材料腐蚀与防护复习试题.docx

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1、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。（X）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。W）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。W）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。（X）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。（X）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。（X）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

2、阳极保护作用。W）10、在生产中的有色金属零件和黑色金属零件集中堆放。（X）IL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。（X）12 .非平衡电极电位的物质交换和电荷交换均不平衡。（X）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。（X）14 .对氢脆敏感的材料不能采取阴极保护。W）L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父丕均二，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,P1o发生

3、应力腐蚀的3个基本条件是（敏感的金属材料）、（特定的腐蚀介质）、（足够大的拉伸应力）,应力腐蚀断裂分3个阶段，依次为（孕育期）、（裂纹扩展期）（快速断裂期）。二、选择题L下列哪种说法是错误的？（B）A、化学腐蚀是金属与环境介质直接发生化学反应而产生的损伤。B、化学腐蚀过程中有电流产生。C、高温会加速化学腐蚀。D、如果腐蚀产物很致密的话，能形成保护膜，减慢腐蚀速度，甚至使腐蚀停止下来。2.电化学腐蚀中（B）A.电位高的金属容易被腐蚀。B.电位低的金属容易被腐蚀。C.两种金属同时发生化学反应。D.无论是否有电解质溶液存在，只要有电位差就会发生腐蚀。3 .下列哪种说法正确？（D）A、化学腐蚀发生在有

4、电位差的两种金属接触面处。B、对于化学腐蚀来说，电位低的金属容易被腐蚀。C、温度对化学腐蚀没有影响。D、化学腐蚀是金属与环境介质直接发生化学反应而产生的损伤4 .构件外观可能没有明显变化的腐蚀是什么腐蚀？（D）A.表面腐蚀。B.丝状腐蚀。C.磨损腐蚀。D.晶间腐蚀。5 .根据腐蚀的过程将腐蚀分为（B）A.全面腐蚀和局部腐蚀B.化学和电化学腐蚀C.大气腐蚀和海水腐蚀D.应力腐蚀和微生物腐蚀6 .晶体中的空位属于（C）oA、线缺陷B、面缺陷C、点缺陷D、体缺陷7 .点腐蚀是金属表面（A）由于微电池作用而发生的腐蚀。A.某个局部B.基体大部C.基体全部金属在腐蚀介质中同时受（B）作用而发生的腐蚀，叫

5、疲劳腐蚀。A.热应力B.交变应力C.残余应力8 .金属电偶腐蚀（D）A,与两种相互接触金属之间的电位差无关。9 .与是否存在腐蚀介质无关。C.发生在电极电位相同的两种金属之间。D.取决于两种相接触金属之间的电位差10 应力腐蚀是（B）A、发生在受拉应力的纯金属中的一种腐蚀开裂。B、发生在受恒定拉应力作用的合金构件中的一种腐蚀开裂。C、发生在受压应力的纯金属中的一种腐蚀开裂。D、发生在受压应力作用的合金构件中的一种腐蚀开裂。11 .应力腐蚀的三要素是（D）A、纯金属、拉应力和腐蚀介质环境。B、纯金属、剪应力和腐蚀介质环境。C、拉应力和剪应力，腐蚀介质。D、合金，恒定拉应力，腐蚀介质IL铝合金的丝

6、状腐蚀（D）A、是金属表面发生的均匀腐蚀。B、是由于金属暴露在氧中而发生的腐蚀。C、是由于热处理不当而发生的腐蚀。D、其特征是漆层下面有隆起。12 .不能用来解释不锈钢点蚀机理的是:（A）A.能斯特公式B自催化酸化作用C.闭塞电池D.环状阳极极化曲线13 .、腐蚀疲劳发生的条件是（C）A特定材料和敏感介质B静应力和腐蚀介质C交变应力和腐蚀介质D特定材料和静应力14 .下列材料在相同条件下较易腐蚀的是（B）A金属材料表面均匀B金属材料表面粗糙C金属材料电位较正D金属材料表面光滑15 .能够用来判断金属电化学腐蚀速度大小的是DA.电极电位B.能斯特公式C.电位-PH图D.腐蚀极化图16 .中性盐水

