用而导致材料的劣化和破坏。
腐蚀破坏的形式很多，不同条件下材料腐蚀的原因也不一样，影响因素也很复杂。
因此，根据不同情况采用的保护技术也是多种多样的。
在实践中常用的是以下几类防护技术：（1）合理选材：根据不同介质和使用条件，选用合适的金属材料和非金属材料；（2）介质处理：包括除去介质中促进腐蚀的有害部分（例如锅炉给水的除氧）、调节介质的 pH 值及改变介质的湿度等；（3）阴极保护：利用电化学原理，将被保护的金属设备进行外加阴极极化降低或防止腐蚀；（4）阳极保护：对于钝化溶液和易钝化的金属组成的腐蚀体系，可采用外加阳极电流的方法，使被保护金属设备进行阳极钝化以降低金属的腐蚀；（5）添加缓蚀剂：向介质中添加少量能阻止或减慢金属腐蚀的物质以保护金属；（6）金属表面覆盖层：在金属表面喷、衬、镀、涂上一层耐蚀性较好的金属或非金属物质以及将金属进行磷化、氧化处理，使被保护金属表面与介质机械隔离而降低金属腐蚀；(7)合理的防腐设计和生产工艺的改进，减少或防止金属腐蚀。
每种防腐措施都有适用范围和条件，使用时应注意。
对一种金属有效的措施在另一种情况下可能无效，甚至有害。
例如，阳极保护只适用于金属在介质中容易钝化的系统。
如果不引起钝化，阳极极化不仅会减缓腐蚀，而且会加速金属的阳极溶解。
因此，对于具体的腐蚀系统，应根据腐蚀原因、环境条件、各种措施的防腐效果、施工难度、经济效益等综合考虑，不能一概而论。
研究腐蚀的意义主要体现在以下五个方面。
（1）减少腐蚀危害产生的巨大经济损失腐蚀导致经济的巨大损失已是众所周知的事实。
以年产30万吨合成氨装置为例，每年因设备腐蚀失效导致物料泄漏、工艺流程停产一天就损失人民币约 60 万元，该装置中的转化炉是其心脏设备，由于高温腐蚀，每更换一根炉管就会造成三天停产，每损坏 17 根炉管造成停产的损失相当于一台转化炉的造价；由于腐蚀，停车 100 次其损失相当于整个合成氨厂的总投资。
金属基体上的金属覆盖层 电沉积和化学沉积层 附着强度试验方法评述-最新国标
金属基体上的金属覆盖层电沉积和化学沉积层附着强度试验方法评述1范围本文件评述了检查电沉积和化学沉积覆盖层附着强度的几种试验方法。
本文所述附着强度试验方法仅限于定性试验。
本文件未述及各时期制订的金属覆盖层与基体金属附着强度的一些定量试验方法。
因为，这样的试验在实践中需要特殊的仪器和相当熟练的技术，这使之不适用于作产品零件的质量控制试验。
然而，某些定量试验方法对研究开发工作可能有用。
2 规范性引用文件本文件没有规范性引用文件。
3 术语和定义本文件没有需要界定的术语和定义。
4 试验方法4.1摩擦抛光实验如果镀件局部进行擦光，则其沉积层倾向于加工硬化并吸收摩擦热。
如果覆盖层较薄，则在这些试验条件下，其附着强度差的区域的覆盖层与基体金属间将呈起皮分离。
在镀件的形状和尺寸许可时，可利用光滑的工具在已镀覆的面积不大于6 cm2的表面上摩擦大约15 s。
直径为6 mm、末端为光滑半球形的钢棒是一种适宜的摩擦工具。
摩擦时用的压力应足以使得在每次行程中能擦去覆盖层，而又要不能大到削割覆盖层，随着摩擦的继续，鼓泡不断增大，便说明该覆盖层的附着强度较差。
如果覆盖层的机械性能较差，则鼓泡可能破裂，且从基体上剥离。
此试验应限于较薄的沉积层。
钢球摩擦抛光试验4.2钢球磨光往往用于抛光。
但是也可以用于测试附着强度。
采用直径约为3 mm 的钢球、用皂液作润滑剂在滚筒或振动磨光器中进行。
当覆盖层的附着强度很差时，可能产生鼓泡。
此方法适用于较薄的沉积层。
4.3喷丸试验利用重力或压缩空气，把铁球或钢球喷于受试验的表面上，钢球的撞击导致沉积层发生变形。
如果覆盖层的附着强度差，则会发生鼓泡。
一般来讲，引起非附着覆盖层起皮的喷丸强度随着覆盖层的厚度变化而改变，薄覆盖层比厚覆盖层需要的喷丸强度小。
