1、金屬腐蝕理論及腐蝕控制（跟著劍哥走，有肉吃。）v-和年腐習題解答1.根據表1中所列數據分別計算碳鋼和鋁兩種材料在試驗介質中的失重腐蝕速度蝕深度Vp,并進行比較，說明兩種腐蝕速度表示方法的差別。表1碳鋼和鋁在硝酸中的腐蝕試驗數據試驗介質30%HNO,25C試樣材料碳鋼鋁矩形薄板試樣尺寸（mm）2040330405腐蝕前重W(g)浸泡時間t(hr)4545腐蝕后重W(g)解：由題意得：（1）對碳鋼在30%HNO25C）中有:V一=/st=m?h又有d=m/v=20x40x=cnm?hVp=_/d=x=y對鋁在30%HN（25C）中有:b二2W鋁/st=m2?h3d=mfg/v=30X40X5X=c

2、m說明：碳鋼的v比鋁大，而Vp比鋁小，因為鋁的密度比碳鋼小(2)對不銹鋼在20%HNC25C)有：22表面積S=2兀X0.015+2兀xx=m2V=aVT/st=g/m?h試樣體積為：V=xxx=cm3d=W/V=g/cmVp=-/d=x=y,22對鋁有：表面積S=2ttX0.02+2兀xx=m2V=aVT/st=g/m?h2q試樣體積為：V=:tx2x=cmd=W/V=g/cmVp=-/d=x=y試樣在98%HN豌5C)時有：對不銹鋼：V-=AVT/st=g/m?hVp=-/d=x=y對鋁：V-=AVT/st=m2?hVp=-/d=x=y說明：硝酸濃度溫度對不銹鋼和鋁的腐蝕速度具有相反的影響

3、。3 .鎂在LNaCl溶液中浸泡100小時，共放出氫氣330cm3。試驗溫度25C,壓力760mmHg試樣尺寸為2020(mm)的薄板。計算鎂試樣的失重腐蝕速度V(在25C時水的飽和蒸汽壓為)解：由題意得：該試樣的表面積為：662S=2X(20X20+20X+20XX10=840x10m壓力P=mmHg=mmHg=根據PV=nRT則有放出的氫氣的物質的量為：6_n=PV/RT=x330X10/X(25+=2又根據Mg+2H>Mg+H2Mgfi章蝕的量為n(Mg)=所以：V=nMMg)/St=X840X106X100=g/m2?h查表得：dMg=g/cm3有：Vp=_/d=x=y4 .表面

4、積4cm2的鐵試樣，浸泡在5%鹽酸溶液中，測出腐蝕電流為Icor=。計算鐵試樣的腐蝕速度V-和Vp。解：由題意得：根據V-=A/nF=icor可知V=(A/nF)Icor/s=xx2xx4x=m2?h查表得d(Fe戶cm3Vp=_/d=x=y即鐵試樣的腐蝕速度V=g/m2*hVp=y第二章1 .將銅片和鋅片插在3%NaCl溶液中，測得銅片和鋅片未接通時的電位分別為+和-。當用導線通過電流表把銅片和鋅片接通，原電池開始工作，電流表指示的穩定電流為。已知電路的歐姆電阻為200。(1)原電池工作后陽極和陰極的電位差E-Ea=?(2)陽極極化值E與陰極極化值E的絕對值之和E+Ec等于多少？(3)如果陽

5、極和陰極都不極化，電流表指示應為多少？(4)如果使用零電阻電流表，且溶液電阻可以忽略不計，那么電流達到穩態后，陽極與陰極的電位差Ec-Ea、陽極極化值與陰極極化值的絕對值之和Ea+E等于多少？電流表的指不又為多少？解：由題意得：(1):根據Ec-Ea=IR貝U有：Ec-Ea=IR=x200歐=30mV=即原電池工作后陽極和陰極的電壓差Ec-Ea=：AEa=Ea-Eoa|Ec|=Eoc-EcEa+|Ec|=Ea-Eoa+Eoc-Ec=(Eoc-Eoa)-(Ec-Ea)=+即陽極極化值4Ea與陰極極化值Ec的絕對值之和為。(3):如果陽極和陰極都不極化，則有Pc=0,Pa=0Icor=(Eoc-E

