金属腐蚀学_安成强_试卷

1、第一大题 填空题 （每空1分，共10分）1金属钝化理论可用成相膜理论和（ 吸附理论 ）来解释。2应力腐蚀断裂是金属在（拉伸应力和腐蚀介质 ）的共同作用下产生的破坏。3. 根据腐蚀倾向的热力学判据，金属发生腐蚀的电化学判据为（(G)T,P0 ）。4在酸性溶液的电化学反应中，溶解氧发生还原反应，其反应方程式为（ O2+4H+4e2H2O ）。5氧去极化腐蚀速度主要取决于（溶解氧向电极表面的传递速度和氧在电极表面的放电速度）。6在氧去极化的电化学反应中，对于敞开体系，当温度升高时，腐蚀速度（ 降低 ）。7产生严重大气腐蚀的条件是：（潮湿环境与盐分）。 8点蚀通常发生在（有钝化膜）金属表面上，并且介质

2、条件为（含有Cl-离子）。9缝隙腐蚀发生应满足的条件为：（氧浓差电池与闭塞电池自催化效应共同作用）。第二大题 名词解释题 （每题2分，共10分）1Cathodic polarisation在电流通过时，阴极电极电位偏离平衡电位，向负方向移动。2缝隙腐蚀由于缝隙的存在，使缝隙内溶液中与腐蚀有关的物质迁移困难而引起缝隙内金属的腐蚀的现象。3Mixed potential指腐蚀过程可分为两个或两个以上的氧化反应和还原反应，且反应过程不会有净电荷的积累，也称为自腐蚀电位。4局部腐蚀是指仅局限或集中在金属的某一特定部位的腐蚀，其腐蚀速度远大于其他部位的腐蚀速度。5保护电位在阳极极化曲线中，在极化电流上升

3、时进行回扫，与正扫曲线相交，此点的电位称为保护电位。第三大题 简述题 （每题4分，共16分）1 腐蚀极化图不能由实验直接测定，试画图说明使用Tafel极化曲线反推法如何得到腐蚀极化图。测得Tafel曲线后，将两条曲线做切线，切线交点为S，过S做平行线，得Ecorr。将S与两平衡电位，EO,A，EO,C连接起来就得到腐蚀极化图。 2简述电化学腐蚀与化学腐蚀的区别。电化学腐蚀所在环境要有电解液，阴阳极反应可以不在同一区域上发生，通过导线导电，化学能转变为电能，破坏金属。化学腐蚀所在环境干燥，氧化还原反应同时发生，无电流产生，化学能转变为热能等。3简述析氢腐蚀和吸氧腐蚀的区别主要都是阴极的反应，区别

4、主要为去极化剂的性质，去极化剂的浓度，阴极控制的因素，阴极反应的产物不同。4简述阴极极化产生的原因。由于阴极的还原反应速度小于电子进入阴极的速度，造成了电子在阴极的积累，使阴极电位向负方向移动。（3）或是由于浓差极化引起的。由于阴极附近反应物或反应产物扩散速度慢，造成阴极附近浓差极化（2）第四大题 论述题 （共54分）1阐述腐蚀速度与腐蚀电池的初始电位差的关系。（10分）初始电位差是腐蚀的原动力。在其他情况相同的情况下，初始电位差越大，腐蚀电流越大（4）作图。（3）由于不同金属的平衡电位不同，发生阳极极化，当阴极反应相同时，金属的平衡电位越低，其服饰电流越大。（4）2论述点蚀的机理，并阐述点蚀

5、与缝隙腐蚀的区别。（10分）点蚀是闭塞性腐蚀，在金属面上首先有金属的溶解，形成蚀坑，在蚀坑内氧浓度比外界低，形成浓差腐蚀。使腐蚀进一步加速蚀孔生长。由于金属的腐蚀而产生金属离子的浓度升高，吸引负离子和水解产生H+形成HCl等继续维持了点蚀（5）。 点蚀先前没有蚀孔，形成之后继续腐蚀，在回扫形成的包络曲线所环绕的面积上，点蚀只继续生长，不会有新的点蚀生成。（2）缝隙腐蚀是在腐蚀前就已经有了缝隙，在腐蚀介质中继续沿缝隙进行腐蚀，在回扫形成包络曲线所环绕的范围内，缝隙腐蚀不但继续生长还有新的腐蚀生长。（3）3.试画出氧去极化过程的阴极极化曲线并解释图中各拐点的意义（12）。作图（3）当阴极电流密度较

