金屬腐蝕學(xué)講義(試驗(yàn)2011)

1、金屬腐蝕學(xué)試驗(yàn)講義實(shí)驗(yàn)一 重量法測(cè)定金屬腐蝕速度一、目的要求1、通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步了解金屬腐蝕的基本原理及各種因素（如溫度、介質(zhì)及其濃度、緩蝕劑）對(duì)它的影響；加強(qiáng)對(duì)金屬腐蝕與環(huán)境條件密切相關(guān)的認(rèn)識(shí)。2、通過(guò)實(shí)驗(yàn)掌握重量法測(cè)定金屬腐蝕速度的方法。3、初步了解緩蝕劑對(duì)金屬腐蝕的抑制作用。二、實(shí)驗(yàn)原理測(cè)定金屬腐蝕速度的方法很多，如重量法、電阻法、極化曲線法等等。重量法是一種古典方法，然而重量法得到的數(shù)據(jù)比較真實(shí)可靠。所以使用快速測(cè)定法如電阻法、線性極化法等得到的數(shù)據(jù)一般都要與重量法得到的加以對(duì)照，并以重量法為依據(jù)。但是，這種方法主要只能用于全面腐蝕，不宜用于晶間腐蝕、孔蝕等局部腐蝕。重量法分為增重法和失

2、重法。前者只限于腐蝕產(chǎn)物不脫落而且附著牢固的情況，如高溫氧化及耐蝕金屬的大氣腐蝕等。失重法應(yīng)用范圍較廣，但測(cè)定精度因試片大小、實(shí)驗(yàn)時(shí)間、腐蝕程度而異。重量法一般采用分析天平，精確到0.1mg。酸在工業(yè)上廣泛使用，金屬在酸中的腐蝕屬于電化學(xué)腐蝕，其腐蝕嚴(yán)重，規(guī)律復(fù)雜。酸對(duì)金屬的腐蝕規(guī)律在很大程度上取決于酸的氧化性質(zhì)。非氧化性酸如鹽酸，其陰極過(guò)程純粹是氫去極化過(guò)程，而氧化性酸如濃硝酸，其陰極過(guò)程主要是氧化劑的還原過(guò)程，在金屬表面生成一層耐蝕的氧化膜。但是我們不可能把酸類(lèi)截然分為氧化酸與非氧化酸，如硝酸的濃度較稀時(shí)，腐蝕隨濃度增加而增加，屬氫去極化腐蝕，當(dāng)濃度超過(guò)30%，則腐蝕速度迅速下降，濃度達(dá)到

3、50%時(shí)，腐蝕速度降到最小，此時(shí)硝酸成為氧化性的酸，如碳鋼在濃硝酸中腐蝕的陰極過(guò)程。NO3- + 2H+eNO2 + H2O 或 NO3-+4H+3eNO+2H2O緩蝕劑是添加到腐蝕介質(zhì)中能阻止金屬腐蝕或降低腐蝕速度的物質(zhì)，在用化學(xué)法除銹時(shí)，酸中加入少量的硫脲或?yàn)趼逋衅肪褪瞧鹪摲N作用，它們能抑制金屬的腐蝕，但卻并不妨礙氧化皮層及銹層的溶解和脫落。有的緩蝕劑還能減小氫脆。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟（一）試片的準(zhǔn)備1、準(zhǔn)確測(cè)量碳鋼試片的尺寸（每組十二片）2、試片的除銹、脫脂a、脫脂配方：洗衣粉 60g/L操作步驟：將配好的脫脂溶液倒入1000mL的燒杯中，放在電爐上加熱到65±5。將試片掛在鉤上

