名词解释:
1、高温氧化:金属与环境介质中的气相或凝聚想物质发生化学反应而遭到破坏的过程称高温氧化。
2、缓蚀率:缓蚀剂的缓蚀效率,即缓蚀剂降低的腐蚀速度与原腐蚀速度的比值。
3、PB比:氧化物与金属的体积差对氧化物的保护性的影响,即氧化生成的金属氧化膜的体积与生成这些氧化膜所消耗的金属的体积的比值叫PB比。
4、平衡电极电位:当金属电极上只有唯一一种电极反应,并且该反应处于动态平衡时,金属的溶解速度等于金属离子的沉积速度,则此时电极获得的不变的电位值,称为平衡电极电位。
5、去极化:凡是能消除或印制原电池阳极或阴极极化过程的均叫做去极化。
6、应力腐蚀:是指金属材料在特定腐蚀介质或拉应力共同作用下发生的脆性断裂。
7、自腐蚀电位:在一个电极表面同时进行两个不同的氧化还原过程,当平衡时仅仅是电荷平衡而无物质平衡的电极电位,即外电流为零时的电极电位,称作自腐蚀电位。
简答:
1、高温氧化条件下,金属氧化膜具有保护作用的条件有哪些?(充分条件) 必要条件:PBR值大于1
充分条件:
(1)膜要致密,连续无孔洞,晶体缺陷少。
(2)稳定性好,蒸气压低,熔点高。
(3)膜与基体的附着力强,不易脱落。
(4)生长内应力小。
(5)与金属基体具有相近的热膨胀系数。
(6)膜的自愈能力强。
2、简述提高合金抗氧化的可能途径有哪些?
通常利用合金化来提高金属的抗氧化性。
方法有:(1)、减少基体氧化膜中晶格缺陷的浓度;(2)、生成具有保护性的稳定相;(3)、通过选择性氧化生成优异的保护膜。
3、流速对扩散控制下的腐蚀速度有什么影响?
溶液流速增加使扩散层厚度减小,腐蚀速度增加。对于活化体系,腐蚀速度随溶液流速增加而增加,但当流速增大到一定值后,由于氧供应充足,阴极由氧的扩散控制变成了活化控制,此时活化控制的腐蚀速度与介质的流速无关。对于可钝化体系,在氧扩散控制的条件,体系未进入钝态前,腐蚀速度随流速增加而增加。当速度达到或超过临界值时,即极限扩散电流密度已达到或超过临界钝化电流密度时,金属由活化态变为钝态,此时阳极的腐蚀由阳极扩散控制转变为阳极电阻极化控制,腐蚀速度为维钝电流密度,但当溶液流速继续增加时,腐蚀过程又转为氧扩散控制,腐蚀速度将迅速增加。
4、请简述金属钝化的产生原因及其意义?
原因:引起金属钝化的因素有化学及电化学两种,化学因素引起的钝化,一般由强氧化剂引起的,用电化学钝化是指外加电流的阳极极化产生的钝化。
意义:可利用钝化现象提高金属或合金的耐腐蚀性;在有些情况下又可以避免钝化的出现。
5、何谓危险型的缓蚀剂、何谓安全型的缓蚀剂?
当缓蚀剂因为用量不足不能使金属表面形成完整的钝化膜,部分金属以阳极形式露出来形成大阴极小阳极的腐蚀电池,由此引起金属的孔蚀,这种称为危险性的缓蚀剂。
当腐蚀剂用量不足时,不会加速腐蚀,称为安全型的缓蚀剂。
(若用量不足,出现大阴极小阳极现象,发生孔蚀,这类缓蚀剂是危险型缓蚀剂。 若用量不足,不出现负作用的缓蚀剂,是安全型缓蚀剂。)
6、应该如何表征介质的渗透扩散作用?
高分子材料受介质侵蚀时,经常测定浸渍增重率来测定材料的耐腐蚀性能,可用增重率表征介质的渗透扩散作用,但在溶出量较大时,常导致错误结论,对于稳定扩散过程,由浓度梯度引起的扩散运动可用菲克定律描述,渗透率只与扩散系数、试样厚度以及浓度差有关,而与浓度分布形式无关,气体在高分子材料内的渗透能也用渗透系数来表征。
7、什么是高分子材料的腐蚀?有何主要表现?