用长度150 mm，内径为19 mm 的管子将喷嘴与发射铁或钢丸（直径约0.75 mm）的容器相连进行此试验，把压力为0.07 MPa～0.21 MPa1)的压缩空气送入上述装置中，喷嘴和试样之间的距离为3 mm～12 mm。
材料腐蚀
作用机理：抑制阴极过程，增加阴极极化，使腐蚀电位负移；提高阴极过电位或者使阴极面积减少，从而控制腐蚀的速度。
混合型缓蚀剂：既能阻滞阳极过程，又能阻滞阴极过程，这种缓蚀剂对������corr 的影响较小，但腐蚀电流却显著降低。
氧化型缓蚀剂
在中性介质中添加适当的氧化性物质，它们在金属表面少量还原便能修复原来的覆盖膜，起到保护和缓蚀作用。 极易促进腐蚀金属的阳极钝化，是危险性缓蚀剂。 无氧化性，但能与金属的腐蚀产物和共轭阴极产物生成沉淀，能有效修补氧化物覆盖膜的缺陷。 沉淀型覆盖膜比钝化膜厚，致密性和附着力都比钝化膜差。
3
与通过氧化物空间电荷区的 金属离子的额输送过程有关
氧化膜相当薄时
氧化过程受到的阻滞作用比抛物线规律大。
哈菲价法则 合金元素对氧化物的影响： 对于������型半导体，加入Li后，������������ 浓度降低，导电率降低，������������2+浓度增加，氧化速度增加；加入Al后，������������ 浓度增加，导电率增加，������������2+浓度降低，氧化速度 降低。 对于������型半导体，加入Li后，������������ 浓度增加，导电率增加，������������2+浓度降低，氧化速度降低。 ；加入Cr后，������������ 浓度降低，导电率降低，������������2+浓度增加，氧化速度 增加。 阿仑尼乌斯方程： ������ = ������0 ������������������ (− ������ ������������)式中，������为氧化速率常数，������0 为常数，������为氧化激活能。 上式取对数得：������������������ = ������ −
高中化学--金属的防护和回收
第三节金属的防护和回收1.知道金属生锈的危害和所造成的浪费，每年因被腐蚀而损耗的钢铁材料，约占全年钢铁总产量的十分之一。
2.通过探究实验知道钢铁生锈的条件：铁在空气中锈蚀，实际上是铁跟氧气、水等物质相互作用，发生一系列复杂的化学反应，使铁转化为铁的化合物的过程。
3.知道铁锈的成分，铁锈成分复杂，主要是氧化铁。
4.知道铁锈的特点：疏松多孔，能让水分和空气中的氧气通过，不断向里渗透，继续跟铁反应，直至铁被完全锈蚀。
因此铁制品一旦生锈，要及时把锈除掉。
5.钢铁除能被空气腐蚀外，还能被其他物质腐蚀或锈蚀。
如盐酸和硫酸等也能把钢铁腐蚀。
6.知道钢铁制品保护的原理：常采用在钢铁表面覆盖保护层的方法来防止钢铁的生锈。
7.知道钢铁制品防锈的常见用的方法：在钢铁制品表面喷油漆，在机械表面涂防锈油，在面盆、杯子等表面烧涂搪瓷等。
另外，还可以在钢铁表面镀上一层能起保护作用的其他金属。
8.知道铝等金属的自我保护：在空气中生成了一层致密的氧化物的保护膜。
从而保护了里面的金属进一步被腐蚀。
同时也提醒同学们注意，如铝制品表面生了“一层灰暗色的物质”，不要把它擦掉。
9.知道什么是废金属：指冶金工业、金属加工业和日常生活中丢弃的金属碎屑、碎块，锈蚀和报废的金属物品等。
10.能说出废金属造成的危害：废金属不仅造成资源浪费，还会造成镉、汞等有毒金属对环境的污染。
11.能说出回收利用废金属的意义：既可以节约大量的煤和铁矿石，又能减少污染空气的悬浮颗粒物。
12.知道回收利用废金属的巨大社会效益和经济效益：目前全球钢产量的45%是通过对废钢的冶炼来完成的，全球铜产量的40%是通过对废铜的冶炼来完成的。
目前我国金属产品三分之一以上的原料来自再生资源。
1.重点：钢铁的锈蚀及其防护。
2.难点：探究钢铁的锈蚀的条件，以及设计对照实验。
3.疑点：是否只有空气才能使钢铁锈蚀？怎样保存钢铁制品才能既很好地防止钢铁制品的生锈又不影响钢铁制品的使用？是否不同的钢铁制品的防锈方法都相同？一、防止汽车金属机件锈蚀汽车长期停驶，由于自然条件影响，会使技术状况不断变坏，金属机件锈蚀。