7、的阴极极化曲线DA.只反映氢去极化行为B.只反映氧去极化行为C.先反映氢去极化行为后反映氢和氧共同去极化行为D.先反映氧去极化行为后反映氧和氢共同去极化行为17 .为了控制奥氏体不锈钢的晶间腐蚀，以下方法无效的是：CA.重新固溶处理B.稳定化处理C.降低含碳量D.低温回火处理18 .钢铁设备在封闭系统的水中发生耗氧腐蚀时，腐蚀速度随着温度的升高而：CA.增大B.减小C.先增大后减小D.不变19 .下列金属中最不易发生钝化的是：BA.铭B.铜C.钛D.铝20.牺牲阳极保护法的依据是：DA.钝化机理B.成膜理论C.线性极化理论D.电偶腐蚀原理.专业.专注.21.下列体系中，不属于应力腐蚀的体系是：

8、CA.低碳钢在热浓氢氧化钠溶液中B.黄铜在氨水溶液中C.低碳钢在海水中D.不锈钢在热的氯离子溶液中22.不能用来解释不锈钢点蚀机理的是：AA.能斯特公式B.自催化酸化作用C.闭塞电池D.环状阳极极化曲线23.下列物质中不能作为腐蚀过程去极化剂的是：AA.H2B.02C.Cu2+D.CI224.进行阴极保护时：BA.被保护设备是阳极B.辅助电极是阳极C.设备的极化电位比自腐蚀电位正D.辅助电极不受腐蚀25 .下面那个图与原电池的极化曲线图最接近：B26 .、下列防腐措施中，属于电化学保护法的是（C）A、用氧化剂使金属表面生成一层致密稳定的氧化物保护膜B、在金属中加入一些铭或银支撑金属或合金C、在

9、轮船的船壳水线以下部分装上一锌锭D、金属表面喷漆27 .有关氯离子腐蚀，下列说法错误的是：CA、氯离子容易穿透金属表面氧化层进入金属内部，破坏金属的钝态。B、氯离子容易被吸附在金属表面，取代保护金属的氧化层中的氧，使金属受到破坏。C、大多数金属，在含氯离子的溶液中是通过氢去极化而腐蚀的，所以在氯离子浓度高的时候，容易产生腐蚀。D、氯离子的电负性质高，离子半径相对较小，使得其对金属的腐蚀很容易发生。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

10、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NaCI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NaCI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:AlAI3+3e孔外阴极反应：l2O2+H2O+2e2OH-孔口PH数值增高,产生二次反应:Al3+20H-A

11、I(OH)3AI(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02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AICI3,AICI3浓缩、水解等使得孔内PH数值下降，PH可以达到23,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

12、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,形成浓度差,而引起极化,从而造成金属腐蚀速度减慢。（3）电阻极化。在电极表面生成钝化膜,从而产生极化,造成金属腐蚀速度减慢。4 .简述钝化产生的原因及钝化的意义。化学因素：由强氧化剂引起的；电化学因素:外加电流的阳极极化产生的钝化。意义：提高金属材料的钝化性能；

13、促使金属材料在使用环境中钝化，是腐蚀控制的最有效途径之一。5 .简述晶间腐蚀产生的条件、机理、影响因素及其防止晶间腐蚀的措施。产生的条件：组织因素一晶界与晶内的物理化学状态及化学成分不同，导致其电化学性质不均匀;环境因素一腐蚀介质能显示出晶粒与晶界的电化学不均匀性。机理：贫化理论和晶间杂质偏聚理论。贫化理论：在某些条件作用下，铭沿晶界扩散速度要比晶粒内扩散慢，补充不上，在晶界上出现贫铭区，当处于适宜的介质条件下时，就会形成腐蚀原电池，Cr23C6及晶粒为阴极，贫铭区为阳极而遭受腐蚀。杂质偏聚或第二相析出理论：这种晶间腐蚀与。相在晶界析出有关。在过钝化电位下，发生的。相选择溶解。影响因素：1）加

