01實驗一電偶腐蝕

1、實驗一電偶腐蝕實驗一、實驗目的通過失重法和電位、電流測量實驗，了解電偶的形成與單一金屬腐蝕速率、耦合電位等參數(shù)的相互關(guān)系,同時通過實驗數(shù)據(jù)了解電偶腐蝕的特點、腐蝕介質(zhì)、電位差、面積比等因素對電偶腐蝕的影響規(guī)律，并總結(jié)出相對應的預防措施。二、實驗原理電偶腐蝕：當一種不太活潑的金屬（陰極）和一種比較活潑的金屬（陽極）在電解質(zhì)溶液中接觸時，因構(gòu)成腐蝕原電池而引發(fā)電流，從而造成（主要是陽極金屬）電偶腐蝕。電偶腐蝕也稱雙金屬腐蝕或金屬接觸腐蝕。電偶腐蝕首先取決于異種金屬之間的電極電位差。這一電位指的是兩種金屬分別在電解質(zhì)溶液腐蝕介質(zhì)）中的實際電位。通常在手冊、資料中能找到的是各種金屬、合金在特定的介質(zhì)中

2、按腐蝕電位高低排列的電位順序表，稱作電偶序。在其它條件不變的情況下，它們之間的電位差愈大，腐蝕初始驅(qū)動力愈大。影響電偶腐蝕的因素還有介質(zhì)導電性、極化性及面積比。面積比是指陰、陽極面積比，比值愈大，即大陰極小陽極組成的電偶，其陽極腐蝕電流密度愈大，腐蝕愈嚴重。在腐蝕電偶的陽極區(qū)有涂層時也會出現(xiàn)大陰極小陽極的情況，結(jié)果造成極嚴重的局部腐蝕而迅速穿孔。對于耦合電流的測定，可以采用零歐姆計直接測定耦合電流，主要就是在測定耦合電流時，不引入耦合電阻，使得測定結(jié)果具有較高的準確度。在實驗室測定時如果沒有零歐姆計，可以采用萬用表或者直流電流表直接測定，也可以采用外加標準電阻測定電位差的方式進行評價，需要注意

3、的是外加標準電阻越小測定準確度就越高，根據(jù)測量誤差要求一般采用體系接水電阻的5-10%或者更小的外加電阻，最后換算成耦合電流即可。常用的腐蝕評定方法：1.失重法由于腐蝕作用，材料的重量會發(fā)生系統(tǒng)變化，此即重量法測定材料抗蝕能力的理論基礎(chǔ)。雖然近年來發(fā)展了許多新的腐蝕研究方法，但重量法仍然是最基本的定量評定腐蝕的方法，并已被廣泛應用。重量法簡單而直觀，適用于實驗室和現(xiàn)場試驗。失重法是一種筒單而直接的方法；它不要求腐蝕產(chǎn)物牢固附著在材料表面，也不考慮腐蝕產(chǎn)物的可溶牲，因為試驗結(jié)束后必須從試樣上請除全部腐蝕產(chǎn)物。失重法直接表示由于腐蝕而損失的材料重量，不經(jīng)過腐蝕產(chǎn)物的化學組成分析和換算。這些優(yōu)點使失

4、重法得到廣泛的應用。失重法試驗過程為：對預先制備的試樣測量尺寸、經(jīng)準確稱重后置于腐蝕介質(zhì)中，試驗金屬結(jié)束后取出，清除全部腐蝕產(chǎn)物后清洗、干燥、再稱重。試樣的失重直接表征材料的腐蝕程度。在暴露試驗前后與試驗過程中，以及在清除腐蝕產(chǎn)物前后，必須仔細觀察并記錄材料表面和介質(zhì)中的各種變化。11重量法測定腐蝕速率結(jié)果評定重量法是根據(jù)試樣在腐蝕前后的重量變化來測定腐蝕速度的。為方便各次不同試驗及不同試樣的數(shù)據(jù)能夠互相比較，通常采用單位時間內(nèi)單位面積上的重量變化表征平均腐蝕速度m-2h-i）。從腐蝕試驗前后的試樣重量差計算腐蝕速度v(gm-2h-1)。公式如下:馮-W.-曬v_T.=At式中：A試樣面積，m

5、2；t試驗周期，h；WO試樣原始重量，g；W2試驗后含與不含腐蝕產(chǎn)物的試樣重量，g；W3清除腐蝕產(chǎn)物時同樣尺寸同種材料空白試樣的校正失重，g；12重量法測定腐蝕速率時腐蝕產(chǎn)物清除方法為了取得準確得失重法實驗結(jié)果，必須清除試樣表面的腐蝕產(chǎn)物，但又不損傷金屬基材本身。實際上完全不損傷基材是不可能的，只要求損傷對腐蝕結(jié)果無明顯影響即可。對于不同金屬材料和不同腐蝕產(chǎn)物應采用不同的清除腐蝕產(chǎn)物的方法。一般有機械法、化學法和電解法三種。.機械法一般先用自來水沖洗，并用橡皮或硬毛刷擦洗，或用木制刮刀、塑料刮刀刮擦。對絕大部分疏松腐蝕產(chǎn)物用此法已可清除干凈。但要完全清除掉腐蝕產(chǎn)物以精確測試或檢查局部腐蝕狀況時