6、小且供氧充分时，相当于计划曲线的E0AB段，这时过电位与电流密度的对数呈直线关系，阴极过程的速度取决于氧的离子化反应。（3）当阴极电流密度增大时，相当于图中的BCD段，由于氧的扩散速度有限，供氧受阻，出现了明显的浓差极化。阴极过程受氧的离子化反应和扩散共同控制。（3）当iC大约等于iL时，氢的去极化过程就开始与氧的去极化过程同时进行，得到总的阴极去极化曲线。（3）4.什么是金属的自钝化？阐述产生自钝化的必要条件。（10分）在没有任何外加极化的情况下，由于腐蚀介质的氧化剂（去极化剂）的还原引起的金属的钝化。（3）画图（1）氧化剂的氧化-还原平衡电位要高于该金属的致钝电位。（3）在致钝电位下，氧化

7、剂阴极欢原反应得电流密度必须大于该金属的致钝电流密度，（3）5写出吸氧腐蚀在不同pH条件下的反应方程式，论述氧的阴极还原过程，讨论可能的控制步骤并说明原因。（10分）在中性或酸性条件下：O2+4H+4e2H2O在碱性条件下： O2+2H2O+4e4OH-氧的阴极还原过程 ： (1)氧由空气/溶液界面溶解进入溶液；(2)氧在扩散和对流的作用下进入阴极附近；(3)氧在扩散作用下进入双电层，吸附在电极表面；(4)氧在阴极上得到电子，发生吸氧腐蚀。控制步骤： (1) 3 为控制步骤，因为氧不足以消耗阴极上的电子，使腐蚀减慢。 (2) 4 为控制步骤 。四、简答题：（本题共6小题，共40分）1、金属的腐

8、蚀过程包括的三个基本步骤（6分） （1）腐蚀介质通过对流和扩散作用向界面迁移（2）在相界面上进行化学反应或电化学反应（3）腐蚀产物从相界迁移到介质中去或在金属表面上形成覆盖膜2、析氢腐蚀的特征是什么（6分） A酸性溶液中没有其他更正电位的去极化剂存在时，才产生典型的去极化腐蚀B阳极无钝化膜或其他成相膜存在时是一个阳极活化的腐蚀过程CPH降低，析氢电位升高，腐蚀速度增加D氢离子浓度高时，阴极浓差极化可忽略E氢去极化产生的腐蚀称为均匀腐蚀 3、钝化发生的吸附理论内容是什么（7分） 吸附理论认为，引起金属的钝化并不一定要形成成相膜，而只要在金属表面或部分表面上生成氧和含氧粒子的吸附层就足够了。金属表

9、面的化学结合力饱和并改变了金属和溶液界面的结构，大大提高了阳极反应的活化能，降低了金属阳极溶解过程的交换电流密度，使金属进入钝态，导致金属与腐蚀介质的化学反应将显著减小4、孔蚀的腐蚀特征是什么（6分） a、破坏高度集中 b、蚀孔的分布不均匀 c、蚀孔通常沿重力方向发展d、蚀孔很小，而且往往覆盖有固体沉浮物。因此不易发现e、孔蚀发生有或长或短的孕育期 5、阳极保护和阴极保护各自的特点（8分） A阳极保护的应用范围比阴极保护要窄得多B阳极保护所需直流电源的容量要比阴极保护的大得多C阳极保护下的金属仍具有较高的热力学不稳定性，而只是动力学受阻，使腐蚀速度降低D阴极保护，要防止电位过负引起过保护而可能

10、产生氢脆，尤其对加压设备很危险E阴极保护的辅助电极是阳极，是要溶解的6、从阳极、阴极两方面考虑实现自钝化的途径（7分） A、使真实阳极极化曲线向左向下移动提高金属材料的钝化性能加入阳极性缓蚀剂，抑制阳极反应，使EP和Ip降低 B、使阴极极化曲线向右向下移动使阴极反应在金属表面上更容易进行增加溶液的氧化性五、综合题：（本题共1小题，共12分）1、画图说明大气腐蚀的特征并说明腐蚀机理（12分） 1 10 1000X-水膜厚/nm Y-腐蚀速度从左到右四个区域为，详细解答：区域为干大气腐蚀，其特点是金属表面不存在液膜层，只有极薄的氧化膜 区域为潮大气腐蚀。随大气中湿度的增加，金属表面液膜层厚度也逐渐增加，水膜厚可达几十或几百个水分子层厚，形成连续电解液薄层，开始了电化学腐蚀。区域为湿大气腐蚀，由于氧通过液膜扩散到金属表面困难了，所以此去腐蚀速度有所下降区域水膜再增厚，就相当于浸在电解液中的腐蚀情况，腐蚀速度基本不变1、大气腐蚀初期的腐蚀机理：阴极过程：主要是依靠氧的去极化作用，通常的反应为O2+2H2O+4e- 4OH-阳极过程：在薄的液膜条件下，大气腐蚀阴极过程会受到较大阻碍，阳极钝化一级金属离子水化过程的困