TL233_带有覆盖护层的非电锌涂层表面保护要求_2003_中
以前版本 1982-09,1983-02,1991-05,1992-06;1993-11;1998-02;2003-09
1 适用范围
该标准为不含 Cr(VI)非电解质涂覆的锌薄层和铝薄层所构成的表面保护层(最少占 75%) 为钢铁材料上附加的不含 Cr (VI)有机保护层规定了技术要求. 与 TL 245 的表面防护方法不同,该标准涉及到了两层涂层组系,在此情况下,由于有了 封闭式有机涂层,构件的功能作用,例如色调和/或防腐蚀,便有了保证.这些涂覆法,目前 在喷涂、旋涂和静电喷涂方式方面正在发挥作用,特别是离心式浸涂法,对小零件非常 适用. 黑色涂层通常优先用于防腐蚀(例如行走机构范围)以及用于那些除去要承受高腐蚀 负荷之外还要承受 120℃温度负荷的零件.如果需要银色涂层,那就应该优先按 TL 245 标准选用涂层. 如果涂层是经适当预处理之后进行,因此不会出现氢脆性危险,则这样的涂覆法也可以 用于淬硬的、抗拉强度≥1000 MPa 或表面硬度＞320 HV 的高强度的钢铁零部件. 该涂层不宜用于具有导电功能(例如接地)的构件,以及公制 ISO – 螺纹＜M6 的螺纹 件或者按 VW 010 43 标准通过内密齿的作用力＜额定值 8 的螺纹件,也就是要求松开 的元件在温度＞120℃情况下进行连接的螺纹件.
3.5 色调
黑色的或彩色的按图纸
3.6 干膜
3.6.1 概述
成分见国际材料数据系统(IMDS)
3.6.2 保护层 (Topcoat[外涂层])
有机环氧 – 酚醛树脂涂层,含有约 3 至 5 重量百分比的润滑剂(PTFE)
3.6.3 含润滑剂的保护层 (Topcoat)
有机环氧 – 酚醛树脂涂层,至少含 25 重量百分比的润滑剂(PTFE)
金属的电化学腐蚀与防护知识点
【知识梳理归纳】一、金属的电化学腐蚀1．金属的腐蚀(1)概念金属或合金与周围的物质发生反应而引起损耗的现象．(2)实质金属原子电子变成阳离子的过程．即金属发生了反应．(3)类型根据与金属不同，可分为腐蚀和腐蚀．2．化学腐蚀金属跟接触到的干燥气体如(O2、Cl2、SO2等)或非电解质液体(如石油)等直接发生而引起的腐蚀．3．电化学腐蚀(1)概念不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发生反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化．（2）分类以钢铁的腐蚀为例【问题探究】将纯铁放入稀H2SO4中，发生的是析氢腐蚀吗？提示：不是．析氢腐蚀是指不纯的金属(或合金)接触到酸性较强的电解质溶液所发生的原电池反应而引起的腐蚀，纯铁与稀H2SO4发生的是化学腐蚀．二、金属的防护1．改变金属内部组织结构如制成等．2．金属表面加保护层如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀或表面钝化等方法．3．电化学保护(1)牺牲阳极的阴极保护法——原理被保护的金属上连接一种更的金属，被保护的金属作原电池的极．(2)外加电流的阴极保护法——原理被保护的金属与电源的极相连，作电解池的极．【自我诊断训练】1．(2012·福建高三质检)打开右图所示装置中的止水夹，一段时间后，可能观察到的现象是 ( )A．烧杯中有气泡产生B．试管内有黄绿色气体产生C．铁丝网的表面产生锈迹D．烧杯内溶液变红色2．下列关于金属腐蚀的叙述中，正确的是 ( )A．金属被腐蚀的本质是M＋n H2O === M(OH)n＋n/2H2↑B．马口铁(镀锡铁)镀层破损后，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3．