金屬腐蝕理論及腐蝕控制答案

《金屬腐蝕理論及腐蝕控制》第一章1.根據(jù)表1中所列數(shù)據(jù)分別計(jì)算碳鋼和鋁兩種材料在試驗(yàn)介質(zhì)中的失重腐蝕速度V-和年腐表1碳鋼和鋁在硝酸中的腐蝕試驗(yàn)數(shù)據(jù)試試驗(yàn)介質(zhì)試樣材料矩形薄板試樣尺寸(mm)30%HNO，25C3碳鋼鋁(1)對(duì)碳鋼在30%HNO3(25℃)中有：VpV/d=8.76×0.4694/7.798=0.53mm/y(2)對(duì)不銹鋼在20%HNO(25℃)有：3VpVd76×0.08715/7.901=0.097mm/yVpV/d=8.76×0.7882/2.701=2.56mm/yVpVd×12.8771/7.901=14.28mm/yVpVd=8.76×0.3153/2.701=1.02mm/y。2VpVd8.76×1.4326/7.8=1.61mm/y第二章1.將銅片和鋅片插在3%NaCl溶液中，測(cè)得銅片和鋅片未接通時(shí)的電位分別為+0.05V和EcEa=？(2)陽(yáng)極極化值Ea與陰極極化值Ec的絕對(duì)值之和Ea+|Ec|等于多少?為多少？陰極的電位差Ec–Ea、陽(yáng)極極化值與陰極極化值的絕對(duì)值之和Ea+|Ec|等于多少？電(4)：當(dāng)使用零電阻電流表時(shí)有，陽(yáng)極與陰極的電位差Ec=Ea，則2.某腐蝕體系的參數(shù)為：第三章1.在下列情況下，氧電極反應(yīng)的平衡電位如何變化：22nFOHnFOHnFOHnFnFOHOHOHOH(2)當(dāng)氧壓力增加到原來(lái)的10倍時(shí)Ee''=E＋RT㏑(10Po2/a4)=E＋RTln10＋RT㏑(Po2/a4-)2nFOHnFnFOHnF3nFOHnFnFOHnFnFOHnFnFa)OHF002.將鐵置于飽和空氣的堿溶液(pH=10)中，按陽(yáng)極反應(yīng)為224(2)當(dāng)陽(yáng)極反應(yīng)為Fe＋2OH=Fe(OH)2＋2e?EeV[OH]=104mol/LEe=E0+RT㏑(1/a[OH]4)nF(2)寫(xiě)出陽(yáng)極反應(yīng)和陰極反應(yīng)，計(jì)算其平衡電位。Cucu2+nF2'nF2CucuCu/cu2+(2)陽(yáng)極反應(yīng)：Cu=Cu2+＋2e第四章(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Ecor。tdfcA(2)根據(jù)v=i可知有：nFcor，陰極反應(yīng)過(guò)電位：V2.海水中的含氧量為3.2mg/L,求一年中鋅的消耗量？(氧的擴(kuò)散層厚度為6=102cm，擴(kuò)dNcbcs在穩(wěn)定條件時(shí)有：|ic|=Nf|dt|=nFD66cs有|63dzndnFcorAA3對(duì)如下兩個(gè)電極系統(tǒng)：(1)分別畫(huà)出在汞電極上和鉑電極上析氫反應(yīng)的陰極極化過(guò)電位曲線(xiàn)。VnHg電極極化電流密度|ic|FVFV0.0-0.2極-0.2極Pt電V-0.4/位-0.6位-0.8-0.8過(guò)-1.0氫-1.2-1.4124031240a斜率K==0.117得i0=40.46A/m2f4.鉑電極在充氧的中性水溶液中進(jìn)行陰極極化，電極表面發(fā)生氧離子化反應(yīng)。利用氧離子bcVimAcm=1.198×10-5A/m2)，計(jì)算當(dāng)|ic|=活活比較氫電極反應(yīng)和氧電極反應(yīng)的陰極極化特征。極限擴(kuò)散電流密度i=nFDCb時(shí)代入數(shù)據(jù)，則有：d6過(guò)電位c濃活c=y濃c活=y濃yci0、i0；Tafel斜率a設(shè)加入陰極性緩蝕劑，使陰極反應(yīng)受到抑制，陰極反應(yīng)交換電流密度改變?yōu)?i0)。假c(1)作加入緩蝕劑前后腐蝕體系的極化曲線(xiàn)圖。由(1)的極化曲線(xiàn)利用圖解法求解得：在DBAD加入緩蝕劑后陰極反應(yīng)的Tafel斜率：根據(jù)ADBDcorcoricci0corcADBDcc6.