高分子材料在加工储存和使用过程中由于内外因素的综合利用,其物理化学性能和机械性能逐渐变坏,以至最后丧失使用价值,这种现象称为高分子材料的腐蚀,通常称之为老化。
主要表现有:(1)、外观的变化;(2)、物理性能的变化;(3)、力学性能的变化;(4)、电化学性能的变化。
8、防腐蚀设计包括那几个方面?防腐措施大体有哪些类?
设计:(1)、选材(2)、防腐蚀措施的设计(3)、防腐蚀结构的设计(4)、仿佛是强度的设计(5)、防腐蚀工艺的设计
措施:(1)、覆盖保护层:通过在设备表面涂保护层而使设备与介质隔开;(2)、电化学保护:电化学保护可分为阴极保护和阳极保护两类;(3)、改善环境:就是去除有害物质加入有利物质。
问答题:
1、金属高温氧化产物有哪几种形态?简要说明固态氧化膜的生长机制?
2、铁钉浸泡在含氧的水中,他会在什么部位发生腐蚀?为什么?(写出阳极阴极的反应)
发生点蚀,即铁钉表面相对粗糙的地方最先腐蚀。
—阳极:Fe→Fe2++2e 阴极:1/2O2+H2O+2e→4OH
3、高分子材料的高能辐射反应有哪两种?通常哪个占优势?
高分子材料的高能辐射反应包括降解与交联,一般来说,碳链大分子的α—碳链上若有氢原子时,如—[CH2—CHX]n—则辐射交联占优势,若α—碳位置上没有氢原子时,如 —[CH2—CHX]n—,则主键断裂,发生降解。
4、在海水中使用镀锌镀锡的钢板,如果钢板被划破,这两种钢板保护效果有什么差别?为什么?
锌铁锡三种金属的活泼型顺序为锌大于锡,当镀锌的钢板被划破之后,最先被氧化的仍是镀锌的,这是因为锌比铁更容易被氧化,而镀锡的钢板被划破,因为铁比锡更容易被氧化,则铁先被腐蚀,此时,锡层一旦被划破,就失去了保护作用,而锌层被划破后,但还是能保护铁不被腐蚀。
5、实际工作中下料选材的原则是什么,考虑的因素有哪些?
原则:A、材料的耐蚀性能要满足设备或物件使用环境的要求;B、材料的物理、机械和加工工艺性能要满足设备或物件的设计与加工制造要求;C、选材时
力求最好的经济效益和社会效益。
考虑的因素:A、明确产品的工作环境;B、查阅权威手册,借鉴失效经验;
C、腐蚀试验;D、兼顾经济性与耐用性;E、考虑腐蚀措施;F、考虑材料的加工性能。
6、按照大气中水膜的厚度,大气的腐蚀分几类,各类腐蚀有什么特点?
(1)、干大气腐蚀,是在金属表面形成不可见的保护性氧化膜和某些金属失泽现象。
(2)、潮大气腐蚀,是指金属在相对湿度小于100%的大气中,表面存在肉眼看不见的薄的液膜层发生的腐蚀。
(3)、湿大气腐蚀,是指金属在相对湿度大于100%,如水分以雨、雾水等形式直接溅落在金属表面上,表面存在肉眼可见的水膜发生的腐蚀。
7、阴极保护有几种,采用的辅助阳极材料有何不同?简要说明理由。
阴极保护法:外加电流法和牺牲阳极法两种途径来实现。
外加电流法阴极保护的辅助阳极:(1)、具有良好的导电性和较小的表面输出电阻;(2)、在高电流密度下阳极极化小,即在一定的电压下,单位面积上能通过较大的电流;(3)、具有较低的溶解速度、耐蚀性好,使用寿命长;(4)、具有一定的机械强度、耐磨、耐冲击等;(5)、价格便宜,容易制作。
牺牲阳极法阴极保护所用阳极材料:(1)、电位足够负,可供应充足的电子,使被保护金属设备发生阴极极化,但是电位又不宜太负,以免在阴极区发生析氢反应引起氢脆。(2)、理论输出电量高,即单位质量阳极金属溶解时产生的电量多,一般电流效率都在80%—90%(电流效率是有效电量与理论发生电量的百分比);(3)、阳极的极化率要小,容易活化,输出电流稳定;(4)、阳极的自腐蚀电流小,金属溶解所产生的电量应大部分用于阴极保护;(5)、价格便宜,易加工、无公害。