4、再放入溶液中，用夾子翻動(dòng)試片，觀察脫脂情況，待油除去后，取出用大量自來(lái)水沖洗，之后放入除銹劑溶液中（脫脂完全標(biāo)準(zhǔn)為自來(lái)水沖洗后，試片表面的水膜沒(méi)有破裂情況）。b、除銹配方：濃硫酸 20mL/L 硫脲 510g/L操作步驟：將配好的除銹溶液倒入1000mL的燒杯中，放在電爐上加熱到60±5。將試片掛在鉤上再放入溶液中，用夾子翻動(dòng)試片，觀察除銹情況，待銹、氧化皮除凈后，取出放入0.1mol/LNaCO3溶液中中和，然后用大量自來(lái)水沖洗，用濾紙吸干，再用電吹風(fēng)吹干，放入干燥器中待用。試片如果銹蝕嚴(yán)重，在化學(xué)法除油除銹之前應(yīng)用砂紙打磨。3、將除油除銹的試片稱(chēng)重（二）腐蝕試驗(yàn)1、配制腐蝕液a、

5、將98%的硫酸（C、P）配制成 20%硫酸 20%硫酸 10g/L硫脲b、將濃硝酸（C、P）配制成 濃硝酸 3%稀硝酸2、將配好的溶液分別置于四個(gè)編好號(hào)的聚丙烯槽內(nèi)，每個(gè)槽內(nèi)掛三片。3、記錄腐蝕時(shí)間和室溫，1小時(shí)后取出。（三）腐蝕產(chǎn)物的去除采用化學(xué)法除銹除銹配方：12%HCL 12%烏洛托品操作溫度：室溫操作步驟：將腐蝕完成的試片用自來(lái)水沖洗至中性，掛在鉤上放入除銹溶液中，觀察除銹情況，待腐蝕產(chǎn)物除凈后，用大量自來(lái)水沖洗，然后放入0.1mol/LNaCO3溶液中中和，用濾紙吸干，再用電吹風(fēng)吹干，放入干燥器中恒重，稱(chēng)重。四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理（一）定性評(píng)定方法1、觀察試片腐蝕后的處形，確定是均勻腐蝕還

6、是局部腐蝕，觀察腐蝕產(chǎn)物的顏色、分布情況及與金屬表面的結(jié)合牢固與否。2、觀察腐蝕液的變化，有否腐蝕產(chǎn)物的沉淀。（二）定量評(píng)定方法如果是均勻腐蝕，而腐蝕產(chǎn)物可以完全除去，可按下式計(jì)算腐蝕速度： （g/m2·h） （g / a）其中：m0試片原重（g）m1腐蝕后試片重（g）s 試片表面積（ m2）t 腐蝕時(shí)間（h）K 試片腐蝕速度（g/m2·h）K深度試片腐蝕速度（g/a）d 試片比重（碳鋼比重為7.85 g/cm3） 求緩蝕率采用如下公式計(jì)算：其中：K 未加緩蝕劑的腐蝕速度K加了緩蝕劑的腐蝕速度（三）實(shí)驗(yàn)記錄表一尺寸編號(hào)長(zhǎng)（mm）寬（mm）厚（mm）表面積（m2）123456

7、789101112表二項(xiàng)尺目編號(hào)腐蝕介質(zhì)腐蝕時(shí)間試片原重腐蝕后重失重腐蝕速度腐蝕深度實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象緩蝕率備注123456789101112五、討論思考題1、分析失重法測(cè)量腐蝕速度的優(yōu)缺點(diǎn)。2、硫脲和濃硝酸均能阻滯腐蝕速度，分析各自緩蝕的原因。3、為使實(shí)驗(yàn)結(jié)果平行，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)該注意什么？實(shí)驗(yàn)二 電位時(shí)間曲線的測(cè)量一、目的要求通過(guò)本實(shí)驗(yàn)加深對(duì)自然腐蝕電位概念的理解二、實(shí)驗(yàn)原理如果把金屬浸入某種溶液中，那么就會(huì)在金屬相與溶液相之中發(fā)生離子的轉(zhuǎn)移，因而在兩相界面上建立起電位差，并使兩相間的離子轉(zhuǎn)移達(dá)到某些平衡。當(dāng)電極與界面上既不通過(guò)外電流，也不發(fā)生凈反應(yīng)的情況下，此時(shí)在兩相界面上建立起的電位差便為電極的平

