腐蝕習題集-研究生

1、?金屬腐蝕與防護?課程習題集1. 低碳鋼在海水中的腐蝕速度為0.4440 g/m2×h，試換算成mm/a表示的深度指標，并計算電流密度。設rFe = 7.8 g/cm3。 參考答案：VL = 0.500 mm/a，ia = 4.26 ´ 10-5A/cm22. 常用的評定金屬均勻腐蝕速度的方法有哪幾種？如何進行相互之間的單位換算？為什么這些方法不適用于局部腐蝕？3. 20#碳鋼試片規(guī)格為25´30´3mm，懸掛小孔徑3mm，浸在25oC的自來水中，試驗前試片重17.0858 g，浸泡10天后取出，去除腐蝕產(chǎn)物后稱重為16.9988 g，問：試片年腐蝕率多

2、少mm/a？假設用該材質(zhì)制作盛水儲罐，假定使用期20年，壁厚至少要多厚？設rFe = 7.8 g/cm3。 參考答案：4.40mm4. 測得鐵在H2SO4中的腐蝕電流密度ia = 1 ´ 10-5A/cm2，試將其換算成重量表示法及深度表示法的腐蝕速度。鐵的摩爾質(zhì)量為55.84 g，rFe = 7.8 g/cm3。 參考答案：V- = 0.104 g/m2×h，VL = 0.177 mm/a5. 有一鋅樣品外表積為30 cm2，重量為21.4261 g，在400oC高溫空氣中氧化180小時后重量為21.4279 g，rZn = 7.14 g/cm3。試求：V-、V+、VL。

3、參考答案：V+ = 3.33´ 10-3 g/m2×h，V- = 1.35 ´ 10-2 g/m2×h，VL = 1.656´ 10-2 mm/a6. 什么是金屬的腐蝕？舉例說明金屬腐蝕與防護的重要性。7. 什么是化學腐蝕和電化學腐蝕？舉例說明。8. 按腐蝕形態(tài)分，金屬腐蝕可分為哪些類型？9. 在25°C、1atm下，計算鐵電極Fe2+/Fe在標準狀況下的氫標電位(aH+ =1，aFe2+ = 1)，mFe2+= -84935.2 J/mol。 參考答案： j°Fe2+/Fe = -0.440V 10. 求25°C

4、時以下電池中，正負極的電極電位各為多少伏？電池電動勢有多大？ Pt½Pb½Pb2+a = 0.02½½Cl-a = 0.1½Cl21atm½Ptj°Pb2+/Pb = -0.126V，j°Cl2/Cl- = 1.359V參考答案：E = 1.593V11. 寫出能斯特公式的一般表達式及推導，它的適用范圍，公式中各系數(shù)的含義。12. 以下電池中，哪個電極發(fā)生氧化反響？哪個電極發(fā)生復原反響？Ag，AgBr½Br-a = 0.001½½Cl-a = 0.01½AgCl，Ag其j&#

5、176;Ag，AgBr/Br- = 0.095V，j°Ag，AgCl/Cl- = 0.2224V參考答案：左邊發(fā)生氧化反響13. 如何根據(jù)腐蝕反響自由能變化(DG)T,P判斷金屬腐蝕發(fā)生的可能性？14. 如何根據(jù)電極電位判斷金屬腐蝕發(fā)生的可能性？15. 試確定25°C時，鐵在中性的水中是否有可能發(fā)生析氫腐蝕？：Fe(OH)2的溶度積為1.65 ´ 10-15，空氣中PH2 = 5.065 ´ 10-5 kPa，j°Fe2+/Fe = -0.440V，水的離子積為1.008 ´ 10-14。 參考答案：可發(fā)生16. 某一循環(huán)冷卻水系統(tǒng)采

6、用碳鋼冷卻管。當循環(huán)冷卻水中含有1 ´ 10-5 mol/L的Cu2+時，會否在碳鋼管上析出Cu？ 參考答案：會17. 什么是腐蝕原電池？其根本組成是什么？腐蝕原電池有哪幾種類型？18. 什么是微觀腐蝕電池和宏觀腐蝕電池？分別是如何形成的？19. 什么是電化學腐蝕的次生過程？20. 電位-pH圖構(gòu)成的根本原理是什么？21. 電位-pH圖中點、線、面的含義是什么？22. 根據(jù)Fe-H2O體系電位-pH圖，處于腐蝕區(qū)的Fe可采取哪幾種方法防止被腐蝕？23. 什么是實驗電位-pH圖？它對腐蝕研究有何意義？24. 什么是極化？去極化？它們在腐蝕與防護研究中有何意義？產(chǎn)生極化的原因有哪些?25