6、，尚需進一步采用化學法或電化學法。.化學法選擇適宜的化學溶液及操作條件通過溶解除去試樣表面的腐蝕產(chǎn)物的方法。為了保護金屬基體，在化學清除的溶液中往往需要加入緩蝕劑。表10-11列出一些常用的清除腐蝕產(chǎn)物的化學方法。這些方法并不復雜，但在使用時有可能損傷基材，造成試驗誤差。為此，應在清除工作的同時，將未經(jīng)腐蝕的相同尺寸的同種材料作空白試樣在相同條件下清洗處理，求其失量，然后在實際試樣的失重中減去此數(shù)，以取得比較真實的試樣失重量。三、實驗用品：鋅片：3X3cm，每組2片，1X1cm，每組2片，銅片：3X3cm，每組1片，2X5cm，每組1片，3X20cm，每組1片，自制Ag/AgX參比電極每組1個

7、，(可以用商用Ag/AgCI電極)定值電阻：約500mQ左右，每組1個(制作成兩端帶鱷魚夾的樣式，將帶有鱷魚夾的導線焊接在電阻兩端，電阻用熱縮管封裝后待用)實驗容器：250ml塑料燒杯每組4個，測試板每組3個，萬用表每組2個，電子天平1臺，公用海水或者3%食鹽水溶液25L，導線若干，雙頭塑料螺栓若干，吹風機公用。實驗步驟:選取3X3cm鋅2片和面積比為1：1銅片，1X1cm鋅2片和面積比為1：10、1:60銅片。將上述4片Zn表面氧化物（如果存在氧化物）用砂紙分別打磨除銹、堿液除油、自來水清洗、乙醇清洗晾干，干燥稱重并編號。（在實驗室一般鋅片表面不用處理直接稱重就可以）選取自制Ag/AgX電極

8、為參比電極，并對參比電極進行校正。（將參比電極放置在海水中浸泡一段時間，測量參比電極兩端電位，保持穩(wěn)定則該參比電極可用，實驗時直接使用即可）將稱量過的3X3cm鋅片單獨浸泡在裝有200mL海水的燒杯中，2小時后第二次稱量，計算其腐蝕速率。將3X3cm的鋅片和銅片各一片分別用螺栓固定在測試板的空洞上，然后把測試板和參比電極放置在裝有200ml天然海水的燒杯中。測量Zn片的開路電位：如圖1-1所示，用萬用表兩端分別連接Zn片和參比電極，連續(xù)測定并分別記錄開路電位，直至測定結(jié)果保持穩(wěn)定（需用時間3分鐘內(nèi)）。同樣方法測量銅片電位。7.按照8.片tt電圖1-2所示方法將面積比記錄時間，一塊萬用表1（量程

9、2V）連續(xù)測為1：1的純鋅3X3cm和銅片3X3c標準電阻CuZn自好（電阻阻值選取約500mQ），（不超過10分鐘）。同時用另一塊萬用表2（+）,黑1-）電位測桃頭的量程以及參比電極的測I定Cu（+）試片對Ag/AgX電極（）的電位，直至基本穩(wěn)定（量程200繼續(xù)用相同方法分別測定1:10、1:60的鋅片（1X1cm）mv）測定固定阻值電阻兩端的電位差（定位圖）1-當電位基連接示意后拆除萬用表。和銅片（2X5cm,3X20cm）的電位，測試電阻主意，Cu9.10.11.500mQ。分別記錄Zn-Cu連接后開始測定的時間。最后一組的電位數(shù)據(jù)基本穩(wěn)定后，用2V檔的萬用表分別間歇測定三個體系的電位變化，包括Cu對AgX/Ag電極和標準電阻兩端。間歇時間5-10分。注意變換測試量程。當每一組實驗時間達到120分鐘，拆開連接并將所有鋅片分別取出，用自來水沖洗干凈，濾紙擦干、吹風機風干后分別稱量重量并記錄對應編號。將使用過的試片、儀表、測試表頭等按照要求放置在固定位置。在名單上簽字打掃衛(wèi)生后離開實驗室完成本次實驗。注意事項:1實驗過程中盡量不攪動溶液，同時盡量不要使桌面發(fā)生晃動。否則數(shù)值可能突然發(fā)生變化，這是由于水的流動會造成濃差極化減