6、oa)/R=+/200=即電流表指示應為。(4)：當使用零電阻電流表時有，陽極與陰極的電位差Ec=Ea,則有:電位差Ec-Ea=0由(2)知：AEa+|Ec|=(Ea-Ec)-(Eoa-Eoc)=0-Icor=103(Pc+Pa)=+/=2 .某腐蝕體系的參數為:E 0a = ,E0c = ,Ecor =當R=0時，Icor=10mA,該腐蝕電池屬于什么控制類型？如果歐姆電阻R=90，那么Icor=?腐蝕電池又屬于什么控制類型?解：由題可知：當R=0時有:Icor=(Eoc-Eoa)/(Pc+Pa)2Pc+Pa=(Eoc-Eoa)/Icor=(+)/10x10=120Q3Pc=(Eoc-Ec)

7、/Icor=+/10x10=100Q則有Pa=120-100=20。因為Pc>>Pa所以該電池屬于陽極極化控制。當歐姆電阻R=90Q時有：'Icor=(Eoc-Eoa)/(Pc+Pa+R)=+/(120+90)=因為R與Pc接近，所以該腐蝕電池為歐姆電阻和陽極極化共同控制第三章1.在下列情況下，氧電極反應的平衡電位如何變化：(1)溫度升高10C(取Po2=1atm,pH=7)。(2)氧壓力增大到原來的10倍(溫度25C)。(3)溶液pH值下降1單位(溫度25C)。解：在中性溶液中，陰極的反應為：O+2HO+&=4OH-其平衡位則為Ee=E(OH-/O2)+RTIn(

8、Po2/aOH-)nF(1)當溫度升高10c后有：Ee=E(OH-/O2)+R(T10)XIn(Po2/aOH-)nF=E+RTIn(Po2/aOH)+InPWaOH-nFnF則平衡電位變化量4EeUEe'-Ee=In(Po2/aOH-)nF理mPo2嗎aOH-nFnF又因InaOH=aOH,則有lga=pH-14OH所以：Ee1=10x(4X96500)乂InPa-10X(4X96500)X4XX(7-14)=0+=>0即：溫度升高10c后平衡電位正移。(2)當氧壓力增加到原來的10倍時Ee"=E+RTln(10PQ2/aOH尸E+RTln10+RTIn(P02/a：

9、H-)2nFnFnF日二Ee''Ee=RTln10nF=x/(4x96500)x=>0即氧壓力增大到原來的10倍時有氧電極平衡電位正移(3)當溶液pH值下降1時有Ee'''=E+RTIn(PQ2/aO,H-)=E+肛InPq24RTIna°H-3nFnFnFE3=Ee'''Ee=E+RTInPq2幽Ina°H(E+RTInPq2nFnFnF4RTM、naOH)nF="(ph14)+膽(pH14)nFnFRT78.315298.152.3、=X=>0F96500即pH值下降1個單位，氧電壓反

10、應平衡電位正移。2.將鐵置于飽和空氣的堿溶液(pH=10)中，按陽極反應為(1) Fe+Fe2+2e(2) Fe+2OH-=Fe(OH)2+2e計算腐蝕傾向，二者是否相同？為什么？解：在pH=10的堿溶液中，去極化還原反應為：Q+2HO+*=4OHEe=E +RT nFIn (P02/ aOH -)+ 0.059141g 1016(1)當陽極反應為Fe=Fe2+2e有Fe2+2OH=Fe(OH)a15查得KSpFe(OH)2=X10221587a(Fe)=KspFe(OH)/aoh=x10/10=x10mol/Lt2由：Fe=Fe+2e2又有Eea=+a(Fe)7=+10=(2)當陽極反應為F

