山东科技大学考试复习资料——腐蚀与防护(考试大纲+知识点)
金属的腐蚀与防护 新高考化学 考点详细分析 深入讲解 提升解题能力 化学高考必看 最新版

编号
实验目的
① 为以下实验作参照
② 醋酸浓度的影响
③
炭粉/g 0.5 0.5 0.2
铁粉/g 2.0
2.0
醋酸/% 90.0 36.0 90.0
解题能力提升
(2)编号①实验测得容器中压强随时间变化如图2。t2时,容器中压强明显小
于起始压强,其原因是铁发生了
腐蚀,请在图3中用箭头标出发生该腐
蚀时电子流动方向;此时,炭粉表面发生了
解题能力提升
下列说法不正确的是 A.对比②③,可以判定Zn保护了Fe B.对比①②,K3[Fe(CN)6]可能将Fe氧化 C.验证Zn保护Fe时不能用①的方法 D.将Zn换成Cu,用①的方法可判断Fe比Cu活泼 解析 ②中Zn作负极,发生氧化反应生成Zn2+,Fe作正极被保护,所以向取出 的少量Fe附近的溶液中滴入铁氰化钾溶液,试管内无明显变化;但③中没有 Zn保护Fe,Fe在酸性环境中发生析氢腐蚀,Fe被氧化生成Fe2+,所以向取出 的少量Fe附近的溶液中滴入铁氰化钾溶液,生成蓝色沉淀,对比②③可知Zn
“双一流”名校冲刺
(3)“两性离子”交换膜:同时含有阳离子交换基团和阴离子交换基团的 离子交换膜,对某些离子有较高的选择性,主要用于离子分离和回收溶液 中的微量金属。 (4)双极性膜:一面是阴离子交换膜,另一面是阳离子交换膜,中间有一层很 薄的相界面,在直流电作用下,相界面中的H2O解离成H+和OH-并分别透 过阳膜和阴膜,作为H+和OH-的供应源,简称双极膜。
A.溶液中c(A2+)减小
B.B极的电极反应:B-2e- B2+ C.Y极上有Cl2产生,发生还原反应 D.反应初期,X极周围出现白色胶状沉淀
“双一流”名校冲刺
金属腐蚀与防护复习教材

金属腐蚀与防护复习:一、金属腐蚀的定义、分类、金属腐蚀速度的表示及测定方法定义:金属在周围介质(最常见的是液体和气体)作用下,由于化学变化、电化学变化和物理溶解而产生的破坏分类:按腐蚀环境分类:化学介质腐蚀、大气腐蚀、海水腐蚀、土壤腐蚀按腐蚀过程的特点分类:化学腐蚀、电化学腐蚀、物理腐蚀按金属被腐蚀的基本特征分类:全面腐蚀、局部腐蚀(局部腐蚀的种类很多,如应力腐蚀破裂、小孔腐蚀、晶间腐蚀、电偶腐蚀等)腐蚀速度的表示:1.重量指标:金属因腐蚀发生的重量变化,换算成相当于单位金属表面积在单位时间中的重量变化的数值。
可以用减重(V-)表示,也可以用增重(V+)表示——单位:克/米2·小时2.深度指标:将金属的厚度因腐蚀而减少的量以线量单位表示,并换算成相当于单位时间的数值。
——单位:毫米/年3.电流指标:以金属电化学腐蚀过程的阳极电流的大小来衡量金属的电化学腐蚀速度。
——单位:安培/厘米2测定方法:塔菲尔直线外推法、线性极化法二、金属腐蚀与防护学科的研究内容、目的和意义内容:1. 研究并确定金属在介质的物理化学作用下被破坏的普遍规律2. 研究在各种条件下使用金属构件时控制腐蚀的方法目的:减少金属工件制品在各种条件下的服役损耗,减少或消除因机械零件腐蚀而造成的工伤事故,节约使用材料和提高机械零件的使用寿命意义:通过研究腐蚀过程中的理化反应,制定出合理的经济的防护手段,避免或减少机械零件在使用过程中的腐蚀与消耗三、具有保护性的金属氧化膜应该具有的特点:1. 膜必须是紧密的、完整的、能把金属表面全部遮盖2. 膜在介质中是稳定的3. 膜和主体金属结合力要强,有一定的塑性和强度4. 膜具有与主体金属相近的热膨胀系数四、促进金属氧化膜增长的动力以及膜增厚的方式五、腐蚀电池的构成、类型以及其工作原理+PPT电池表达式(-)电极材料|电解质溶液1||电解质溶液2|电机材料(+)电极表达式电极材料|电解质溶液电极的两种概念:电子导体和粒子导体形成的一种体系仅仅指电子导体而言的导电体系电极电位:指相对于氢标电极的电位高低。
第2章 腐蚀与防护基础知识

