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文檔簡介

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?

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