计算题:
1、P33-9
2、P33-11
3、P83-9
名词解释:
1、高温氧化:金属与环境介质中的气相或凝聚想物质发生化学反应而遭到破坏的过程称高温氧化。
2、缓蚀率:缓蚀剂的缓蚀效率,即缓蚀剂降低的腐蚀速度与原腐蚀速度的比值。
3、PB比:氧化物与金属的体积差对氧化物的保护性的影响,即氧化生成的金属氧化膜的体积与生成这些氧化膜所消耗的金属的体积的比值叫PB比。
4、平衡电极电位:当金属电极上只有唯一一种电极反应,并且该反应处于动态平衡时,金属的溶解速度等于金属离子的沉积速度,则此时电极获得的不变的电位值,称为平衡电极电位。
5、去极化:凡是能消除或印制原电池阳极或阴极极化过程的均叫做去极化。
6、应力腐蚀:是指金属材料在特定腐蚀介质或拉应力共同作用下发生的脆性断裂。
7、自腐蚀电位:在一个电极表面同时进行两个不同的氧化还原过程,当平衡时仅仅是电荷平衡而无物质平衡的电极电位,即外电流为零时的电极电位,称作自腐蚀电位。
简答:
1、高温氧化条件下,金属氧化膜具有保护作用的条件有哪些?(充分条件) 必要条件:PBR值大于1
充分条件:
(1)膜要致密,连续无孔洞,晶体缺陷少。
(2)稳定性好,蒸气压低,熔点高。
(3)膜与基体的附着力强,不易脱落。
(4)生长内应力小。
(5)与金属基体具有相近的热膨胀系数。
(6)膜的自愈能力强。
2、简述提高合金抗氧化的可能途径有哪些?
通常利用合金化来提高金属的抗氧化性。
方法有:(1)、减少基体氧化膜中晶格缺陷的浓度;(2)、生成具有保护性的稳定相;(3)、通过选择性氧化生成优异的保护膜。
3、流速对扩散控制下的腐蚀速度有什么影响?
溶液流速增加使扩散层厚度减小,腐蚀速度增加。对于活化体系,腐蚀速度随溶液流速增加而增加,但当流速增大到一定值后,由于氧供应充足,阴极由氧的扩散控制变成了活化控制,此时活化控制的腐蚀速度与介质的流速无关。对于可钝化体系,在氧扩散控制的条件,体系未进入钝态前,腐蚀速度随流速增加而增加。当速度达到或超过临界值时,即极限扩散电流密度已达到或超过临界钝化电流密度时,金属由活化态变为钝态,此时阳极的腐蚀由阳极扩散控制转变为阳极电阻极化控制,腐蚀速度为维钝电流密度,但当溶液流速继续增加时,腐蚀过程又转为氧扩散控制,腐蚀速度将迅速增加。
4、请简述金属钝化的产生原因及其意义?
原因:引起金属钝化的因素有化学及电化学两种,化学因素引起的钝化,一般由强氧化剂引起的,用电化学钝化是指外加电流的阳极极化产生的钝化。
意义:可利用钝化现象提高金属或合金的耐腐蚀性;在有些情况下又可以避免钝化的出现。
5、何谓危险型的缓蚀剂、何谓安全型的缓蚀剂?
当缓蚀剂因为用量不足不能使金属表面形成完整的钝化膜,部分金属以阳极形式露出来形成大阴极小阳极的腐蚀电池,由此引起金属的孔蚀,这种称为危险性的缓蚀剂。
当腐蚀剂用量不足时,不会加速腐蚀,称为安全型的缓蚀剂。
(若用量不足,出现大阴极小阳极现象,发生孔蚀,这类缓蚀剂是危险型缓蚀剂。 若用量不足,不出现负作用的缓蚀剂,是安全型缓蚀剂。)
6、应该如何表征介质的渗透扩散作用?
高分子材料受介质侵蚀时,经常测定浸渍增重率来测定材料的耐腐蚀性能,可用增重率表征介质的渗透扩散作用,但在溶出量较大时,常导致错误结论,对于稳定扩散过程,由浓度梯度引起的扩散运动可用菲克定律描述,渗透率只与扩散系数、试样厚度以及浓度差有关,而与浓度分布形式无关,气体在高分子材料内的渗透能也用渗透系数来表征。
7、什么是高分子材料的腐蚀?有何主要表现?