电化学腐蚀
一、电化学腐蚀的特点
1.电化学腐蚀介质为能电离、可导电的电解质,且大多为 水溶液。
2.电化学腐蚀中,金属失去电子的氧化反应和介质中的氧 化剂得到电子的还原反应在不同的部位相对独立地进行, 而不是直接地进行电子交换。
3.电化学反应的阴、阳极之间有腐蚀电流产生,腐蚀电流 的大小与腐蚀速度的快慢有直接关系。
第2章 金属腐蚀与防护基础知识
第1节 化学腐蚀 第2节 电化学腐蚀与腐蚀电池 第3节 化工设备的腐蚀形式 第2-4节 化工设备腐蚀防护技术
第1节 化学腐蚀
一、金属的氧化 二、金属化学腐蚀的介质 三、金属化学腐蚀的特点 四、常见的化学腐蚀
化学腐蚀
金属化学腐蚀
指金属与周围介质直接发生化学反应而引起的变质 和损坏的现象。腐蚀过程中,电子的传递是在金属 与介质间直接进行的,没有腐蚀微电流的产生。
M(金属) + 0.5S2 → MS M(金属) + H2S → H2 + MS 2M + SO2 → 2MO + 0.5S2 4.4.1金属硫化物的PB比更大,因而生成硫化物膜有更大的内应 力,易于使膜破裂。 4.4.2金属硫化物的晶格缺陷浓度比相应的氧化物高得多,使各 种离子在膜中扩散更容易。 4.4.3金属硫化物的熔点比对应的氧化物低得多,特别是金属-金 属硫化物的共晶点更低,容易出现液相而失去保护性,加剧腐 蚀进程。 4.4.4 硫对金属氧化物有很强的破坏能力。
3. 影响电偶腐蚀的因素
3.1 Galvanic Series — 电偶序
在电偶序中相距越远的材料互相接触,电偶腐蚀就越 严重;相距越近的材料接触,发生电偶腐蚀的倾向就 越小。
3.2 Corrosive Media — 介质条件
腐蚀复习提纲 (1)

题型:填空,名词解释,简答题,分析题第1章金属电化学腐蚀基本理论1.掌握腐蚀的定义与分类。
腐蚀—指材料由于环境作用引起的破坏或变质。
金属腐蚀—指金属表面与周围介质发生化学或电化学作用而遭受破坏的现象。
按腐蚀机理金属腐蚀可分为化学腐蚀、电化学腐蚀、物理溶解三大类。
按破坏的特征金属腐蚀可分为全面腐蚀、局部腐蚀。
2.化学腐蚀:金属与电介质直接发生化学作用而引起的破坏。
腐蚀介质直接与金属表面的原子相互作用而产生腐蚀,没有电流产生,为单纯的氧化还原反应。
电化学腐蚀:金属表面与电解质水溶液或熔盐所形成局部电池所产生的腐蚀。
表现为阳极失去电子,阴极得到电子以及产生电流。
3.熟练掌握常见的局部腐蚀类型。
应力腐蚀破坏:拉应力与腐蚀介质联合作用发生开裂破坏。
腐蚀疲劳:腐蚀介质与交变应力或脉冲应力作用下产生的腐蚀。
磨损腐蚀:摩擦副在腐蚀介质中产生的腐蚀。
孔腐蚀:腐蚀集中在某些活性点上,蚀孔直径等于或小于蚀孔深度。
晶间腐蚀:腐蚀沿晶间进行,使晶粒间失去结合力,金属强度急剧降低。
缝隙腐蚀:发生在铆接、螺纹连接、焊接接头、密封垫片等缝隙处的腐蚀。
电偶腐蚀:在电解液中,异种金属接触时,电位较正金属促使电位较负的金属加速其腐蚀。
4.掌握金属腐蚀的历程。
金属腐蚀的本质就是金属与周围介质作用变成化合物的过程,即氧化还原反应。
根据氧化还原反应发生的条件不同,将金属的腐蚀历程分为两种类型:化学腐蚀(Chemical corrosion),其特点是氧化剂直接与金属表面的原子碰撞,化合而形成腐蚀产物,即氧化还原在反应粒子相碰撞的瞬间直接于碰撞的反应点上完成。
例如高温气体中活泼金属的初期氧气过程。
电化学腐蚀(Electrochemical corrosion),其特点是金属的腐蚀存在两个同时进行却相互独立的氧化还原过程,即阳极反应(anode reaction)和阴极反应(cathode reaction)。
例如锌在含氧中性水溶液中的腐蚀。
3012腐蚀与防护常温高温腐蚀与防护

3012腐蚀与防护(常温、高温腐蚀与防护) 《腐蚀与防护》(常温、高温腐蚀与防护)满分100分,考试内容包括《腐蚀科学与防护技术》、《高温腐蚀与防护》二门课程,其中《腐蚀科学与防护技术》占总分的75%,《高温腐蚀与防护》占总分的25%。