8、衡電位。平衡電位與溶液中這種金屬離子濃度的關(guān)系符合能斯特關(guān)系式：但如果在金屬與溶液的界面上，除了發(fā)生這種金屬離子的轉(zhuǎn)移之外，還發(fā)生某種雜質(zhì)離子的轉(zhuǎn)移，電極上失去電子主要依靠某一過(guò)程，而得到電子卻依靠另一過(guò)程，當(dāng)無(wú)外電流通過(guò)體系時(shí)，對(duì)于反應(yīng)O + ne = R (1)O+ ne = R (2)應(yīng)滿(mǎn)足關(guān)系式： (3)式中ia、ic、ia、ic分別表示金屬和雜質(zhì)組分的氧化電流和還原電流。即：反應(yīng)體系中，參與反應(yīng)各組分的還原電流之和氧化電流之和應(yīng)相等。這種情況在現(xiàn)實(shí)中很普遍，例如鐵浸在酸溶液中，至少發(fā)生兩個(gè)反應(yīng)過(guò)程：FeFe2+ + 2e；H22H+ + 2e電極上失電子過(guò)程主要是鐵的溶解，而H+則借

9、助這個(gè)過(guò)程在陰極上還原。由（3）式知，電極失去電子和得到電子的速度相等，因而電極上的電子數(shù)不會(huì)隨時(shí)間的變化而變化，這時(shí)電極電位將建立起一個(gè)穩(wěn)定值，但應(yīng)注意，此時(shí)的電極與溶液界面未達(dá)到物質(zhì)的平衡仍有凈化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生，宏觀上表現(xiàn)為金屬的腐蝕，腐蝕學(xué)上把該穩(wěn)定電位叫自然腐蝕電位。綜上所述，平衡電位和穩(wěn)定電位（或自腐蝕電位）是兩個(gè)截然不同的概念，前者是一個(gè)熱力學(xué)平衡值，只與溫度、濃度等因素有關(guān)，后者則是一個(gè)與動(dòng)力學(xué)因素有關(guān)的值，它不但與溫度、濃度等因素有關(guān)，而且凡能影響電極過(guò)程的因素都會(huì)對(duì)其產(chǎn)生影響。例如電極的表面狀況、真實(shí)表面積、溶液的傳質(zhì)過(guò)程等。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟（一）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容本實(shí)驗(yàn)分別測(cè)定碳鋼、黃

10、銅、不銹鋼電極在5%NaCl溶液中的電位時(shí)間曲線以及碳鋼在5%NaCl + 5%NaNO2溶液中的電位時(shí)間曲線。（二）實(shí)驗(yàn)步驟1、配制5%NaCl溶液和5%NaCl + 5%NaNO2溶液若干2、準(zhǔn)備碳鋼、黃銅、不銹鋼電極各一支，用金相砂紙打磨至鏡面，用乙醇（或丙酮）洗凈、吹干后放入干燥器中備用。3、按圖2-1接好線路，裝好待測(cè)溶液，研究電極不要插入溶液。（注意：數(shù)字電壓表通電，預(yù)熱15分鐘后再使用，其兩極的夾子在未測(cè)量時(shí)一定保持短路。）4、分別將數(shù)字電壓表的夾子夾住參比電極及研究電極，在電壓表上選擇好測(cè)量檔位，研究電極插入溶液后立即記錄電位值并記下時(shí)間而后每隔1分鐘記錄一個(gè)電位值至10分鐘后

11、，每5分鐘記錄一次電位值至半小時(shí)。然后攪動(dòng)溶液，記錄攪動(dòng)后的電極電位值，停止實(shí)驗(yàn)，取出電極。同上重復(fù)實(shí)驗(yàn)一次，然后改換體系重復(fù)之。四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理1、將所測(cè)電位換算成氫標(biāo)電位值，并做出各自相應(yīng)的電位時(shí)間曲線圖。2、對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和現(xiàn)象進(jìn)行解釋和討論。五、討論與思考題1、試用EVANA極化圖討論引起各體系自腐蝕電位隨時(shí)間變化的原因。2、比較碳鋼在5%NaCl溶液及5%NaCl + 5%NaNO2溶液中的自腐蝕電位值及變化趨勢(shì)，說(shuō)明NaNO2的作用，并能否由此判斷NaNO2屬于哪類(lèi)緩蝕劑？為什么？實(shí)驗(yàn)三 局部腐蝕原理演示一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^(guò)實(shí)驗(yàn)了解充氣不均及雜散電流引起的局部腐蝕的原理。二、原理大氣與中性