11、e+2oh=Fe(OH>+2e查表有Ee?=OH=104mol/LFe/(OH)2Ee=E+RTIn(1/aoh4)nF4=+x/(2x96500)X2X10綜上則有兩種計算所得結果相同，即二者的腐蝕傾向一樣3,將兩根銅棒分別浸于LCuS。溶液和LCuSO4溶液，組成一個金屬離子濃差電池。(1)哪一根銅棒是陽極，哪一根銅棒是陰極？(2)寫出陽極反應和陰極反應，計算其平衡電位。該金屬離子濃差電池的腐蝕傾向是多少伏？2解：(1)銅棒在mo1/LCuSO4溶凝中時有：Cu=Cu+2e2查表得：丫(Cu)=又根據Ee=+-RTIna(Cu2)Cu/cu2nF0.059.、/lgx當銅棒在LCuS

12、O溶液中時有：丫(Cu2)=Ee'=E°+RTlna(Cu2),Cu/cu2nF=+等-因為Ee<Ee一即銅在mol/LCuSO4溶液中的電位比在Cu/cu2Cu/cu2LCuSO溶液中電位低。故有銅在mol/LCuSO4溶液中作陽極，而在LCuSO溶液中的銅棒作陰極。2(2)陽極反應：Cu=Cu+2e其平衡電位Eea=2'陰極反應Cu+2e=Cu,其平衡電位Ee=(3) Eec=EeCu /cu 2而Eea=EeCu/cu2有腐蝕傾向EecEea=27mV即該金屬離子濃差電池的腐蝕傾向是27mV第四章1 .表面積為20cm2的鐵樣品浸泡在PH=1的除氧酸溶液中

13、，經過50h試驗，測得了鐵樣品的損失質量為，已知在鐵的表面上析氧反應符合Tafel公式Y=,刀的單位為V,i的單位為A/cm2，試計算：(1) 樣品厚度的減少h(mm);(2)鐵電流的腐蝕電流密度icor(A/m2);(3)鐵試樣的腐蝕電位Ecoro解：(1)根據失重腐蝕v-=-w0.11g/m2.hst2010450.Vp=V.dfc=x 1/= mm/y有h=X50/(365X24)=即樣品的厚度加少量為A(2)根據vic0r可知有：nFi cornFVA2 26.8 155.80.9606A/m2陰極反應2H+2e=H2當pH=1時其平衡電位Eec=x1=(V)在腐蝕電位下，陰極反應過電

14、位：c=Ecor-Eec=-lg匕。(V)所以巳or=-lgicor+Eec=-X(X10)-=(vsSHE)=-=-(vsSCE)擴散系數2.海水中的含氧量為L,求一年中鋅的消耗量？(氧的擴散層厚度為102cm,為D=x105cm2/s,Zn的原子量為)。解：由題知有：在海水中陰極反應為：O2+2H2O+4e=4OHdNcbcs在穩定條彳時有：|ic|二Nf|dN|=nFDcdtbsc當c減小到零時有|ic|=id=nFD23.2mg/L,“2=4Xcm/sx/10cm32g/mol=4xxx10-5xx10-3/(32x10-4)X3600X10x10-3=m2-icor=id=m查表得d

15、zn=cm3Zn-2e=Zn2+有腐蝕深度Vp=V_876icordzndnF8.7665.40.7332/(7.1226.8)1.104mm/aA2失重腐蝕速度：V=icor65.40.7332/226.80.8956g/m2.hnF3對如下兩個電極系統：(a) Hg-LHCl(b) Pt1mol/LH2SQ分別進行陰極極化，測量數據列于表1。要求：(1)分別畫出在汞電極上和鉗電極上析氫反應的陰極極化過電位曲線。(2)圖上求Tafel斜率bc和交換電流密度i°。(3)為了使電位偏離平衡電位+10mV,需要通入多大的外加極化電流(取n=1)?比較兩個電極的極化性能。表1陰極極化實驗數

16、據(25C)極化電流密度ic極化電位E(V,vsSCE)(A/m2)Hg電極Pt電極35X10X103103_25X10210101解：(1)對于Hg電極有：陰極反應：2H+2e=H2有Y=RT2nFEec=ln(2H)20.0591lg(0.10.796)0.065(V)當|ic尸103A/m2即lg|ic|=3時有y E Eec1.6164(VsSce) 0.065 ( 1.6164 0.242) 0.0651.311(V)同理有：當 |ic|= 5 102A/itf時，lg|ic|= 時有:y 1.5780 0.242 0.064當 |ic|= 102 時，lg|ic|=2, y當 |i