《腐蚀科学与防护技术》 腐蚀是材料在各种环境作用下发生的破坏和变质,遍及国民经济各部门,给国民经济带来巨大损失。《腐蚀科学与防护技术》是材料物理与化学专业方向课,其目的是帮助学生掌握金属腐蚀的基本原理和防护技术,理解典型材料工程应用中面临的腐蚀问题及其对环境、社会的影响。 《腐蚀科学与防护技术》主要教学内容:腐蚀与防护的基本概念、腐蚀科学与防护技术的研究进展;腐蚀的种类、评价方法及研究腐蚀的意义;金腐蚀热力学、腐蚀动力学、析氢腐蚀和吸氧腐蚀的基本原理;金属的局部腐蚀、金属钝性、耐腐蚀合金化原理等;防护原理和防护技术。 考试内容及要求 1、基本概念:了解腐蚀科学与防护技术的研究进展、基本概念和研究意义; 2、腐蚀热力学和动力学 掌握金属腐蚀的热力学判据。掌握腐蚀过程中的动力学规律,熟练运用腐蚀电池理论、腐蚀动力学方程,并进行相应计算;掌握混合电位理论、腐蚀极化图及其应用。 3、局部腐蚀 理解全面腐蚀与局部腐蚀的主要区别,掌握局部腐蚀的类型、特点;利用能用局部腐蚀理论分析工程材料在复杂环境下的腐蚀萌生、发展规律; 4、应力作用下的腐蚀 理解应力作用下的腐蚀种类及特点,掌握应力腐蚀断裂的产生条件、主要特征及形成机理,以及氢脆的分类、氢脆机理。 5、金属在自然环境中的腐蚀与防护技术 理解自然环境中金属腐蚀的特点,掌握大气腐蚀、海水腐蚀、土壤腐蚀和微生物腐蚀的主要特点和影响因素。 6.金属表面防护理论 理解表面涂镀层界面结合机理、电沉积机理、涂镀层防护理论;了解表面典型涂、镀层的防护特点、规律和理论,影响材料腐蚀性能的主要因素等; 7、金属表面防护技术 了解和掌握材料表面工程技术的种类、工艺特点、应用及发展前景;了解材料表面电沉积(电镀)、金属表面转化膜层、热能改性表面、三束表面改性等表面处理技术和方法。 《高温腐蚀与防护》 由于航空航天,能源,石化等工业迅速发展,材料的高温腐蚀愈加严重;《高温腐蚀与防护》课程要求对高温氧化的基本过程及理论有所了解。 考试内容及要求 1、高温腐蚀热力学基础 了解热力学基本原理、挥发性物质的蒸汽压、等温平衡状态图; 2、高温氧化机理 了解高温氧化过程迁移机理、Wagner抛物线氧化理论、Wagner理论的适用性;了解单金属氧化和合金氧化的特点; 3、热腐蚀 了解热腐蚀概况、热腐蚀的热力学、热腐蚀机理及控制措施; 4、高温腐蚀防护方法及原理 了解高温涂层体系种类、涂层的限制因素、涂层性能要求等方面内容。
考点20金属的腐蚀与防护(核心考点)

考点20 金属的腐蚀与防护(核心考点精讲精练)一、3年真题考点分布二、命题规律及备考策略【命题规律】金属的腐蚀与防护,是电化学的重要组成部分,从近三年高考试题来看,虽然考查力度没有新型电源和电解应用频率高,但作为考点知识轮换,在近几年的考题中时有出现。
【备考策略】复习时应特别关注两种电化学防腐(牺牲阳极的阴极保护法外、外加电流的阴极保护法)。
【命题预测】预测2024年高考将会金属的腐蚀与防护为切入口,考查电解原理在实际生产中的应用,应加以关注。
1.金属腐蚀的本质金属原子失去电子变为金属阳离子,金属发生氧化反应。
2.金属腐蚀的类型(1)化学腐蚀与电化学腐蚀(2)以钢铁的腐蚀为例进行分析:正确判断“介质”溶液的酸碱性是分析析氢腐蚀和吸氧腐蚀的关键。
潮湿的空气、酸性很弱或中性溶液发生吸氧腐蚀;NH4Cl溶液、稀H2SO4等酸性溶液发生析氢腐蚀。
2.判断金属腐蚀快慢的规律(1)对同一电解质溶液来说,腐蚀速率的快慢:电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀。
(2)对同一金属来说,在不同溶液中腐蚀速率的快慢:强电解质溶液中>弱电解质溶液中>非电解质溶液中。
(3)活动性不同的两种金属,活动性差别越大,腐蚀速率越快。
(4)对同一种电解质溶液来说,电解质浓度越大,金属腐蚀越快。