12、水介質(zhì)中金屬（尤其是鋼鐵）的腐蝕，主要是吸氧腐蝕，即氧去極化腐蝕，如果說(shuō)在金屬表面氧的供應(yīng)是不均勻的，則在氧供應(yīng)充足的地方易形成陰極，而缺氧處形成陽(yáng)極，于是造成了局部腐蝕現(xiàn)象，如縫隙腐蝕、孔蝕等。而雜散電流是由直流電源（如電氣火車(chē)，電焊機(jī)等）設(shè)備漏失出來(lái)的電流，它常進(jìn)入其它金屬設(shè)備。然后再?gòu)脑撛O(shè)備的別處流出。直流電流流出的地方成為腐蝕電池的陽(yáng)極區(qū)，腐蝕就發(fā)生在這些地方，而電流流入的地方則為腐蝕電池的陰極區(qū)。其接線圖如3-1所示：圖3-1 雜散電流腐蝕原理演示接線圖E為直流電源，R1為可變電阻，R2為電阻絲，培養(yǎng)皿中盛有瓊脂膠體，膠體中還加入了指示劑。當(dāng)直流電流流過(guò)電阻絲時(shí)，由于瓊脂導(dǎo)電，會(huì)有一

13、部分電流漏出，進(jìn)入鐵絲的一端，再?gòu)蔫F絲的另一端流回電阻絲。通過(guò)指示劑的顯色反應(yīng)，就可直觀顯示出腐蝕電池的陽(yáng)極區(qū)與陰極區(qū)。本實(shí)驗(yàn)就是用簡(jiǎn)單直觀的方法演示這個(gè)原理。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟1、鹽水滴實(shí)驗(yàn)A、用180#砂紙將一方形碳鋼片的一面打磨至光亮，然后用丙酮擦洗干凈，晾干待用。B、用一個(gè)50mL燒杯取約15mL5%NaCl溶液，加入2滴1%酚酞溶液和2滴1N鐵氰化鉀溶液攪拌均勻制成“試液A”待用。C、用滴管將試液A滴一滴于打磨干凈的碳鋼試片上，仔細(xì)觀察并記錄液滴的變化，在鋼片的不同部位可同時(shí)滴35滴作平行試驗(yàn)。進(jìn)行觀察記錄，大約1520分鐘后，可將鋼片清洗，停止實(shí)驗(yàn)。2、鹽水壓片試驗(yàn)A、將方形碳鋼片

14、按鹽水滴實(shí)驗(yàn)A步處理。B、將試液A用滴管并排滴兩滴于碳鋼片上，然后用一干凈玻璃棒（其上繞有細(xì)銅絲以造成一定的縫隙）壓在液滴上，仔細(xì)觀察并記錄注滴的變化，在一個(gè)方形鋼片上可以做兩個(gè)上述壓片實(shí)驗(yàn)，平行觀察記錄。1520分鐘后，停止實(shí)驗(yàn)，將鋼片清洗。3、雜散電流腐蝕A、在200ml 的燒杯中，加入100ml 5%NaCl溶液，再加入2克瓊脂。煮沸后加入2ml 1N鐵氰化鉀和10滴1%酚酞，攪拌均勻保溫待用。B、取一根60cm 鎳鉻電阻絲，繞成直徑約為1cm 線圈，用丙酮擦干凈待用，取一根20cm 鐵絲用砂紙打磨后，再用丙酮擦干待用。C、將鐵絲與電阻絲線圈平行放于培養(yǎng)皿中，兩者相距約1cm ，然后將煮