17、c|=10 時，lg|ic|=1, y當 |ic|=1 時，lg|ic|=0, y1.272(V)1.5085 0.242 0.0651.202(V)1.3815 0.242 0.0651.080(V)1.2665 0.242 0.0650.961(V)對于 Pt 電極有：2H+2e=H2,當 H2SO4 為 1mol/L 時 Y=RT 2 Eec= ln(2H )20.05911g(2 0.13)0.035(V)nF當 |ic|= 5X 103A/ m2即 lg|ic|=3 時有：y E Eec 0.5370(VsSce) 0.035 ( 0.5370 0.242) 0.0353 , |ic

18、|= 5X10 時，lg|ic|=, y 0.4991 0.242 0.0350.222(V)3當 |ic|=10 時，lg|ic|=3, y 0.4511 0.242 0.0350.171(V)當 |ic|= 5 102 時，lg|ic|=, y 0.3362 0.242 0.0350.059(V)當 |ic|= 102 時，lg|ic|=2, y 0.3362 0.242 0.0350.059(V)0.26(V)當極化曲線如下:0.0/V-0.4 _Hg電 極-G_Pt電極位-0.6電-0.8 -lgic / (A/ m 2)(2)由圖知直線斜率即為Tafel斜率bc,截距為氫過電位a。對

19、于LHCl有：八1.311(0.961)斜率00.11730.Tafel斜率bc=-=當|ic|取1時有c=,即氫過電位a=，由塔菲爾公式：cbclgi0,得：0=i則：lgi°=即i°=x108A/m2對于Pt-1mol/LH2SQ有:斜率0.26(0.176)3.75 30.112.Tafel斜率bc=V當|ic|取1時有c=,即氫過電位a=由塔菲爾公式:cbclgi0,代入有：=i0得i0=m2(3)當極化值AE=10mv時，屬于微極化范疇，由Fanardy方程式：i二刀/Rf對于LHCl有：Rf=RT/(i°nF)=X298/(96500X)=x105Qi

20、Hg=r/Rf=x105=x10-8A/m2對于Pt-1mol/LH2SQ有:Rf=RT/(i0nF)=X298/(96500X)=x10-4QiPt=r/Rf=x10-4=16A/m24.鉗電極在充氧的中性水溶液中進行陰極極化，電極表面發生氧離子化反應。利用氧離子化反應的動力學參數(bc=,i0=x10-6mA/cm2=x10-5A/m2),計算當ic=7X10-2mA/2cm時，陰極極化過電位，其中儂度極化過電位濃和活化極化過電位活各占多大比例？擴散層厚度取=10-2cm,水中溶解氧濃度為L。比較氫電極反應和氧電極反應的陰極極化特征。32103解：儂度極化時有：Cb3.2mg/L3.210

21、3g/Lg/L104mol/L32g/mol極限擴散電流密度idnFDC時代入數據,則有：id0.733A/m2426.8A/mol1.9105104m2/h3600104103mol/m3,一221010m.yc濃bclg(1山)0.110lg(10.%733)0.525Vid.活化極化時有：yc活bclg40.110lg07r0.110lg(0.58105)0.525Vi01.198105，陰極極化的過電位ycy濃y活0.148(0.525)0.673V.有：Wy.0.525100%78%Wy濃yc活yc活yc0.6730.148100%22%0.673所以氧電極受濃度極化與活化極化共同控

22、制，其中活化極化占大部分，而氫電極主要受活化極化控制。5.一個活化極化控制腐蝕體系，陰極反應和陽極反應的交換電流密度為i0、i：;Tafel斜ca率為bc、ba；腐蝕電位滿足條件EeaEorEeco設加入陰極性緩蝕劑，使陰極反應受到抑制，陰極反應交換電流密度改變為(i0)。假定其他參數都不改變，此時腐蝕電位負移到Ecor,腐蝕電流密度下降到i地。(1)作加入緩蝕劑前后腐蝕體系的極化曲線圖。（2）用圖解法求腐蝕電流密度的變化cor/icor和腐蝕電位的變化corEcoro解：極化曲線如右圖；由（1）的極化曲線利用圖解法求解得：在4ABC中，直線段位兩平行線，則有:CDbatan,bctanDBC