7、. 如圖2-1所示，鋅銅電極面積均為5cm2，線路內(nèi)電阻120W，外電阻110W。斷路時，兩電極電位值分別為：jCu = 0.05V，jZn = -0.76V。問：電路剛接通瞬間電流密度有多大？它是測得的穩(wěn)定值200mA的多少倍？并求出電路穩(wěn)定時的電池的總極化值。 圖2-1 銅鋅原電池示意圖(注：Dj總 = Dja + |Djk| ) 參考答案：7.043 ´ 10-4A/cm2；17.6倍；0.764V26. 什么是濃度極化？產(chǎn)生原因是什么？27. 什么是極限擴散電流密度？它受那些因素影響？28. 什么是活化極化？產(chǎn)生原因是什么？29. 電極電位的變化對電荷傳遞步驟會產(chǎn)生什么影響？

8、其影響的實質(zhì)是什么？30. 試計算18oC時，用1mA/cm2的電流密度在銀電極上電解0.1mol/L 的AgNO3水溶液時的陰極濃度極化過電位值。|id| = 2 mA/cm2。 參考答案：|h| = 0.017V31. 在pH=1的除氧H2SO4中對鉑電極進行陰極極化，測得以下數(shù)據(jù)，求氫離子在鉑電極上放電的b、i0值。iA/cm2 jV1 -0.01 -0.3342 -0.1 -0.364參考答案：b=0.03V；i0 =6.81 ´ 10-12 A/cm232. 電化學極化與交換電流密度i0大小有何關系？33. 在酸性介質(zhì)中測得下述金屬電極上陽極過電位的數(shù)據(jù)滿足Tafel關系：

9、|h|=a+blg|i|，a、b值分別為 Cu Pb Hg aV 0.87 1.56 1.40 bV 0.120 0.110 0.118求在Cu、Pb、Hg上的反響傳遞系數(shù)a、b和交換電流密度i0。設n=1參考答案：i0Cu = 5.62 ´ 10-8 A/cm2；i0Pb= 6.58´ 10-15 A/cm2；i0Hg = 1.37 ´ 10-12 A/cm234. 說明、之間的關系。35. 計算鋅在20oC、3%的NaCl溶液中的最大腐蝕速度以mm/a表示。氧在該介質(zhì)中濃度為2.25 ´ 10-7 mol/cm3，擴散層厚度為7.5 ´ 1

10、0-2 cm，氧擴散系數(shù)D=1.95 ´ 10-5 cm2/s，rZn = 7.2 g/cm3。 參考答案：VL = 0.333mm/a36. 軟鋼在pH=2的溶液中，25oC下其腐蝕電位相對飽和CuSO4電極為-0.640V飽和CuSO4電極電位為0.316V，軟鋼上析氫反響的交換電流密度io =10-5 A/cm2，試計算軟鋼腐蝕速度(以mm/a表示)。設a=0.5，AFe=56，rFe = 7.8 g/cm3，電化學控制步驟為單電子反響n = 1。 參考答案：VL = 6.47mm/a37. 什么是活化控制的腐蝕體系？請寫出活化控制腐蝕體系的極化電流與極化電位之間關系式，強極化

11、條件下Dj lg|i| 關系式，并分別畫出示意圖。38. 影響腐蝕速度因素有哪些？39. 為什么交換電流密度i0會影響腐蝕電位jc上下？40. 某鋼制容器壁厚1mm，在腐蝕介質(zhì)中用電化學方法測得其腐蝕電流ic=100mA/cm2，假設為均勻腐蝕，問該容器最多可使用多長時間？AFe=56，rFe = 7.8 g/cm3。 參考答案：313天41. 將鐵置于25oC、Fe2+活度為1、pH值為3的溶液中，鐵在該溶液中交換電流密度為10-4A/m2，H2在鐵上析出的交換電流密度為10-3A/m2，鐵氧化過程和氫離子復原過程的b值分別為0.06V和0.112V。求鐵在該溶液中的腐蝕電位和腐蝕電流密度。