(1)金属腐蚀就是金属失去电子被还原的过程( )(2)纯银质物品久置表面变暗,是银发生吸氧腐蚀的结果( )(3)Al、Fe、Cu在潮湿的空气中腐蚀均生成氧化物( )(4)钢铁发生电化学腐蚀的负极反应式为Fe-3e-==Fe3+( )(5)所有金属纯度越大,越不易被腐蚀( )(6)黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿( )(7)生铁比纯铁容易生锈( )(8)在潮湿空气中,钢铁表面形成水膜,金属发生的一定是吸氧腐蚀( )(9)铁表面镀锌可增强其抗腐蚀性( )(10)电镀时,钢管作阳极,锌棒作阴极( )(11)镀锌的目的是在钢管表面形成Fe—Zn合金,增强钢管的耐腐蚀能力( )(12)钢管镀锌过程中,阴极的电极反应式为Zn2++2e=Zn( )答案:(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×(6)√ (7)√(8)× (9)√(10)×(11)×(12)√例1 某同学进行下列实验取一块打磨过的生铁片,在其表面滴一滴含酚酞和K 3[Fe(CN)6]的食盐水放置一段时间后,生铁片上出现如图所示“斑痕”,其边缘为红色,中心区域为蓝色,在两色环交界处出现铁锈下列说法不合理的是( ) A .生铁片发生吸氧腐蚀B .中心区的电极反应式为Fe -2e -===Fe 2+C .边缘处的电极反应式为O 2+2H 2O +4e -===4OH -D .交界处发生的反应为4Fe 2++O 2+10H 2O===4Fe(OH)3+8H +【答案】D【解析】生铁片边缘处为红色,说明生成了OH -,O 2+2H 2O +4e -===4OH -,生铁片发生吸氧腐蚀,故A 、C 两项合理;根据实验现象,中心区域为蓝色,说明生成了Fe 2+,Fe -2e -===Fe 2+,故B 项合理;在两色环交界处出现铁锈,是因为生成的氢氧化亚铁被氧气氧化成了氢氧化铁,不是4Fe 2++O 2+10H 2O===4Fe(OH)3+8H +,故D 项不合理。
高考化学专题复习 电解池 金属的腐蚀与防护
移运用能力,题型为选择题,分值为6分。(2)电解池、金属的腐蚀与防护部分
的试题设计突出“理论联系实际,强调学以致用”,注重以实际化工生产过程为
问题情境,以电化学基础知识为载体,将化学研究的基本思想与方法、基本
概念与原理、重要物质的性质与应用巧妙融合于试题之中,考查考生的应用
实例——电镀铜 阳极(铜片):Cu-2eCu2+ Cu
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阴极(待镀铁件):Cu2++ 2e-
化学 专题十五
电解池
金属的腐蚀与防护
(3)铜的精炼
阳极(粗铜):Cu-2e-
Cu2+ (杂质金属的溶解:Fe-2e-
Fe2+,
Zn-2e-
Zn2+,Ni-2e-
Ni2+等)
Cu
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化学 专题十五
电解池
考向必究
通过铝活泼阳极电解池考查电解原理及其应用(考向
给出新情境电解池,考查电极反应方程式的书写(考向
2)
电解原理 及其应用
2014新课标全国卷 Ⅱ,T27(3) 2016全国卷Ⅰ,T11
通过用“三室式电渗析法”处理废水考查电解原理及 其应用(考向3) 考查外加电流的阴极保护法的原理及其应用(考向4) 考查用“四室电渗析法”制备H3PO2(次磷酸)(考向5) 考查电极反应的书写和电能的相关计算(考向6)
Na++Cl-
阳极:2Cl--2e-
Cl2↑
2Na+Cl2↑。
总反应:2NaCl(熔融) 阴极:Mg2++2e-
②电解熔融MgCl2制取金属镁
腐蚀与防护
2020.02.25第一章绪论总结:第一章概论要点:腐蚀速率的评价指标,集中腐蚀速率计算公式需要掌握作业:P12:1-5题1.5金属腐蚀的分类1.按照腐蚀机理分类金属腐蚀按照腐蚀机理可分为化学腐蚀、电化学腐蚀和物理腐蚀。