23、DADba,bc分別為未加入緩蝕劑時陽極反應和加入緩蝕劑后陰極反應的Tafel斜率:DB根據DB-DBABABDBABADDB(CDCDDCCD)1AB,即DBbcbcba1)1AB由圖可知有:DB(lg|icor'|lg|icorI)i'corx(lg)icorADBDCD/Iicor'、1/(lg1)(CD1corBDCD|i0'(l年ADBDEEcor'Ecorbababcbc6.一個陽極反應受活化極化控制、擴散電流密度為id,腐蝕電位為11,AB1)1,lgii(lg|ic0'|lg|ic0|).0ic1(lg%)1iccorcorbcb

24、cbai*一lgF,又EcorEcorCDicCDBDBD,0,iclgicbabcbabc.0,iclgic陰極反應受濃度極化控制的腐蝕體系，陰極反應的極限Eoro由于攪拌使陰極反應的極限擴散電流密度上升到id,陽極反應參數不變；腐蝕電位正移到Ecor。(2)解：(1)(2)作腐蝕體系的極化曲線圖。用圖解法求腐蝕電位變化極化曲線如右圖；由（1）極化曲線可知，在4E=EcorEcoroABC中陽極反應的Tafel斜率batanACAB腐蝕電位變化EEcor'EcorACABtan(lg|id'|lg|id|)tanbalg|id'|id|思考題:1.交換電流密度的概念及

25、意義，與電極反應極化性能的關系；過電位和電極反應速度的關系。動力學方程的一般表達式；Tafel方程式的數學形式、圖形表示以及適用條件；極限擴散電流密度的計算。答：析氫腐蝕的陰極反應是氫離子的還原反應，發生電學腐蝕的條件是Eea<Eec發生析氫腐蝕的體系包括標準電位負值很大的活潑金屬；大Me/MenH2/H多數工程上使用的金屬，如Fe在酸性溶液中，正電性的金屬一般不會發生析氫腐蝕。但是當溶液之中含有絡合劑使金屬離子活度很低時正電性金屬也可能發生析氫腐蝕。析氫腐蝕的陰極反應和陽極反應都要受活化極化控制，其電極反應的阻力表現為交換電流密度的大小，比較電極反應的阻力，則只需比較交換電流密度。因為

26、氫離子還原反應受活化極化控制，因此析氫反應符合Tafel公式：c=a-blgic其中影0響析氫反應動力的有a值，即與i有關，與材料本身及狀態，環境PH值等有關。c所以綜合其影響因素有：pH值，溫度，及溶液中其他組分，金屬本身雜質，陰極還原面積，表面狀態等。2 .對受氧擴散控制的吸氧腐蝕體系，當id增加到一定程度，陰極反應將由濃度極化控制轉變為濃度極化與活化極化共同影響。這種控制特征的變化與電極金屬材料有什么關系？用極化圖進行分析。答：在ic«id時，D2的還原反應受活化極化控制，當增加到約-id時，還原反應2受活化極化與濃度極化共同控制。當id增大到陽極極化曲線的交點，越出了氧化擴散

27、控制電位，則自然狀態下陰極反應不再受濃度極化控制，如曲線3所示。與陽極極化曲線的交點在混合控制電位區間，必須考慮活化極化作用。在分析腐蝕速度的0影響因素時，應包括氧化極限擴散電流密度id和還原反應交換電流密度i兩方面。c3 .(1)在pH=0的除氧硫酸銅溶液中(aCu20.1mol/L)，銅能否發生析氫腐蝕生成Cu2+?如果能發生，腐蝕傾向是多少伏？(2)在pH=10的除氧氧化鉀溶液中(aCNoamol兒)，銅能否發生析氫腐蝕？如果能發生，腐蝕傾向是多少伏？設腐蝕生成的Cu(CN)2-離子的活度等于10-4mol/L,已知電極反應Cu+2CN-=Cu(CN)2-+e+ 2e的標準電位E0=。2