15、好的瓊脂液倒入培養(yǎng)皿中，待其凝固后，按圖3-1接好線路。D、打開(kāi)直流電源使輸出電壓為612V，接通開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑線電阻使電流約為0.5A。觀察并記錄電阻絲和鐵絲周?chē)伾淖兓?，約10分鐘切斷電路，關(guān)閉電源。清洗電阻絲和鐵絲，記錄它們和實(shí)驗(yàn)前有何變化。四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理1、詳細(xì)列出鹽水滴實(shí)驗(yàn)中鹽水滴各部分的顏色變化，并解釋其原因。2、詳細(xì)列出鹽水壓片實(shí)驗(yàn)中鹽水滴各部分的顏色變化，并解釋其原因。3、詳細(xì)列出雜散電流腐蝕實(shí)驗(yàn)中瓊脂中電阻絲各部分的顏色變化，并解釋其原因。實(shí)驗(yàn)四 金屬陽(yáng)極鈍化曲線的測(cè)量（實(shí)驗(yàn)方法參照721型電化學(xué)工作站使用方法）一、目的要求1、了解鈍化體系陽(yáng)極極化曲線的基本特征和幾個(gè)電位區(qū)

16、間的意義。 2、掌握陽(yáng)極保護(hù)的原理、應(yīng)用條件和保護(hù)參數(shù)測(cè)量方法。二、基本原理 1、金屬的溶解和鈍化過(guò)程當(dāng)電極電勢(shì)高于熱力學(xué)平衡電勢(shì)時(shí)，金屬作為陽(yáng)極將發(fā)生下面電化學(xué)溶解過(guò)程： （1）這種電極電勢(shì)偏離其熱力學(xué)電勢(shì)的現(xiàn)象稱(chēng)為極化。當(dāng)金屬上超電勢(shì)不大時(shí)，陽(yáng)極過(guò)程的速率隨電極電勢(shì)而逐漸增大，這是金屬的正常溶解。但當(dāng)電極電勢(shì)正到某一數(shù)值時(shí)，其溶解速度達(dá)到最大，而后隨著電極電勢(shì)的變正，陽(yáng)極溶解速度反而大幅度降低，這種現(xiàn)象稱(chēng)為金屬的鈍化現(xiàn)象。 圖4-1 陽(yáng)極鈍化曲線示意圖 Ip致鈍電流 Ep致鈍電位 AB段活性溶解區(qū) BC段活化鈍化過(guò)渡區(qū) CD段鈍化區(qū) DE段過(guò)鈍化區(qū)研究金屬的陽(yáng)極溶解及鈍化過(guò)程通常采用控制電

17、位法。對(duì)于大多數(shù)金屬來(lái)說(shuō)，其陽(yáng)極極化曲線大都具有圖4-1所示的形式。從恒電位法測(cè)定的極化曲線可以看出，它有一個(gè)“負(fù)坡度”區(qū)域的特點(diǎn)。具有這種特點(diǎn)的極化曲線是無(wú)法用控制電流的方法測(cè)定的。因?yàn)橥粋€(gè)電流I可能相應(yīng)于幾個(gè)不同的電極電勢(shì)，因而在控制電流極化時(shí)，體系的電極電勢(shì)可能發(fā)生振蕩現(xiàn)象，即電極電勢(shì)將處于一種不穩(wěn)定狀態(tài)?？刂齐娢患夹g(shù)測(cè)得的陽(yáng)極極化曲線（圖4-1 ）通常分為四個(gè)區(qū)域：活性溶解區(qū)（AB段） 電極電位從初值開(kāi)始逐漸往正變化，相應(yīng)極化電流逐漸增加，此時(shí)金屬進(jìn)行正常的陽(yáng)極溶解。過(guò)渡鈍化區(qū)（BC段） 隨著電極電勢(shì)增加到B點(diǎn)，極化電流達(dá)到最大值ip。若電極電位繼續(xù)增加，金屬開(kāi)始發(fā)生鈍化現(xiàn)象，即隨著

