山东科技大学考试复习资料——腐蚀与防护(考试大纲+知识点).docx

第0章 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。 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。 金属腐蚀的类型 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。 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。 腐蚀的特点：自发性、普遍性、隐蔽性 第一章 双电层  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。 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。 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。 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Eo表示。 电位-pH图 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。 腐蚀电池 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。 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。 反应自发进行的条件 上图中EK为阴极电位，EA为阳极电位，Ee,M为金属平衡电极电位，Ee，K为阴极平衡电极电位 腐蚀倾向的判断 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。 通过电位比较腐蚀倾向△E0 EKEA电位为EA的金属自发进行腐蚀△E=0 EK=EA电极反应达到平衡△E0 EKEA电位为EK的金属自发进行腐蚀，电位为EA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。 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。 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： 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。 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。 膜阻（电阻）极化：保护膜引起的极化 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。 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。 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）。 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：，如下图（a）阳极控制程度：,如下图（b）欧姆电阻控制程度：，如下图（d）下图中（c）为阴阳极混合控制 P25例题公式的应用 P27极性的确定若各电极的初始电位为E1E2E3E4E5,则可得到电极1为阴极，电极5为阳极 腐蚀速度计算：①重量法；②深度法。 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。 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）。 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EMo必须低于该溶液中氧的平衡电位E2. O2 27.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。