高分子材料在加工储存和使用过程中由于内外因素的综合利用,其物理化学性能和机械性能逐渐变坏,以至最后丧失使用价值,这种现象称为高分子材料的腐蚀,通常称之为老化。
主要表现有:(1)、外观的变化;(2)、物理性能的变化;(3)、力学性能的变化;(4)、电化学性能的变化。
8、防腐蚀设计包括那几个方面?防腐措施大体有哪些类?
设计:(1)、选材(2)、防腐蚀措施的设计(3)、防腐蚀结构的设计(4)、仿佛是强度的设计(5)、防腐蚀工艺的设计
措施:(1)、覆盖保护层:通过在设备表面涂保护层而使设备与介质隔开;(2)、电化学保护:电化学保护可分为阴极保护和阳极保护两类;(3)、改善环境:就是去除有害物质加入有利物质。
问答题:
1、金属高温氧化产物有哪几种形态?简要说明固态氧化膜的生长机制?
2、铁钉浸泡在含氧的水中,他会在什么部位发生腐蚀?为什么?(写出阳极阴极的反应)
发生点蚀,即铁钉表面相对粗糙的地方最先腐蚀。
—阳极:Fe→Fe2++2e 阴极:1/2O2+H2O+2e→4OH
3、高分子材料的高能辐射反应有哪两种?通常哪个占优势?
高分子材料的高能辐射反应包括降解与交联,一般来说,碳链大分子的α—碳链上若有氢原子时,如—[CH2—CHX]n—则辐射交联占优势,若α—碳位置上没有氢原子时,如 —[CH2—CHX]n—,则主键断裂,发生降解。
4、在海水中使用镀锌镀锡的钢板,如果钢板被划破,这两种钢板保护效果有什么差别?为什么?
锌铁锡三种金属的活泼型顺序为锌大于锡,当镀锌的钢板被划破之后,最先被氧化的仍是镀锌的,这是因为锌比铁更容易被氧化,而镀锡的钢板被划破,因为铁比锡更容易被氧化,则铁先被腐蚀,此时,锡层一旦被划破,就失去了保护作用,而锌层被划破后,但还是能保护铁不被腐蚀。
5、实际工作中下料选材的原则是什么,考虑的因素有哪些?
原则:A、材料的耐蚀性能要满足设备或物件使用环境的要求;B、材料的物理、机械和加工工艺性能要满足设备或物件的设计与加工制造要求;C、选材时
力求最好的经济效益和社会效益。
考虑的因素:A、明确产品的工作环境;B、查阅权威手册,借鉴失效经验;
C、腐蚀试验;D、兼顾经济性与耐用性;E、考虑腐蚀措施;F、考虑材料的加工性能。
6、按照大气中水膜的厚度,大气的腐蚀分几类,各类腐蚀有什么特点?
(1)、干大气腐蚀,是在金属表面形成不可见的保护性氧化膜和某些金属失泽现象。
(2)、潮大气腐蚀,是指金属在相对湿度小于100%的大气中,表面存在肉眼看不见的薄的液膜层发生的腐蚀。
(3)、湿大气腐蚀,是指金属在相对湿度大于100%,如水分以雨、雾水等形式直接溅落在金属表面上,表面存在肉眼可见的水膜发生的腐蚀。
7、阴极保护有几种,采用的辅助阳极材料有何不同?简要说明理由。
阴极保护法:外加电流法和牺牲阳极法两种途径来实现。
外加电流法阴极保护的辅助阳极:(1)、具有良好的导电性和较小的表面输出电阻;(2)、在高电流密度下阳极极化小,即在一定的电压下,单位面积上能通过较大的电流;(3)、具有较低的溶解速度、耐蚀性好,使用寿命长;(4)、具有一定的机械强度、耐磨、耐冲击等;(5)、价格便宜,容易制作。
牺牲阳极法阴极保护所用阳极材料:(1)、电位足够负,可供应充足的电子,使被保护金属设备发生阴极极化,但是电位又不宜太负,以免在阴极区发生析氢反应引起氢脆。(2)、理论输出电量高,即单位质量阳极金属溶解时产生的电量多,一般电流效率都在80%—90%(电流效率是有效电量与理论发生电量的百分比);(3)、阳极的极化率要小,容易活化,输出电流稳定;(4)、阳极的自腐蚀电流小,金属溶解所产生的电量应大部分用于阴极保护;(5)、价格便宜,易加工、无公害。
计算题:
1、P33-9
2、P33-11
3、P83-9