12、 參考答案：ic = 1.51 ´10-2 A/m2，jc = -0.309V42. 什么是Tafel公式和Stern公式？有何應用？43. 25oC下某電極反響的交換電流密度i0=5´10-3 A/m2。（1） 電位陽極極化時，其過電位為0.199V，求穩(wěn)態(tài)電流密度。（2） 對電極進行陰極極化，ik = -0.205 A/m2。問到達穩(wěn)態(tài)時，過電位又是多少？設a=0.5，n=1。參考答案：0.241 A/m2；-0.191V44. 什么是理想極化曲線和實測極化曲線，各有何用途？請畫出示意圖，并說明圖中各線代表的含義。45. 采用線性極化儀評定耐海水用鋼，極化值為+5mV和

13、-5mV，測得電流值分別為+34mA及-31.2mA，用失重法校得常數(shù)B=19.5mV，求該鋼材在海水中的平均腐蝕率mm/a。rFe = 7.8 g/cm3，試樣外表積2cm2。 參考答案：VL=0.745mm/a46. 根據(jù)以下數(shù)據(jù)求陰極、陽極和電阻控制程度，并計算最大腐蝕電流密度和相應腐蝕電位： iA/cm2 jkV jaV 0 -0.265 -0.420 4´10-4 -0.295 -0.370參考答案：imax = 7.75 ´10-4 A/cm2，jc = -0.323V47. 測定腐蝕速度的電化學方法有哪些？分別說明其測定原理及適用范圍。48. 什么是伊文思腐蝕

14、極化圖？它是根據(jù)什么曲線繪制的？它在腐蝕研究中有哪些應用？49. 純鐵和純鉛在25oC、1mol/L的H2SO4中的動力學參數(shù)如下：ioH(Fe)=10-6A/cm2，ioH(Pb)=10-12A/cm2，bk=0.118V。(1) 比擬氫在兩種金屬上的析出速度；(2) 求氫在兩種金屬上的過電位值，設|iH| =10-3A/cm2。50. 什么是析氫腐蝕和耗氧腐蝕？它們分別在什么情況下發(fā)生？51. 影響耗氧腐蝕的主要因素有哪些？試述耗氧腐蝕一般規(guī)律。52. 比擬析氫腐蝕和耗氧腐蝕特點。53. 分析比擬工業(yè)鋅和純鋅在中性NaCl溶液中和稀鹽酸中的腐蝕速度及雜質(zhì)的影響。54. 什么是金屬的鈍化？化

15、學鈍化和電化學鈍化有何異同？55. 影響化學鈍化因素有哪些？56. 影響電化學鈍化因素有哪些？57. 畫出金屬的陽極鈍化曲線，說明該曲線上各特征區(qū)和特征點的物理意義，以及鈍化曲線上各參數(shù)jp、ip、jcp、icp、jF、jb、jpp、jtp的含義，如何根據(jù)以上參數(shù)判斷金屬鈍化能力及鈍態(tài)穩(wěn)定性？58. 如何用jb、jpp判斷金屬的耐點蝕性能？59. 什么是電偶腐蝕？用極化曲線說明電偶腐蝕原理和防止方法。60. 什么是大陰極小陽極結(jié)構(gòu)？有何危害？61. 縫隙腐蝕發(fā)生的條件是什么？什么是閉塞電池自催化作用？62. 什么是小孔腐蝕？小孔腐蝕易發(fā)生在什么體系中？如何測定材料的耐小孔腐蝕的性能？63. 什

16、么是晶間腐蝕？用“貧鉻理論說明不銹鋼晶間腐蝕原理。64. 什么是應力腐蝕？應力腐蝕有哪幾種類型？分別是如何發(fā)生的？65. 什么是應力腐蝕破裂？有何特征？如何防止？66. 氫損傷有哪幾種類型？分別如何產(chǎn)生？如何防止氫損傷？67. 什么是腐蝕疲勞？腐蝕疲勞有何特征？68. 腐蝕疲勞和應力腐蝕破裂有何區(qū)別？69. 什么是磨損腐蝕？說明空泡腐蝕發(fā)生原因。70. 什么是選擇性腐蝕？黃銅脫鋅有何形態(tài)特征？其原理是什么？71. 細菌腐蝕有何特點？常見腐蝕性菌有哪些？試述硫酸鹽復原菌腐蝕機理。72. 什么是大氣腐蝕？大氣腐蝕受哪些因素影響？如何防止金屬的大氣腐蝕？73. 大氣環(huán)境中金屬外表水膜是如何形成的？74. 海水腐蝕有何特點？如何控制？75. 土壤腐蝕有哪幾種形式？