材料腐蚀与防护复习题

材料腐蚀与防护复习题适用于2011级材料成型与控制专业一、名词解释1.腐蚀:材料由于环境的作用而引起的破坏和变质。2.阴极电化学保护:将被保护金属作为阴极，进行外加阴极极化以降低或防止金属腐蚀的方法。3.活化极化:由于电极反应速度缓慢所引起的极化;电极反应是受电化学反应速度控制。4.腐蚀疲劳:材料或构件在交变应力与腐蚀环境的共同作用下产生的脆性断裂。5.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。6.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）。7.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）。8.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）9.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。10.浓差极化:在电极反应过程中,如果电化学反应进行得很快,而电解质中物质传输过程很缓慢,导致反应物扩散速度不能满足电极反应速度的需要,形成浓度差,而引起电位移动;生成物从电极表面向溶液深处扩散过程的滞后,使反应物或生成物在电极表面的浓度和溶液中的浓度出现差异,形成浓度差,而引起电位移动。11.极化：由于电极上有净电流通过，电极电位显著地偏离了未通过净电流时的起始点位的变化现象。12.外加电流阴极保护法：将被保护金属设备与直流电源的负极相连，使之成为阴极，阳极为一个不溶性的辅助电极，利用外加阴极电流进行阴极极化，二者组成宏观电池实现阴极保护的方法。13.牺牲阳极阴极保护法:把被保护壳体和比它更活泼的壳体相连接，在电解质溶液中构成宏观电池，依靠活泼阳极壳体不断溶解产生的阴极电流对壳体进行阴极极化的方法。14.Cathodicpolarisation在电流通过时，阴极电极电位偏离平衡电位，向负方向移动。15．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。16．Mixedpotential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。17．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。18．保护电位在阳极极化曲线中，在极化电流上升时进行回扫，与正扫曲线相交，此点的电位称为保护电位。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。25.阴极保护答：将被保护的金属与外加直流电源的负极相连，在金属表面通入足够的阴极电流，使金属电位变负，从而使金属溶解速度减小的一种保护方法。26.阳极保护答：将被保护的金属构件与外加直流电源的正极相连，在电解质溶液中使金属构件阳极极化至一定电位，使其建立并维持稳定的钝态，从而阳极溶解受到抑制，腐蚀速度显著降低，使设备得到保护。27.缓蚀剂保护答：缓蚀剂保护是指，在腐蚀环境中，通过添加少量能阻止或减缓金属腐蚀的物质使金属得到保护的方法。28、自腐蚀电位：稳态电极电位也可称作开路电位，即外电流为零时的电极电位，也称作自腐蚀电位。二、判断题1、阴极反应是电解质中的金属失去电子发生氧化反应程。(×)2、只能导致金属材料腐蚀破坏而不能对外做有用功的短路原电池称为腐蚀电池。(√)3、在电极系统中，溶液中金属离子浓度越高，电极的电极电位越负。(×)4、电极反应达到平衡时所具有的电位，通常称为平衡电极电位。