2.按金属的破坏形态分类根据金属的破坏形态,可将腐蚀分为均匀腐蚀和局部腐蚀两大类.1)均匀腐蚀均匀腐蚀是指发生在金属表面的全部或大部损坏,也称全面腐蚀,腐蚀的结果是材料的质量减少,厚度变薄。
均匀腐蚀危害性较小,只要知道材料的腐蚀速率,就可计算出材料的使用寿命。
2)局部腐蚀局部腐蚀是指只发生在金属表面的狭小区域的破坏。
其危害性比均匀腐蚀严重得多,它约占设备机械腐蚀破坏总数的70%,而且可能是突发性和灾难性的,会引起爆炸、火灾等事故。
局部腐蚀主要有5种不同的类型。
A.电偶腐蚀。
电偶腐蚀是两种电极电位不同的金属或合金互相接触,并在一定的介质中发生电化学反应,使电位较负的金属发生加速破坏的现象。
B.小孔腐蚀。
小孔腐蚀又称坑蚀和点蚀,在金属表面上极个别的区域产生小而深的孔蚀现象。
一般情况下蚀孔的深度要比其直径大的多,严重时可将设备穿通。
C.缝隙腐蚀。
缝隙腐蚀是指在电解液中金属与金属或金属与非金属表面之间构成狭窄的逢隙,缝隙内离子的移动受到了阻滞,形成浓差电池,从而使金属局部破坏的现象。
D.晶间腐蚀。
晶间腐蚀是指金属在特定的腐蚀介质中,沿着材料的晶界出现的腐蚀,使晶粒之间丧失结合力的一种局部破坏现象。
E.选择性腐蚀。
选择性腐蚀是指多元合金在腐蚀介质中,较活泼的组分优先涪解,结果造成材料强度大大下降的现象.另外,应力腐蚀也属于局部腐蚀,是力学作用引起材料的局部破坏,即金属在特定的介质中和在静拉伸应力(包括外加载荷、热应力、冷加工、热加工、焊接等所引起的残余应力等)条件下,局部所出现的低于强度极限的脆性开裂现象。
1.6金属腐蚀速率的表示方法1.金属庸蚀逸率的重量指标金属腐蚀速率的重量指标就是把金属因腐蚀而发生的重量变化换算成相当于单位金属表面积与单位时间内的重量变化的数值。
过程装备腐蚀与防护考点内容
主要试题题型:一、简答题(约30分)二、填空题(约20分)三、选择题(约10分)四、腐蚀事例分析(3- 4小题,共40分)第一章 腐蚀电化学基础1、金属与溶液的界面特性——双电层金属浸入电解质溶液内,其表面的原子与溶液中的极性水分子、电解质离子、氧等相互作用,使界面的金属和溶液侧分别形成带有异性电荷的双电层。
2.电极电位电极电位:电极反应使电极和溶液界面上建立的双电层电位跃。
3.金属电化学腐蚀的热力学条件(1). 金属溶解的氧化反应若进行,则金属的实际电位必更正于金属的平衡电极电位。
E>Ee,M(2)去极化反应若进行,则有金属电极电位必更负于去极剂的氧化还原反应电位。
E<Ek0上述条件需同时满足。
4、极化极化现象:电池工作过程中,由于电流流动而引起电极电位偏离初始值的现象。
极化现象的根本原因:电极反应与电子迁移的速度差。
极化曲线定义:用来表示极化电位与极化电流或极化电流密度之间关系的曲线。
作用:判断电极材料的极化特性。
腐蚀极化图定义:将构成腐蚀电池的阴极和阳极极化曲线绘在同一E -I 坐标上得到的图线,简称极化图。
对给定的腐蚀电池,工作稳定时的腐蚀电流为Icorr ,则初始电动势问题:如增加最有效的阴极的面积,或添加去极剂,搅拌等,将使Ex -S 水平线向正方向移动(为什么?)5、超电压(过电位)腐蚀电池工作时,由于极化作用使阴极电位变负,阳极电位变正。
这个值与各极的初始电位差值的绝对值称为超电压或过电位。
以η表示。
超电压量化的反映了极化的程度,对研究腐蚀速度非常重要。
6.金属的耐蚀性能评定(针对全面腐蚀 为什么?)金属耐蚀性也叫化学稳定性,即金属抵抗介质作用的能力。
对全面腐蚀,通常以腐蚀速度评定。
对受均匀腐蚀的金属,常以年腐蚀深度来评定耐腐蚀的等级7、腐蚀速度的工程表示方法重量法:以金属腐蚀前后金属质量的变化来表示,分失重法和增重法。
常为实验室采用。
失重法适用于腐蚀产物能很好地除去而不损伤主体。
材料腐蚀与防护期末复习共76页文档