18、電勢(shì)的變正，極化電流急劇下降到最小值。通常B點(diǎn)的電流Ip稱(chēng)為致鈍電流，相應(yīng)的電極電位Ep稱(chēng)為致鈍電位。在極化電流急劇下降到最小值的轉(zhuǎn)折點(diǎn)（C點(diǎn)）電位稱(chēng)為Flade電位。穩(wěn)定鈍化區(qū)（CD段） 在此區(qū)域內(nèi)金屬的溶解速度維持最小值，且隨著電位的改變極化電流基本不變。此時(shí)的電流密度稱(chēng)為鈍態(tài)金屬的穩(wěn)定溶解電流密度, 這段電位區(qū)稱(chēng)鈍化電位區(qū)。過(guò)鈍化區(qū)（DE段） 此區(qū)域陽(yáng)極極化電流隨著電極電勢(shì)的正移又急劇上升。2、金屬陽(yáng)極溶解和鈍化機(jī)理金屬的陽(yáng)極極化過(guò)程是一復(fù)雜過(guò)程，包括活化溶解過(guò)程、鈍化過(guò)程和過(guò)鈍化過(guò)程等。它的機(jī)理還不是很清楚，以下描述可能對(duì)分析結(jié)果有所幫助。金屬M(fèi)e活化溶解是 (2) (3) 它的電流決

19、定于中間物形成速度。將快速轉(zhuǎn)變?yōu)?。同時(shí)，陽(yáng)極溶解可能同時(shí)發(fā)生 (4) 產(chǎn)物按以下反應(yīng)發(fā)生鈍化過(guò)程。 (5) (6) 鈍化過(guò)程與反應(yīng)（2）和（3）的活化溶解過(guò)程不同。它的雙單電子串聯(lián)過(guò)程，反應(yīng)速度決定于表面的形成速度。隨后快速轉(zhuǎn)變?yōu)镸eO, 形成鈍化層，阻滯繼續(xù)溶解。溶液中H+離子會(huì)與鈍化層物質(zhì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，發(fā)生過(guò)鈍化過(guò)程，即 (7) 溶液中陰離子（如離子）也能與鈍層發(fā)生化學(xué)反應(yīng) (8) 產(chǎn)生可溶性, 破壞鈍化層，促使的活化溶解。3、控制電位陽(yáng)極極化曲線的測(cè)量方法控制電位方法測(cè)量陽(yáng)極極化曲線，一般采用三電極體系研究電極、輔助電極和參比電極。該方法是將研究電極的電勢(shì)恒定地維持在所需值，然后測(cè)量對(duì)應(yīng)

20、電勢(shì)下的電流。由于電極表面狀態(tài)在未建立穩(wěn)定狀態(tài)之前，電流會(huì)隨時(shí)間而變化，因此實(shí)際測(cè)量時(shí)又有穩(wěn)態(tài)技術(shù)和動(dòng)態(tài)技術(shù)的區(qū)別。穩(wěn)態(tài)技術(shù)：將電極電勢(shì)較長(zhǎng)時(shí)間地維持在某一定恒定值，測(cè)量該電勢(shì)下電流的穩(wěn)定值。如此逐個(gè)測(cè)量各個(gè)電極電勢(shì)的穩(wěn)定電流值，即可得到完整的極化曲線。動(dòng)態(tài)技術(shù)：控制電極電勢(shì)以一定的速度連續(xù)地掃描，記錄相應(yīng)電極電勢(shì)下瞬時(shí)電流值，以瞬時(shí)電流值與相應(yīng)的電極電勢(shì)作圖，得到陽(yáng)極極化曲線。所采用的電極電勢(shì)掃描速度需要根據(jù)體系的性質(zhì)選定。一般來(lái)說(shuō)，電極表面建立穩(wěn)態(tài)的速度逾慢，這樣才能是測(cè)定的動(dòng)態(tài)極化曲線與使用穩(wěn)態(tài)技術(shù)接近。陽(yáng)極鈍化曲線的主要試驗(yàn)數(shù)據(jù)是致鈍電流,電位或致鈍電位, 鈍化電位等。一般來(lái)說(shuō)，致鈍電