28、解(1)由題意可知，銅的氧化反應為Cu=Cuo查表知，銅電極反應的標準電位E=則銅的氧化反應的平衡電位為Eea=Eo+RTlnCu2/Cu2F=+XX又在PH=0的除氧硫酸銅溶液中有2h+2e=H2析氫反應的平衡電位Eec=Eo+RTlnh/Ph2nF2Cu 。+ e得Eec=-xPH=<0=0V由電位比較準則知Eea>Eec,所以銅不可能發生析氫腐蝕生成(2)由題意可知，銅的氧化反應為CU+2CN=Cu(CN)2該電極反應的標準電位Eo=則銅氧化反應的平衡電位為loRT.Eea=E+lnCu(CN)2/(CNxCN)4 2=+100.5在PH=10的除氧硫酸銅溶液中有2h+2e=

29、H2析氫反應的平衡電位Eec=xPH=x10=由電位比較準則知Eec>Eea所以銅能發生析氫腐蝕。其腐蝕傾向E=Eec-Eea=56mV2.(1)推導氫電極反應交換電流密度i0與溶液pH值的關系式。(2)在1mol/L鹽酸溶?中，Fe表面上氫電極反應的i0=x10-6A/cm2,在L鹽酸溶液中Fe表面上氫電極反應的i0=?(取Tafel斜率b=。(3)當酸溶液的pH值改變一個單位，氫電極反應的Tafel公式中的a的絕對值a改變多少伏？解：(1)由io=nFkOCHexp(-Eec/)兩邊同時去對數得ln=lnnFkOCHexp(-Eec/)2.3RTi其中Eec=1gH=nF代入式中得l

30、gio=(nFkOCH)+/即lgio=lg(nFkOCH)+PH=lg(nFkO)P出PH令lg(nFkO)=k=常數，取=則有lgio=k-P毋=k-即氫電極反應交換電流密度與溶液PH值的關系式為lgio=k-(2)在1mol/LHCl溶液中：C(H)=1mol/LPH=-lgH=-lg1=0又lgi°=klgxio6)=k0得卜=當為LHCl溶液時不考慮活度，h+=mol/LPH=-lgh=2lgio=k-=io106.6107考慮活度系數，在1mol/LHCl溶液中H活度系數為PH=-lgH=又1gio=k-.6、1gx10)=k05X即k=在LHC1溶液中，活度系數為3、P

31、H=-1gH=-1gx10)=1gio=k-io=xio7A/cm2即在LHC1溶液中，不考慮活度系數io=io6.6=xio7A/cm2,考慮活度系數io=xio7A/cm2。(3) PH值改變一個單位時，a=A1gio又alg=(k(kpH，)=(pH'PH)=得a=X=59mV即當酸溶液PH值改變一個單位，氫電極反應Tafel的公式中的a的絕對值a改變59mV3.鋼制容器用作酸溶液的中間貯槽，與酸溶液接觸的表面積為15n2,進入貯槽的酸溶液的工藝條件為：pH=,25C,1atm,并含有L的溶解氧，流量min。實驗測出容器表面的腐蝕電位E-=(vsSCE)。(1)求鋼容器的腐蝕速度

32、。(2)求流出的酸溶液中的氧含量。擴散層厚度取=5X10-3cmo解：（1）析氫反應陰極2H+2e=HEec=Eo+RTlnHxh/Ph2nFr2.5=H=Xlg10=oo6.85272lgi=艮4=10=xioA/cm=Ecor+=+=roo0.15/0.1180.15/0.118由=ic|i|ic=i乂10=X1062=xioA/cm吸氧反應O+4H+4e=2HO22i=nFDCb/d=4X 96500X x io4 A ,2=x io A/cm4i =i + ic =X 10 cor d42=x io A/cm因 Vp=x v /d mm/y ,所以Vp= dx給x i = nFcor=