16、人民应该为法律而战斗,就像为 了城墙 而战斗 一样。 ——赫 拉克利 特 17、人类对于不公正的行为加以指责 ,并非 因为他 们愿意 做出这 种行为 ,而是 惟恐自 己会成 为这种 行为的 牺牲者 。—— 柏拉图 18、制定法律法令,就是为了不让强 者做什 么事都 横行霸 道。— —奥维 德 19、法律是社会的习惯和思想的结晶 。—— 托·伍·威尔逊 20、人们嘴上挂着的法律,其真实含 义是财 富。— —爱献 生
41、学问是异常珍贵的东西,从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹、重复别人所说的话,只需要教育; 而要挑战别人所说的话,则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是:在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道。——苏联
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第0章1.腐蚀:指材料在环境作用下引起的破坏或变质。
材料包括金属材料和非金属材料。
环境作用包括化学、电化学、化学—机械、电化学—机械、生物、物理作用。
2.金属腐蚀:指金属表面与周围介质发生化学或电化学作用而遭受破坏的现象。
3.金属腐蚀的类型a)按腐蚀机理金属腐蚀可分为化学腐蚀、电化学腐蚀、物理溶解三大类。
b)按破坏的特征金属腐蚀可分为全面腐蚀、局部腐蚀。
c)按腐蚀环境金属腐蚀可分为大气腐蚀、土壤腐蚀、电解质腐蚀、熔融盐中腐蚀以及高温气体腐蚀等。
4.腐蚀的特点:自发性、普遍性、隐蔽性第一章1.双电层3.电极电位:电极和溶液界面上进行电化学反应并建立起双电层电势跃称电极电势。
4.平衡电极电势电极反应正逆过程的电荷和物质都达到平衡时的电极电势。
5.非平衡电位:当金属浸入不含同种金属离子的溶液中,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。
6.标准电极电位:溶液中该物质的离子活度为1、温度为298K、气体压力为101325Pa时,电极的平衡电极电位为电极的标准电极电位,用E o表示。
7.8.电位-pH图9.电势—pH图的应用(1)判定电极反应进行的方向。
(2)判断可能的腐蚀行为,估计金属是否稳定,是否发生腐蚀或钝化。
(3)估计腐蚀产物的组分。
(4)预防控制腐蚀的措施。
10.腐蚀电池a)宏观腐蚀电池:阴、阳极可用肉眼或不大于10倍放大镜分辨出来。
b)微观腐蚀电池:金属或合金表面因电化学不均性(化学成分不均一;物质状态不均一;表面膜不均一不完整)而存在大量微小的阴极和阳极构成短路微电池。
11.反应自发进行的条件12.上图中E K为阴极电位,E A为阳极电位,E e,M为金属平衡电极电位,E e,K为阴极平衡电极电位13.腐蚀倾向的判断a)腐蚀反应自由能变化( △G)T.P腐蚀倾向性:(△G)T.P < 0 腐蚀可发生, G值越负反应可能性越大;( △G)T.P > 0 腐蚀不可能发生。
( △G)T.P = 0 平衡过程。
b)通过电位比较腐蚀倾向△E>0 E K>E A电位为E A的金属自发进行腐蚀△E=0 E K=E A电极反应达到平衡△E<0 E K<E A电位为E K的金属自发进行腐蚀,电位为E A的金属非自发进行腐蚀也就是说,同种条件下,电极电位低的金属会自发进行腐蚀。
14.极化现象:这种电池工作过程中由于电流流动而引起电极电位偏离初始值的现象,称为极化现象。
通阳极电流后,阳极电位向正方向偏离的现象,称为阳极极化;通阴极电流后,阴极电位向负方向偏离的现象,称为阴极极化。
15.产生极化现象的根本原因:是阳极或阴极的电极反应与电子迁移(从阳极流出或流入阴极)速度存在差异引起的。
具体分为以下三个方面:a)电化学极化:由于电化学反应与电子迁移速度差异引起电位的降低或升高。