14、热温度与时间，钢的最短加热时间和晶间腐蚀敏感性大小都与它的成分有关。2）合金成分：碳：奥氏体不锈钢中碳量愈高，晶间腐蚀倾向愈严重；铭：能提高不锈钢耐晶间腐蚀的稳定性。银：增加不锈钢晶间腐蚀敏感性。钛、锯：高温能形成稳定的碳化物。防止晶间腐蚀措施。变介质的腐蚀性；采用适当的工艺措施以尽量避免金属或合金在不适宜的温度受热，采用低碳和高纯的不锈钢或合金，把碳、氮等含量降到合理水平；在不锈钢中添加钛、铝等强碳化物形成元素，形成碳化钛和碳化铝，以减少晶界贫铭现象。6 .以不锈钢在充气的溶液中孔蚀为例，简述小孔腐蚀的机理。蚀孔内的自催化酸化机制，即闭塞电池作用。蚀孔一旦形成，孔内金属处于活化状态（电位较负

15、），蚀孔外的金属表面仍处于钝态（电位较正），蚀孔内外构成了膜孔电池。孔内阳极后广FLFe+2e反应：H2O+2e-*2OH孔外阴极反应：析氢反应:2H+2e=H2吸氧反应：O2+4H+4e=2H2O（酸性溶液中）；O2+2H2O+4e=4OH-（中性或碱性溶液中）（3）电流回路金属部分：电子由阳极流向阴极溶液部分：正离子由阳极向阴极迁移9 .金属氧化膜具有良好保护性需要满足哪些基本条件？I）PBR大于1;2）膜要致密、连续、无空洞、晶体缺陷少；3）稳定性好、蒸汽压低、熔点高；4）膜与基体的附着力强，不易脱落；5）生长内应力小；6）与基体具有相近的热膨胀系数；7）膜的自愈能力强。10 .绘出Fe

16、力0的EpH图，指出保护区、腐蚀区、钝化区和过钝化区。并举例说明该图的应用。答案：化腐蚀。材料与表面状态不同其氢过电位值不同，氢过电位值愈大，氢去极化腐蚀速度愈小，反之亦然。若杂质相的氢过电位很小，就会加速金属的腐蚀。.pH值减小，氢离子浓度增大，氢电极电位变得更正，加速金属的腐蚀.阴极区的面积增加，氢过电位减小，阴极极化率降低，析氢反应加快，从而导致腐蚀速度增大。.温度升高也使氢过电位减小，而且温度升高，阳极反应和阴极反应都将加快，所以腐蚀速度随温度的升高而增大。19 .影响氧去极化腐蚀的主要因素：阳极材料电极电位降低则氧去极化腐蚀的速度增大。溶解氧浓度增大，氧去极化腐蚀速度随之增大。但当溶

17、解氧浓度提高到使腐蚀电流密度达到该金属的临界钝化电流密度时，金属将由活化溶解态向钝化态转化，其腐蚀速度就会显著降低。.溶液流速越大，腐蚀速度也就越大。但当流速增大到氧的还原反应不再受浓差极化控制时，腐蚀速度便与流速无关。对于可钝化金属，金属便转入钝态。.盐浓度的增大，溶液的电导率增大，腐蚀速度将有所提高。但当盐浓度高到一定程度后，腐蚀速度反而会随盐浓度的提高而减慢。.温度升高氧的扩散和电极反应速度加快，因此在一定温度范围内，随温度升高腐蚀速度加快。但温度升高又会降低氧的溶解度（敞口系统），使金属的腐蚀速度减小。20 .影响腐蚀的材料因素、环境因素及结构因素各有哪些？答：影响腐蚀的材料因数（内因