33、mm/y(2)氧消耗速度為：(i d x S)/(Fn) X60X733x io )/(5 x io )X106+ X 10V =叢 x i g/( m2 h) nF cor8 765644876 x m x x io x io7.953.6A=x 15)/(96500 x 4) x 60 x 32=g/min流入酸中的氧流量為g/min所以剩余氧量為一=g/min=mg/min即鋼容器的腐蝕速度為Vp=mm/y,流出的酸溶液中的氧含量為g/min,即為mg/min。第六章1.鐵和兩種不銹鋼在除氧的L硫酸溶液中的鈍化參數列于表1。(在不銹鋼表面上析氫反應動力學參數采用鐵的數據)(1)這三種體系

34、的陽極反應電流峰值ip分別為多少？(2)如果要由通入氧氣來使鐵和不銹鋼鈍化，溶液中最少需要含有多少氧(mg/L)?表1三種腐蝕體系的鈍化參數材料溶液&(V)i致(mA/cm2)FeLH2SO+200Cr25不銹鋼LH2SOCr25Ni3不銹鋼LH2SO(1)解：陰極反應：2H+2eH2Eec0.05911gHec查表可得：當硫酸溶液為L時,Eec=又 ab1g ic, 其中 Iic=|iEP查表可得：a=,b=.對于Fe：EPEec0.460.0480.508Vlic=|ic|EP= 10-10 (A/c m 2)3故 i ' + ic =200 d n +i p i 致 i

35、c ep 1010 10 =200 mA2cm=A/c m 2.對于Cr25不銹鋼：EPEec0.180.0480.132Vlic=ic|EP=10-5A/cm23522故ipi致+icEP=10+10=10A/cm.對于Cr25Ni3銹鋼:EP Eec 0.11 0.0480.062Vic=lic EP10-6 A/c m2故. i + ii p i 致 i cEP=2 103+ 106=2 103 A/c m2(2)使鐵和不銹鋼鈍化時應滿足:bnFDcip,即：b ip查表可得:1.9.對于Fe：26.8A.h/mol,210 cm0.2 10nFD 4 26.8 1.9 10 5 360

36、03100.273mol / L因為氧含量不能達到 L,不能使Fe專屯化.對于Cr25不銹鋼22.54 105 3nFD 4 26.8 1.9 103600 103.46210 mol / L要使.對于Cr25不銹鋼鈍化，溶液中的氧含量至少應為Cr25Ni3不銹鋼：10-2 mol/L要使32. 1053nFD 4 26.8 1.9 103600 102.73310 mol / LCr25Ni3銹鋼鈍化，溶液中的氧含量至少應為10-3mol/L2 .如果鈍化體系的真實陽極化曲線與真實陰極極化曲線相交產生三個點時，為什么會出現陰極極化電流現象？答：在自然腐蝕狀態，金屬可能發生活性溶解腐蝕，也可能

37、鈍化。在陽極極化過程中由于發生析氧反應，使陰極電流密度icia,從而造成i+0,表現為陰極電流，所以實測陽極極化曲線上將出現一段陰極極化電流區。第七章3 .金屬表面的膜具有保護性的條件是什么？(1)體積條件(P-B比),氧化物體積與消耗的金屬體積之比大于1是氧化膜具有保護性的必要條件。(2)膜有良好的化學穩定性，致密，缺陷少，蒸氣壓低。(3)生成的膜有一定的強度和塑性，與基體結合牢固。否則，由于膜生長過程中體積膨脹產生的內應力向能造成膜的破裂和剝離。(4)膜與基體金屬的熱膨脹系數差異少，在溫度急劇變化時不致造成膜的破裂。4 .提高合金抗高溫氧化性能的途徑有哪些?(1)按Haufe原子價定律，加

38、入適當合金元素，減少氧化膜中的缺陷濃度。(2)生成具有良好保護作用的復合氧化物膜。(3)通過選擇性氧化形成保護性優良的氧化膜。(4)增加氧化物膜與基體金屬的結合力。在耐熱鋼和耐熱合金中加入稀土元素能顯著提高抗高溫氧化性能。5 .已知PdO在850C時的分解壓力等于500mmHg在該溫度下Pd在空氣中和1atm氧氣中是否能氧化？解：由題意得：2P升O=2PdO的分解壓力p=500mmHg=PdO760mmHg(1)在(850+)K時，1atm中的自由始變化為：G=RTlnPpdo=x(850+xin0658-)J/molPo21=J/mol=mol因為P=1atm>P=,所以G=mol&l