如图所示，在水槽中装入蒸馏水后，铁块腐蚀速率的大小顺序正确的是( )A．Ⅰ＞Ⅱ＞Ⅲ B．Ⅰ＞Ⅲ＞ⅡC．Ⅱ＞Ⅰ＞Ⅲ D．Ⅱ＞Ⅲ＞Ⅰ4．下列有关钢铁制品防腐的说法正确的是 ( )A．在铁门、铁窗表面涂上油漆B．自行车各部件因有防护涂层或电镀等防腐措施，所以不需要停放在遮雨的地方C．家用铁制厨具每次用完后应擦干放置在干燥处D．把挡水铁闸门与直流电源的正极连接且构成回路，可减小铁闸门的腐蚀速率5．(1)将铜棒与锌棒用导线连接，依次插入分别盛有：①硫酸溶液；②硫酸铜溶液；③硫酸钠溶液的三个烧杯中，此时，铜棒上发生的主要反应是：①_____________________________________________；②_____________________________________________；③______________________________________________.【核心考点突破】考点一金属的腐蚀1．化学腐蚀与电化学腐蚀2．金属腐蚀快慢的影响因素不纯的金属或合金，在潮湿的空气中形成原电池发生电化学腐蚀，活泼金属因被腐蚀而损耗．金属腐蚀的快慢与下列两种因素有关：(1)与构成原电池的材料有关，两极材料的活泼性相差越大，氧化还原反应的速率越快，金属被腐蚀的速率就越快．(2)与金属所接触的电解质强弱有关，活泼金属在电解质溶液中的腐蚀快于在非电解质溶液中的腐蚀，在强电解质溶液中的腐蚀快于在弱电解质溶液中的腐蚀．一般说来可用下列原则判断：电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防腐蚀措施的腐蚀．【*真题典例感悟*】【例1】（2011·浙江卷）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圈中心区(a)已被腐蚀而变暗，在液滴外沿形成棕色铁锈环(b)，如图所示。
GBT13912-2002金属覆盖层钢铁制件热浸镀锌层
中华人民共和国国家标准GB/T 13912－2002 GB/T 13912－2002金属覆盖层钢铁制件热浸镀锌层金属覆盖层钢铁制件热浸镀锌层技术要求及试验方法镀层的要求1、外观目测所有热浸镀锌制件，其主要表面应平滑、无滴瘤、粗糙和锌刺（如果这些锌刺会造成伤害）、无起皮、无漏镀、无残留的溶剂渣，在可能影响热浸镀锌工件的使用或耐腐蚀性能的部位不应有锌瘤和锌灰。
注：“粗糙”和“平滑”是相对概念，制件镀层的粗糙度不同于经机械辊压或（和）吹、抹的镀锌制品（如镀锌钢板和镀锌钢丝）的粗糙度只要镀层的厚度大于规定值，被镀制件表面允许存在发暗或浅灰色的色彩不均匀区域，潮湿条件下存储的镀锌工件，表面允许有白锈（以碱式氧化锌为主的白色或灰色腐蚀产物）存在。
注2：不可能确立一个能覆盖所有实际要求的关于外观和精饰的定义。
目查外观、检查不合格的制件应按3.2进行修复或重镀后再交送重新检查。
若有特殊要求（例如镀锌后需要涂装）应按要求提供样品。
2、厚度镀层的厚度试验应按规定的数量抽样，并按规定的试验方法进行试验。
根据热浸镀锌制件主要表面的面积的大小，实验测得的镀层厚度应分别达到以下要求：A}对于主要表面面积大于2M2的制件（即大件），样本中每个制件的所有基本测量面内测得的镀层平均厚度应不低于表2或表3中相应的平均镀层厚度的最小值。
B}对于主要表面面积小于或等于2M2的制件，在每个基本测量面内测得的局部镀层厚度应不小于表2或表3中局部厚度最小值，在样品的所有基本测量面测得的镀层平均厚度应不低于表2或表3相应平均厚度最小值。
注：热浸镀锌层防腐蚀时间的长短大致与镀层厚度成正比，在极严酷的腐蚀条件下服役和（或）要求更长的服役时间的制件，其镀层厚度要求可以高于本标准的规定要求。
但是镀锌层的厚度要受基材的化学成分、制件的表面状况、制件的几何尺寸、热浸镀锌工艺参数等因素的限制。
当需要较厚镀锌时，供需双方应探讨热浸镀技术上的可能性并注明相关技术条件（参见附录）。