18、）有:、金属的种类,、合金元素与杂质、表面状态,、内应力，、热处理,、电偶效应；环境因素（外因）:、去极剂种类与浓度,、溶液PH值,、温度、流速,、溶解盐与阴、阳离子;设备结构因素:、应力，、表面状态与几何形状,、异种金属组合,、结构设计不合理等。21 .金属构件发生电化学腐蚀时，对于大阴极-小阳极和小阴极-大阳极的结构，哪种的腐蚀危害性大？为什么？(2) 4为控制步骤。25 .论述点蚀的机理,并阐述点蚀与缝隙腐蚀的区别。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

19、解产生H+形成HCI等继续维持了点蚀(5)o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。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。26 .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。作图当阴极电流密度较小且供氧充分时，相当于极化曲线的EP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。当阴极电流密度增大时，相当于图中的PfS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

20、离子化反应和扩散共同控制。当ic大约等于id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。27 .何为缓蚀剂？缓蚀剂的分类？简要介绍不同缓蚀剂的作用机理。答案：缓蚀剂是一种当它以适当的浓度或形式存在于介质中时，可以防止和减缓腐蚀的化学物质或复合物质。缓蚀剂的分类：(1)按化学结构分为无机缓蚀剂和有机缓蚀剂。(2)按使用介质的PH值分为酸性介质(PH14)缓蚀剂、中性介质(PH=59)缓蚀剂和碱性介质(PH1012)缓蚀剂。(3)按介质性质分为油溶性缓蚀剂、水溶性缓蚀剂和气相缓蚀剂。作用机理：(一)缓蚀剂的吸附理论吸附理论认为，许多有机缓蚀剂属于表面活性物质，这些有机

21、物分子由亲水疏油的极性基和亲油疏水的非极性基组成；当它们加入到介质中后，缓蚀剂的极性基定向吸附排列在金属表面，从表面上排除了水分子和氢离子等致腐粒子，使之难于接近金属表面，从而起到缓蚀作用。如各种胺类化合物。(二)缓蚀剂的成膜理论.成膜理论认为，缓蚀剂能与金属或腐蚀介质的离子发生反应，结果在金属表面上生成不溶或难溶的具有保护作用的各种膜层，膜阻碍了腐蚀过程，起到缓蚀作用。(1)这类缓蚀剂中有一大部分是氧化剂，如铭酸盐、重铭酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐等，它们使金属表面生成是有保护作用的氧化膜或钝化膜。这类缓蚀剂相当于钝化剂的作用。(2)有一些非氧化性的有机缓蚀剂，如硫醇与铁在酸性介质中、唾麻与铁在盐

22、酸中，能够生成难溶的化合物膜层，叫做沉淀膜。沉淀膜起到类似于氧化膜的作用，达到缓蚀效果。（三）电极过程抑制理论这种理论认为，缓蚀剂的作用是由于缓蚀剂的加入抑制了金属在腐蚀介质中的电化学过程，减缓了电化学腐蚀速度。由图3-3可以看出，缓蚀剂的存在可能分别增大阴极极化或阳极极化，也可能同时增大阴极极化和阳极极化，根据缓蚀剂对电化学过程阻滞的类型，将缓蚀剂分为以下三种。1 .阳极抑制型缓蚀剂2 .阴极抑制型缓蚀剂3 .混合抑制型缓蚀剂五、综合题L下图是典型的阳极极化曲线，请指出:（金属用Me表示）（1）ER、bE、pE、opE.bl、Pl和B点、D点、E点、F点的意义。（2）A-B区、B-C区、C-

23、D区、D-E区、E-F区、F-G区的名称和A-B区、B-C区、C-D区、D-E区可能发生的阳极反应式。（3）利用该图说明外加电流法阳极保护的基本原理，并说明阳极保护的主要参数，应如何选择这些参数。-忸图里三s答:ER自腐蚀电位bE临界钝化电位（致钝电位）IbIp阳极电流密度i阳极电位EPE钝态电位(维钝电位)opE过钝化电位bI临界钝态电流密度(致钝电流密度)pI钝态电流密度(维钝电流密度)B金属钝化的开始点D金属过钝化的开始点E金属二次钝化的开始点F-金属二次过钝化的开始点(2)A-B区:活性溶解区:Me-Men+neB-C区:活化-钝化过渡区:3Me+4H2O-Me3O4+8H+8eC-D