39、t;0o2PdO'根據自由始準則可知金屬Pd在1atmO中能被氧化。(2)P空氣二atmPd在空氣中時有：Ppdo0.658、G=RTln=xxln)P空氣0.21=J/mol=mol因為4G>0,根據自由始準則知Pd在空氣中不能被氧化。4.已知鋅發生高溫氧化時的P-B比等于，鋅的密度為cm3。在400C經過120小時氧化,測出增重腐蝕速度為m2hr。鋅試樣表面氧化膜的厚度等于多少？解：由題意得：2Zn+O=2ZnOP-B比=Vmeo=_Md_(Mzno=81A=56)VmenAD3.=(81xcm3)/(1X56XD)(D=cm)又有V=AW/(st)=g/(m之.h)根據v=

40、2Amev16m可知V=AW/(st尸(Sh1D)/(St)=(m2-h)Zn發生氧化時減小的質量為：2=ShD(h1一Zn減小的厚度)所以：V=AW/(st尸(Sh1D)/(St)=(m2-h)h=Vt/d=(m2-h)X120)/Xl06g/cm3)=x106m而生成氧化膜即ZnO增加的質量為：W=ShASh1D(h生成氧化膜厚度)V=(ShD-Sh1D)/(St)=Vh=(Vt+h)/D666=x120+x10XX10)/X106)m=x106m即生成氧化膜的厚度為x106m第八章1.氯離子活度對四種不銹鋼的擊穿點位Eb的影響分別為：(1) Cr17Eb=+(V)(2) Cr18Ni9E

41、b=lgaCl-+(V)(3) Eb=lgaCl-+=(v)(V)(4) Cr26M01Eb=+(V)排出在3%勺NaCl溶液和2mol/LNaCl溶液中這4種不銹鋼的耐腐蝕性能的順序。解：(1)在2mol/L的NaCl溶液中有：r=-aci-=C(Cl)r=20,671.34mol/L3Cr17Eb=+=9,3210(v)Cr18Ni9Eb=lgaCl-+=(v)Eb= lgaCl+=(v)Cr26M01Eb=+=(v)因為擊穿點位越正，材料的耐腐蝕性越好，故在2mol/L的NaCl溶液中4種不銹鋼的耐腐蝕性能的順序由強到弱分別是：>Cr26M01>Cr18Ni9>Cr17

42、(2) .在3%勺白NNaCl溶液中有：x設在100克水中溶有x克NaCl即一x一100%3%x100解得xCl x 3.09/58.443.09g ,所以 c 0.5mol/LM 0.158.440.9797 10 3mol/L 0.347mol / L查表知r= ar.ClClr0.5130.675mol/L0.347mol/LCr17Eb=0.059Cr18Ni9Eb=+=(v)Eb=+=(v)Cr26M01Eb=+=(v)故在3%勺NaCl溶液中4種不銹鋼的耐腐蝕性能的順序由強到弱分別是：Cr26M01>>Cr18Ni9>Cr172.金屬在酸溶液中發生的縫隙腐蝕可以用氫離子濃差電差電池來說明，設將Fe試樣浸泡于pH=0的酸溶液(25C)中，縫內氫離子難以補充，使pH上升到3。問：(1)縫內Fe表面和縫外Fe表面哪個是陰極哪個是陽極？(2)求縫外Fe表面陽極溶解電流密度ia1和縫外Fe表面陽極溶解電流密度ia2的比值。解：(1)縫內:Eec=x3=縫外:Eec=0V所以Fe在酸溶液中發生析氫腐蝕，Eec隨溶液pH值增高而負移，因此縫內Fe表面電位負移，為腐蝕電池的陽極，縫外Fe表面的電位正移，為腐蝕電池的陰極。(2)溶液電阻不計時，則縫內表面(陽