b)浓差极化:阳极或阴极的这种由于浓度差异引起的极化作用称为浓差极化。
c)膜阻(电阻)极化:保护膜引起的极化16.极化实质上是一种阻力,增大极化,有利于降低腐蚀电流和腐蚀速度,对防腐有利。
17.极化曲线:通常用电位-电流强度关系曲线或电位-电位密度关系来描述电极电位随通过的电流强度或电流密度的变化情况,这种关系曲线称为极化曲线,反应极化电位与极化电流或极化电流密度之间的关系。
极化曲线的斜率称为极化率。
18.腐蚀极化图的应用:①判断腐蚀过程的控制因素;②确定金属的腐食速度;③多电极系统图解分析(极性的确定,腐蚀电流的确定,多电极系统的工作特性)。
19.将各项阻力对腐蚀过程总阻力的比值称各项阻力的控制程度。
公式如下:阴极控制程度:k kk ok AP ECP P R E∆==++∆,如下图(a)阳极控制程度:A AA ok AP ECP P R E∆==++∆,如下图(b)欧姆电阻控制程度:R ok AR IRCP P R E==++∆,如下图(d)下图中(c)为阴阳极混合控制20.P25例题公式的应用21.P27极性的确定若各电极的初始电位为E1>E2>E3>E4>E5,则可得到电极1为阴极,电极5为阳极22.腐蚀速度计算:①重量法;②深度法。
23.发生析氢腐蚀的条件:腐蚀电池中的阳极电位必须低于阴极的析氢电极电位。
24.析氢腐蚀的特点:①阳极材料的性质对腐蚀速度影响很大;②溶液的流动状态对腐蚀速度影响不大;③阴极面积增加,腐蚀速度加快;④氢离子浓度增高(pH下降)、温度升高(氢离子浓度升高会使氢的平衡电位Ee.h变正,初始电位差加大。
温度升高使去极化反应加快,这些都将促使析氢腐蚀加剧)。
25.氢耗腐蚀,在酸性溶液中O2+4H++4e→2H2O在中性溶液中O2+2H++4e→2OH-在碱性溶液中O2+2H2O+4e→4OH-。
26.发生耗氢腐蚀的条件:腐蚀电池中的金属阳极的初始电位E M o必须低于该溶液中氧的平衡电位E2. O227.耗氢腐蚀的特点:①腐蚀过程的控制步骤随金属在溶液中的腐蚀电位而异;②腐蚀速度与金属本身的性质关系不大;③溶液的含氧量对腐蚀速度影响很大;④阴极面积对腐蚀速度的影响视腐蚀电池类型而异;⑤溶液的流动状态对腐蚀速度影响大。
28.钝化:金属表面从活跃溶解状态变成了非常耐蚀的状态的突变现象。
29.钝化特征曲线分析:①活态区(从金属的初始电极电位至金属的临界钝化电位);②过渡区(从临界钝化电位到初始稳态钝化电位是钝化-钝化过渡区);③稳态区(从初始稳态钝化电位到多钝化电位);④过钝化区(电位高于过钝化电位的区段)。
图1-42第二章1.应力腐蚀破裂是金属结构在拉应力和特定腐蚀环境共同作用下引起的破裂。
2.应力腐蚀产生条件:敏感材料、特定环境、拉应力。
(表2-1)3.P54.图2-12.13.14.15.164.磨损腐蚀有湍流腐蚀、空泡腐蚀、微泡腐蚀。
5.孔蚀形成过程:蚀孔形成、成长两阶段a)孔蚀核的形成b)闭塞电池模型i.孔内主要阳极反应为Fe→Fe2++2e,孔外主要阴极反应为1/2O2+H2O+2e→2OH-ii.孔内带正电的离子浓度增加,带负电的氯离子不断迁入,孔内形成氯化物FeCl2等iii.氯化物水解生成盐酸,孔内酸度增加,阳极溶解速度加快iv.形成闭塞电池:孔口介质的pH值升高,使二次腐蚀产物Fe(OH)2以及水中可溶性盐转化成为CaCO3沉淀,一起在孔口形成闭塞电池。
v.自催化酸化作用:孔内孔外物资交换困难,而氯离子可以继续进入孔内,金属氯化物的浓度增加,水解后酸度增加,急剧加快阳极的溶解,使孔蚀沿重力方向迅速深化,以至把金属断面蚀穿。
6.电偶腐蚀:其中电位较低的金属,溶解速度增大,电位较高的金属,溶解速度反而减小,这种腐蚀称为电偶腐蚀,或接触腐蚀、双金属腐蚀、异金属腐蚀,实际上这就是两种不同电极构成的宏观腐蚀电池。
7.P64 图2-34,判断阴阳极。