24、区:钝化区或稳定钝化区:2Me+3H2O-Me2O3+6H+6eD-E区:过钝化区:Me3O4+4H2OMe2O72-+8H+8e可能还发生:40H-O2+2H2O+4eE-F区:二次钝化区F-G区:二次过钝化区外加电流法阳极保护的基本原理是将Me进行阳极极化，使其进入钝态区而得到保护。阳极保护的主要参数:临界电流密度bI、钝化区电位范围(pEopE)、维钝电流密度pI。选择这些参数时bl应越小越好，便于Me易于进入钝态区，且降低设备的投资费用;(PEOPE)越宽越好，便于Me维持在钝态区,否则Me很容易从钝化区进入活化区或过钝化区，不但起不到保护作用，相反，在通电情况下，只会加速Me的腐蚀；

25、pI应越小越好，便于Me维持在钝态，且耗电量小。2、Fe在25C,3%NaCL中腐蚀时，欧姆电阻不计。其腐蚀电位Ecrr=-0.54V(SCE)试计算此腐蚀体系中阴极、阳极控制程度。已知Fe(OH)2的金属在与空气接触溶度积KSP=L65x10-15,饱和甘汞电极(SCE)电位为0.244V,氧还原标准电位为0.4OlV,Fe溶为F，+的标准电位-0.44VoFe-2eFe2+Fe2+2OH=Fe(OH)2K1AS1-15解答：因为OH=W7所以P片+二、=-二0.165OH2W14EA=Eo+.F*=-0.44+92lgF2+-0A6VO2+2H2O+4e=4OHEc-Ecf+2.3RT4F

26、1=0401+Tlg=o8154r()=-0.54+0.244=-0.2967I=0.164Kc=1.11F阳极占：0.1640.164+1.1113%阴极占：1.110.164+1.1187%所以腐蚀属于阴极控制。3、试说明Zn在CUSO4溶液中能否腐蚀？解答：设Zn在CuS04溶液中能被腐蚀，产生两个电化学反应。两个反应的标准电极电位92+lv=-0.736F为：阳极反应：ZnZn2+2eZnIZn9巩+,=+0.337F阳极反应Cu2+2e-CUcucuAG=-nFE=-nF（媒仆媛产团）=-2964840,337-（-0.763）=-2122645J200mV):当强阳极极化时(a很大

27、)，ia=ioexp(FaRT)当强阴极极化时(c很大)，ic=-ioexp(FcRT)上式取对数整理，获Tafel关系一过电位与极化电流的关系:=a+bIgi其中a=-2.3RTIgio/anF,b=2.3RT/anFa-Tafel常数，与电极材料、表面状态、溶液组成及温度有关;bTafel斜率，与材料无关不大。(2)弱极化时的近似公式(2Hg2(NO)作为估算,可以取4(NOi)=1(NOa12(NO3)2)wC1(Hg2(NO3)2)Aea2(Hg2(NO3)2)c2fe2(NO3)2)eE_灯的任。3)，%3。3)(NO3王由g2i*0.26363=0.02888V=29mV8.314

28、298,15所以硝酸亚汞的存在形式为Hg2+o296485.309”7.wagner理论推导K常数过程：阳极反应：MeAfe2+2e,阴极反应：；。2+2e02,电池总反应：Me+O2MeO2总电阻二离子电阻+电子电阻R=R。+Ri=-I=(nn+n+nr=1)(AnekA(na+nc)kAkne(na+nc)假设在t秒内形成氧化膜的克当量数为J,膜长大速度以通过膜的电流I表示，则有虫=dtJIFADEkne(na+nc)E1=一=Ry积分得/二祟Z+c,则N2(%+nc)nekEJA=FD式中na、nc、ne分别为阴、阳离子、电子迁移数，k为氧化膜比导电，F为法拉第常数，E为金属氧化膜的电动势(G=-2FE),D为扩散系数,J为氧化物当量。8.