(√)5、因外电流流入或流出，电极系统的电极电位随电流密度改变所发生的偏离平衡电极电位的现象称为电极极化现象。(√)6、由于腐蚀介质中去极化剂的存在，使得单一金属不能够与腐蚀介质构成腐蚀电池。(×)7、在对金属实施电化学保护时，为避免氢损伤，阴极保护电位不能高于析氢电位。(×)8、非氧化性酸的腐蚀速度随氢氧根离子浓度的增加而上升。(×)9、在覆层缺陷处形成的腐蚀电池中，阳极性覆盖层能够对基体金属起到阳极保护作用。(√)10、在生产中的有色金属零件和黑色金属零件集中堆放。(×)11.发生电化腐蚀时都有能量的转变，且被腐蚀的金属总是失电子。(×)12.非平衡电极电位的物质交换和电荷交换均不平衡。(×)13.在充氧的H2SO4中Cu片首先发生吸氧腐蚀，然后发生析氢腐蚀。(×)14.对氢脆敏感的材料不能采取阴极保护。(√)三、填空题1.材料腐蚀是指材料由于环境的作用而引起的破坏和变质。2.金属的电化学腐蚀的发生条件是金属或合金的化学成分不均一，含有各种杂质和合金元.存在，组织结构不均一，物理状态不均一，表面氧化（保护）膜不完整。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,P＜0）。4．Pb在酸性含氧的水溶液中会发生吸氧腐蚀。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.发生析氢腐蚀的条件介质中必须有H+存在和腐蚀电池的阳极金属电位必须低于氢的平衡电极电位。8．点蚀通常发生在（有钝化膜）金属表面上，并且介质条件为（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）。10、一般涂层的结构包括底漆、中间层、面漆。11、发生吸氧腐蚀时，在碱性介质中阴极反应式O2+2H2O+4e=4OH-，在酸性介质中阴极反应式O2+4H++4e=2H2O12、析氢腐蚀体系主要受活化极化控制，而吸氧腐蚀体系主要受浓差极化控制。13、在阴极保护中,判断金属是否达到完全保护,通常用最小保护电位、最小保护电流密度判断。14、发生析氢腐蚀的条件介质中必须有H+存在和腐蚀电池的阳极金属电位必须低于氢的平衡电极电位。15．按缓蚀剂的作用机理，可将缓蚀剂分为：阳极型缓蚀剂、阴极型缓蚀剂和混合型缓蚀剂，其中阳极型缓蚀剂用量不足易造成孔蚀。16．在电化学保护法中，如控制不当，外加电流阴极保护法易造成杂散电流腐蚀，阳极保护法易加剧金属的腐蚀。17.金属发生化学腐蚀和电化学腐蚀的倾向均可用自由能进行判断。18.阳极保护基本原理是将金属进入阳极极化，使其进入钝化区而得到保护。19.材料的防护常从以下五方面进行:(1)正确选材;(2)合理的结构设计;(3)覆盖层保护;(4)电化学保护;(5)缓蚀剂保护。20.合金中的杂质、碳化物等第二相一般是作为阴极，使合金的腐蚀速度加快。21.由于生成了H2CO3，使CO2对金属构件有极强的腐蚀性。22.在电化学腐蚀中，腐蚀速度可以用电流密度i表征。23.就腐蚀的危害性而言，局部腐蚀和全面腐蚀，局部腐蚀的危害更大。24．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。25.发生析氢腐蚀的条件介质中必须有H+存在和腐蚀电池的阳极金属电位必须低于氢的平衡电极电位。1、金属的腐蚀过程，其实质就是金属单质被（氧化）形成化合物的过程。2、金属材料的化学腐蚀是指金属表面与（环境）介质直接发生纯化学作用而引起的破坏。3、借助于氧化还原反应将化学能直接转变为（电能）的装置叫做原电池。4、当电极系统处于平衡电位时，电极反应的正方向速度和逆方向速度（相等）。5、当金属与介质或不同金属相接触时，（电化学腐蚀）时才发生腐蚀。6、电极的任何去极化过程，都将导致金属腐蚀速度的（加快）。