8.小阳极、大阴极结构的危害P659.晶间腐蚀是一种微电池作用而引起的局部破坏现象,是金属材料在特定的腐蚀介质中沿着材料晶间产生的腐蚀。
第三章1.M2+与O2-通过氧化膜的扩散方式有三种:M2+单向往外扩散;O2-单向往内扩散;两个方向相向扩散,即M2+往外与O2-往内扩散。
2.金属氧化物可能三种形态:固态或液态或气态3.氧化膜具有保护性能的条件:膜必须是完整的;膜具有足够强度和塑性;膜内晶格缺陷浓度低;氧化膜在高温介质中是稳定的,表现为高的熔点和高的生成热。
4.金属氧化的动力学规律:金属的氧化膜就是高温下形成的腐蚀产物,所以金属的高温氧化腐食速度可用氧化膜的厚度变化与时间的关系式表达。
不同的金属在不同的条件下氧化所产生的氧化膜的厚度及其保护性能不同,因而金属的氧化速度有不同的规律,金属氧化的动力学曲线大体上遵循直线、抛物线、立方、对数和反对数五种规律。
5.直线型氧化速度最快,按抛物线规律氧化的的金属要比直线型的耐蚀,而按对数规律氧化的金属只要形成一定厚度的膜,就能使氧化速度显著降低。
6.高温合金的抗氧化性能:①合金化的原理(减小氧化膜的晶格缺陷浓度;依靠选择氧化生成保护膜;生成复合氧化物之类的稳定的新相);②合金的抗氧化性。
7.耐热钢是指在工作温度高于450℃时,具有一定强度和抗氧化能力的钢种,是抗氧化刚和热强钢的通称。
8.高温下具有抗气体侵蚀能力的钢称为抗氧化刚,又叫热稳定刚或耐热不起皮钢;在高温下具有足够强度的钢称为热强钢。
9.大气腐蚀分为干大气腐蚀、潮大气腐蚀和湿大气腐蚀。
干大气腐蚀属于化学作用引起的腐蚀,腐蚀速度很小。
潮大气腐蚀和湿大气腐蚀属于电化学腐蚀,腐蚀速度较大。
10.土壤腐蚀特点:①与普通电解液中的腐蚀相比,金属在土壤腐蚀时阴极过程主要是氧的去极化作用;②土壤的结构和湿度对氧的流动有很大影响,土壤越疏松,透气性越好,养的渗透和流动就越容易,在没有保护的情况下金属的腐蚀也就越严重;③易形成因充气不匀引起的供氧差异腐蚀电池(氧浓差电池),这是在水溶液及大气中的腐蚀所不具备的。
④土壤腐蚀中还常见由杂散电流引起的地下金属设备和管线的腐蚀现象。
11.供氧差异腐蚀电池(氧浓差电池)P92图3-19的分析12.杂散电流P92图3-20的分析13.土壤腐蚀特点:多相性、多孔性、不均匀性。
14.金属设备在海水飞溅区的全面腐蚀速率最高,根据金属和海水接触的情况,可以将海洋环境分为大气区、飞溅区、潮汐区、全浸区和海泥区;根据海水深度不同,可以分为浅水、大陆架和深海区。
第四章1.纯金属的耐蚀能力主要体现在三方面:金属的热力学稳定性、金属的钝化、腐蚀产物膜的保护性能2.金属耐蚀合金化途径:提高金属热力学稳定性、减弱合金阴极活性、减弱合金阳极活性、使合金表面生成电阻大的腐蚀产物膜3.单相合金耐蚀能力随耐蚀组分的原子数与合金总原子数之比为n/8(n=1.2.3‥‥7 )呈阶梯式升高,合金电势相应升高,这一规律称n/8规律。
n称为稳定性台阶。
4.不同金属材料获得耐蚀能力有三种情况:由于钝化而耐蚀、由于表面生成了不溶性的腐蚀产物膜而耐蚀、由于材料本身的热力学稳定性而耐蚀。
第六章1.使金属免受或减轻腐蚀的措施(1)提高金属自身的耐腐蚀性(2)形成保护层(3)改变腐蚀环境(4) 防腐蚀结构设计(5)电化学保护2.阴极保护a)阴极保护原理外加电流阴极保护:被保护金属设备与直流电源的负极相连,依靠外加阴极电流进行阴极极化而使金属得到保护的方法,称外加电流阴极保护,简称电保护。
外加电流阴极保护的原理(如图6-4)当通阴极电流后,金属发生阴极极化,金属腐蚀电势将向负方向移动,由Ec移至E A1,腐蚀电流由Ic移至I A1, E A1<Ecorr,I A1<Icorr此时,腐蚀速率减缓。
其外加阴极电流称保护电流I保,I保=I K1-I A1。
若继续增大外加阴极电流,阴极极化使金属电势移至阳极初始电势,即E=E0A,溶解电流I A=0,微电池腐蚀停止,金属得到完全保护,金属腐蚀停止。