21、流與硫酸濃度和溫度有關(guān)，而且動(dòng)態(tài)測(cè)量時(shí)，還與電極電位掃描速度有關(guān)。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟1、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容用恒電位法測(cè)量鉻鎳不銹鋼在1N稀硫酸溶液中的陽(yáng)極極化曲線，分析體系的鈍化性能，并從極化曲線上確定實(shí)施陽(yáng)極保護(hù)的基本參數(shù)。2、實(shí)驗(yàn)步驟（實(shí)驗(yàn)方法參照721型電化學(xué)工作站使用方法，以下方法不用寫(xiě)）A、接好電路。閱讀HDV7恒電位儀使用說(shuō)明書(shū)，掌握其操作方法。先將HDV-7恒電位儀“工作選擇”置于“恒電位”，“電位測(cè)量”置于“給定”，“電流量程”置于“1A”，“電位量程”置于“3V”，然后將“電源開(kāi)關(guān)”置于“自然”，此時(shí)，指示燈亮，電源接通，預(yù)熱10分鐘。B、配制適量1N硫酸溶液裝入四口燒瓶，安放在恒溫水

22、浴內(nèi)，控制溶液溫度50±2。C、將研究電極磨光、清洗去油、干燥。然后將研究電極WE、輔助電極RE（鉑電極）插入四口燒瓶。將鹽橋毛細(xì)管插入四口燒瓶，并使其尖端靠近研究電極的工作表面（2mm左右）。D、試樣浸入溶液后待其電位基本穩(wěn)定，將“電位測(cè)量”置于“參比”，測(cè)第一次腐蝕電位。然后將“電位測(cè)量”置于“給定”，向試樣通入陰極極化電流。（注意：首先將恒電位儀的“給定電位”調(diào)節(jié)到和試樣的腐蝕電位相同，然后將“電源開(kāi)關(guān)”切換到“極化”，此時(shí)電流指示應(yīng)很小。慢慢旋轉(zhuǎn)“恒電位粗調(diào)”和“恒電位細(xì)調(diào)”旋鈕，使給定電位向負(fù)方向移動(dòng)，則通入的是陰極極化電流）。陰極電流的大小應(yīng)使試樣的電位負(fù)移到活性溶解區(qū)內(nèi)

23、。極化3分鐘，切斷極化電流，待試樣的電位穩(wěn)定后測(cè)第二次腐蝕電位（注意兩次測(cè)量是否有大的差別）。！嵌入對(duì)象無(wú)效。E、將恒電位儀的給定電位調(diào)節(jié)到和研究電極的腐蝕電位相同，接通極化電流，開(kāi)始進(jìn)行陽(yáng)極極化（給定電位向正方向調(diào)節(jié)）。在進(jìn)入鈍化區(qū)之前每次調(diào)節(jié)20mv，進(jìn)入鈍化區(qū)之后，每次調(diào)節(jié)50100mv（因受實(shí)驗(yàn)時(shí)間限制，故加大步進(jìn)速度）。過(guò)鈍化后每次調(diào)節(jié)20mv。調(diào)節(jié)好電位以后待3分鐘讀取極化電流的數(shù)值。過(guò)鈍化區(qū)測(cè)5點(diǎn)，結(jié)束陽(yáng)極極化，但不要切斷極化電流。（當(dāng)電位調(diào)節(jié)幅度較大時(shí)，應(yīng)緩慢進(jìn)行，以避免極化電流大幅度波動(dòng)）。F、將試樣的電位負(fù)移到比過(guò)鈍化電位低100mv左右（即穩(wěn)定鈍化區(qū)內(nèi)），恒定半小時(shí)，切斷

24、極化電流，立即開(kāi)始記錄試樣電位隨時(shí)間的變化。開(kāi)始時(shí)5秒鐘讀一次數(shù)，電位變化緩慢后半分鐘讀一次數(shù)。四、.數(shù)據(jù)處理1、按下列格式進(jìn)行測(cè)試記錄和數(shù)據(jù)處理體系： 研究電極面積： 自腐蝕電位： 參比電極及其氫標(biāo)電位： 輔助電極材料： 測(cè)試溫度： E（VS SCE）E（VS NHE）I，Ai，A/cm22、用所測(cè)數(shù)據(jù)在Elg i 坐標(biāo)系中繪出改體系的陽(yáng)極極化曲線，分析其特征（能否采用陽(yáng)極保護(hù)？），確定陽(yáng)極保護(hù)的參數(shù)。五、討論與思考題 1、對(duì)于具有活態(tài)鈍態(tài)轉(zhuǎn)變的腐蝕體系，為什么用恒電流法測(cè)不出完整的陽(yáng)極極化曲線？如果只能用恒電流法，能否得出陽(yáng)極保護(hù)的三個(gè)參數(shù)？ 2、如果陽(yáng)極極化曲線上某一段電位區(qū)間為陰極電流

