“腐蚀与防腐”实验指导书.doc

实验一 “极化曲线法”测定土壤腐蚀性 一、实验目的 1．对比金属在电介质溶液和土壤中的腐蚀现象。 2．了解金属受土壤腐蚀时极化与去极化作用的发生与发展过程。 3．学会用“极化曲线法”判断土壤腐蚀性。 二、实验装置与原理： 如图1所示，在玻璃缸中放有含盐、含水量为某一百分比的均匀土壤，其上插入二根同样材料、形状及大小的金属电极A和K，插入深度相同。金属电极K上焊有绝缘导线，通过单点开关M，毫安表mA及可变电阻R与电源的负端相连，金属电极A上也焊有绝缘导线，直接与电源正端相连。两个电极间并有电压表V。实验所用电极是用镀锌电工螺栓改制而成，外径D，电极插入深度h，实验时自行调整。 本实验采用恒电流的方法测量极化曲线（两极电位差△V与电流密度i的关系），以电流为自变量，通过调节电路中的电阻R使某一恒电流通过电极。当电表上指示的电位差及电流值达到稳定以后读数，为了使电池系统获得稳定极化电流，应采用高压，高阻实验装置。如图2所示，B为极化电源。通常可取数十伏或数百伏的直流电源。Rc为电池系统等效电阻，R为可变电阻，根据欧姆定律，回路中的电流I是由B、R、Rc、电源内阻Ri以及包括导线电阻，电压表内阻在内的电阻Rx来决定的。它们之间的关系为： RRc+Ri+Rx则I=B/R，这样由于电解池电阻或线路中接触点电阻变化引起的电流变化可减少到很少的程度，极化电流I值基本稳定，达到了控制极化电流的目的。为了能获得较大的电流值，可采用较高电压的电源；若希望电流的可调范围更宽一些，也可采用分压一恒流混合线路。 三、实验步骤： 1．熟悉实验装置，看清各种仪表量程及直流表的接线方向。 2．用砂纸擦净金属电极，使之发出金属光泽。 3．埋金属电极时注意在玻璃缸中央，并用手按紧金属电极周围的土壤，使之与金属接触良好，记下电极的埋深h。 4．检查联接线路是否正确，电压表是否在零点。 5．根据给出的可变电阻范围，选好拟调节的电阻值（一种土样至少选四个测点，通常由大电阻开始测定，合上单点开关M，接通电路，迅速观察电压表及电流表指示值的变化情况，待读数稳定后，记录下稳定的电流和电压值，以及稳定所需时间，打开单点开关，断开电路，并记录电压表回零的时间。 6．调整电阻值，待电压表指针回到零点以后，重复上述步骤进行第二次测定，两次测定的时间间隔不少于五分钟，实验时注意各次测定中电流、电压达到稳定的时间变化。 7．数据经检查无误后，拔出金属电极，观察电极表面现象，并记录在实验报告中。 8．擦净电极，将实验装置恢复原状。 9．将实测记录汇总于下表，作出△V-i曲线(极化曲线)，可用以表明土壤的腐蚀性。 一般认为：土壤含水量为20%，电位差为500mv时，电流密度大于0.3mA/cm2时，腐蚀性严重；同样条件下，电流密度小于0.05mA/cm2，腐蚀性较弱，如图所示：虚线将土壤分成三个不同腐蚀等级的区域，这种方法适用于实验室或现场的测试。 四、讨论： 1．在测定过程中土壤不严实或金属电极松动对测量结果会有什么影响？ 2．断开电路后电压表指针为什么是缓慢地回到零点（有时还回不到零点）？ 3．影响测量准确性的因素有哪些，欲使实验装置能满足调节电流范围宽一些，如何改进现有的装置线路？ 4．记录实验中遇到的反常现象，并分析其原因。 5．根据实测数据，作出极化曲线，判断土壤腐蚀性。 五、记录表格 滑线电阻Ω 极化稳定时两极 电位差△V（mv） 极化稳定时电流 I（mA） 极化稳定时电流密度 i(mA/cm2) 极化稳定所需时间 电极直径 D= mm 电极插入深度 h= cm 实验二 阳极接地电阻的测定 一、阳极接地电阻测定 仪器：ZC-8接地电阻仪 图1 ZC—8接地电阻仪原理图 原理：C1、C2为供电极，电流为I1，P1、P2为测量极。当供电I1后，在P1、P2间电阻rx（即为阳极接地电阻）上造成电位差I1 rx，该仪器按电位计原理设计，内部测量回路的电流为I2，在可变电阻Rab上造成电位差，当ob间的电位差I2Rob=I1rx时，则检流计不偏转，故得： 该仪器制造时，已固定之值，分别为10、1、0.1（即“倍率标度”有三个倍数，亦称为三档），Rob可由仪表测量标度盘上读出，故测量之接地电阻rx值即为测定时采用的倍率标度的倍数乘以测量标度盘上的读数。 操作步骤： 1．被测接地阳极（C2、P2）与电极P1、C1要依次按直线排列，彼此相距20米以上，电极顺序注意不能颠倒。 2．用导线将阳