7、两种或两种以上的异种金属或合金、甚至同一金属的不同部位，在腐蚀介质中相互接触时，都将因（腐蚀）电位的不同而发生电偶腐蚀现象。8、金属电化学腐蚀导致氢损伤的主要原因是因为（析氢）反应。9、金属在盐酸中的腐蚀速度随盐酸浓度的（升高）而上升。10、静止淡水中金属腐蚀的过程主要受（氧）的扩散步骤所控制。1.按潮湿程度，大气腐蚀可分为（干大气腐蚀）（潮大气腐蚀）（湿大气腐蚀）。2.涂料的组成分为三部分：（主要成膜物质）（次要成膜物质）（辅助成膜物质）。3.阴极保护分为（牺牲阳极保护）和（外加电流阴极保护）两种。4.能阻止或减缓金属腐蚀的物质就是（缓蚀剂）5.金属腐蚀的本质是金属由能量高的（单质状态）向能量低的化合物状态转变的过程。6.按腐蚀反应的机理分，腐蚀分为（化学腐蚀）和（电化学腐蚀）。按腐蚀形态分，腐蚀分为（全面腐蚀）和（局部腐蚀）。7.根据控制步骤的不同，可将极化分为两类，（电化学极化）和（浓差极化）。8.混合电位理论：当一个电绝缘的金属试件腐蚀时，（总氧化速度）与（总还原速度）相等。9.腐蚀定义中所指的（材料）是内因，（环境）是外因。10.常见的局部腐蚀有（电偶腐蚀）（点蚀）（缝隙腐蚀）（晶间腐蚀）及（应力腐蚀破裂）等。11.由闭塞电池引起的孔内酸化作用从而加速腐蚀的作用，称为（自催化酸化作用）。12.缝宽在（0.025~0.1）mm之间的微小缝隙才能发生缝隙腐蚀。13.对于缝隙腐蚀，（氧浓差电池）的形成，对腐蚀开始起促进作用，而（自催化酸化作用）是造成腐蚀加速的根本原因。14.缝隙腐蚀的起因是（氧浓差电池）的作用，（闭塞电池的酸化自催化作用）是造成缝隙腐蚀加速进行的根本原因。四、简答题1、化学腐蚀和电化学腐蚀的主要差别是什么答:化学腐蚀和电化学腐蚀的主要差别在于:化学腐蚀是金属直接与周围介质发生纯化学作用而引起的腐蚀,腐蚀中没有自由电子的传递;电化学腐蚀是指金属在电解质溶液中由于原电池的作用而引起的腐蚀,腐蚀中有自由电子的传递。2、金属点蚀一般在什么条件下发生?以铝材在充气的NaCl溶液中孔蚀为例简述小孔腐蚀的机理。答:金属点蚀发生条件有:(1)表面容易产生钝化膜的金属材料;(2)有特殊介质离子存在;(3)电位大于点蚀电位。点蚀的发展机理目前主要用蚀孔内自催化机制作用(闭塞腐蚀电池理论)。铝材易于钝化，在充气的NaCl溶液中，易于形成蚀孔，于是蚀孔内外构成膜-孔电池，孔内金属处于活化状态(电位较负)，蚀孔外的金属表面处于钝态(电位较正)。孔内阳极反应:Al→Al3++3e孔外阴极反应:1/2O2+H2O+2e→2OH-孔口PH数值增高，产生二次反应:Al3++2OH-→Al(OH)3Al(OH)3沉积在孔口形成多孔的蘑菇状壳层，使得孔内外物质交换困难，孔内介质相对孔外介质呈滞流状态。孔内O2浓度继续下降，孔外富氧，形成氧浓差电池。其作用加快孔内不断离子化，孔内Al3+浓度不断增加，为保持中性，孔外Cl-向孔内迁移，与孔内Al3+形成AlCl3，AlCl3浓缩、水解等使得孔内PH数值下降，PH可以达到2~3，点蚀以自催化过程不断发展下去。孔底由于孔内的酸化、H+去极化的发生以及孔外氧去极化综合作用，加速孔底金属溶解速度，从而使蚀孔不断向纵深迅速发展。3、简述金属在极化过程中腐蚀速度减慢的主要原因是什么答:金属在极化过程中腐蚀速度减慢的原因主要有以下三方面:(1)活化极化。由于电极反应速度缓慢引起极化,从而造成金属腐蚀速度减慢。(2)浓差极化。电极反应过程中,由于电化学反应进行得很快,而电解质中物质传输过程很缓慢,导致反应物扩散迁移速度不能满足电极反应速度的需要,而引起极化,从而造成金属腐蚀速度减慢;生成物从电极表面向溶液深处扩散过程的滞后,使反应物或生成物在电极表面的浓度和溶液中的浓度出现差异,形