25、，說(shuō)明該體系屬于哪一種鈍化類(lèi)型？這一段電位區(qū)間陽(yáng)極（研究電極）和陰極（輔助電極）上的電極反應(yīng)速度之間是什么關(guān)系？ 3、在陽(yáng)極極化過(guò)程中，輔助電極上發(fā)生什么反應(yīng)？ 4、陽(yáng)極保護(hù)中的極化電流密度與金屬腐蝕速度有何關(guān)系（按極化大小進(jìn)行說(shuō)明）？ 實(shí)驗(yàn)五 電偶腐蝕的測(cè)量一、試驗(yàn)?zāi)康?、掌握電偶腐蝕測(cè)試的原理，初步掌握電偶腐蝕測(cè)試方法；2、了解不同金屬相互接觸時(shí)組成的電偶對(duì)在腐蝕介質(zhì)中的電偶序；3、掌握用零電阻電流表測(cè)電偶電流的方法；4、了解不同介質(zhì)、溶液PH值對(duì)腐蝕電流的影響。二、實(shí)驗(yàn)原理電偶腐蝕的測(cè)試方法是根據(jù)電化學(xué)原理進(jìn)行金屬腐蝕快速測(cè)試的一種方法。在不同的腐蝕介質(zhì)中，當(dāng)兩種不同電位的金屬相互接觸時(shí)

26、，由于自然腐蝕電位不相等，電位較負(fù)的金屬（電偶對(duì)陽(yáng)極）腐蝕加速，電位較正的金屬（電偶對(duì)陰極）腐蝕速度降低，這種現(xiàn)象叫電偶腐蝕或接觸腐蝕。此時(shí)，測(cè)得短路下偶合電極間的電流就是電偶電流。根據(jù)電偶電流的大小，可以判斷金屬耐電偶腐蝕的性能。電偶電流與偶合電極陽(yáng)極金屬的真實(shí)溶解速度之間的定量關(guān)系較復(fù)雜（它與電偶對(duì)金屬件的電位差、未偶合時(shí)的腐蝕速度、塔菲爾常數(shù)、陰陽(yáng)極面積比等因素有關(guān)）。下面僅就活化極化控制和擴(kuò)散控制下的情況加以討論。1、活化極化控制的情況 此時(shí)金屬腐蝕速度的一般方程式為： （1）式中 E極化電位； Ek陽(yáng)極金屬未形成電偶對(duì)時(shí)的自腐蝕電位； Ik陽(yáng)極金屬未形成電偶對(duì)時(shí)的自腐蝕電流； a、c

27、歐和電極陽(yáng)極金屬上局部陽(yáng)極和局部陰極反應(yīng)的塔菲爾常數(shù)。 如果該金屬與電位較正的另一金屬形成電偶對(duì)時(shí)，則它被陽(yáng)極極化，該金屬的電位將自腐蝕電位Ek正移到電偶電位Eg，其溶解電流將由Ik增加到IaA： （2） 電偶電流Ig實(shí)際上是Eg處電偶對(duì)陽(yáng)極金屬A上局部陽(yáng)極電流IaA與局部陰極電流IcA 之差： （3）由（3）式可以得到兩種極限情況：a、形成電偶對(duì)后陽(yáng)極極化很大即Eg>>Ek 則Ig=IaAb、形成電偶對(duì)后陽(yáng)極極化很小 即EgEk 則Ig=IcA-Ik此時(shí)電偶電流數(shù)值上等于偶合電極陽(yáng)極在偶合前后溶解電流之差。2、還原反應(yīng)受擴(kuò)散控制的情況： 若陽(yáng)極金屬的腐蝕速度是受氧化劑（如氧）向金屬表面