一個(gè)陽(yáng)極反應(yīng)受活化極化控制、陰極反應(yīng)受濃度極化控制的腐蝕體系，陰極反應(yīng)的極限擴(kuò)散電流密度為由于攪拌使陰極反應(yīng)的極限擴(kuò)散電流密度上升(1)作腐蝕體系的極化曲線(xiàn)圖。(2)由(1)極化曲線(xiàn)可知，在△ABC中AC陽(yáng)極反應(yīng)的Tafel斜率ba=tana=ACAB：腐蝕電位變化編E=E'一E=AC=ABtana=(lg|i'|一lg|i|)tana=balgdcorcordd|i|d第五章Tafel度但是當(dāng)溶液之中含有絡(luò)合劑使金屬離子活度很低時(shí)正電性金屬也可能發(fā)生析氫腐蝕。析氫腐蝕的陰極反應(yīng)和陽(yáng)極反應(yīng)都要受活化極化控制，其電極反應(yīng)的阻力表現(xiàn)為交換電流密度的大小，比較電極反應(yīng)的阻力，則只需比較交換電流密度。因?yàn)闅鋍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(guān)系？用極化圖進(jìn)答：在ic《id時(shí)，D2的還原反應(yīng)受活化極化控制，當(dāng)增加到約id時(shí)，還原反應(yīng)2與濃度極化共同控制。當(dāng)id增大到陽(yáng)極極化曲線(xiàn)的交點(diǎn)，越出了氧化擴(kuò)極化曲線(xiàn)的交點(diǎn)在混合控制電位區(qū)間，必須考慮活化極化作用。在分析腐蝕速度的ca=0.5mol/L(2)在pH=10的除氧氰化鉀溶液中(CN一)，銅能否發(fā)生析氫腐蝕？如果能發(fā)生，CuCueF2氫反應(yīng)的平衡電位Eec=Eo＋RTlnaH+/PH2nF 該電極反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)電位Eo=-0.446VEea=Eo＋RTlna[Cu(CN)2]一/([aCN一]×[aCN一])F(3)當(dāng)酸溶液的pH值改變一個(gè)單位，氫電極反應(yīng)的Tafel公式中的a的絕對(duì)值|a|改變多(2)在1mol/LHCl溶液中：CmolLPHlgH+]=-lg1=0H+3.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15m2，進(jìn)入貯槽的酸溶液的(1)求鋼容器的腐蝕速度。(2)求流出的酸溶液中的氧含量。2Eec=Eo＋RTln[aH+]×[aH+]/PH2nF吸氧反應(yīng)O＋4H+＋4e=2HO22i=nFDCb/6d3cordnFcornFcor7.953.6(2)氧消耗速度為：d第六章1.鐵和兩種不銹鋼在除氧的0.5mol/L硫酸溶液中的鈍化參數(shù)列于表1。(在不銹鋼表面上析氫反應(yīng)動(dòng)力學(xué)參數(shù)采用鐵的數(shù)據(jù))(1)這三種體系的陽(yáng)極反應(yīng)電流峰值ip分別為多少？(2)如果要由通入氧氣來(lái)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(shù)溶溶液0.5mol/LHSO240.5mol/LHSO240.5mol/LHSO24材料Ep(V)i(1)解：陰極反應(yīng)：2H++2e一H2又n=ablgi,其中i=icccc故∴i=ip致+icEPdp6pnFD2.如果鈍化體系的真實(shí)陽(yáng)極化曲線(xiàn)與真實(shí)陰極極化曲線(xiàn)相交產(chǎn)生三個(gè)點(diǎn)時(shí)，為程中由于發(fā)生析氧反應(yīng)，使陰極電流密度i>i，從而造成i+〈0，表現(xiàn)為陰ca流區(qū)。第七章(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(2)膜有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，致密，缺陷少，蒸氣壓低。(3)生成的膜有一定的強(qiáng)度和塑性，與基體結(jié)合牢固。否則，由于膜生長(zhǎng)過(guò)程(1)按Hauffe原子價(jià)定律，加入適當(dāng)合金元素，減少氧化膜中的缺陷濃度。(2)生成具有良好保護(hù)作用的復(fù)合氧化物膜。(3)通過(guò)選擇性氧化形成保護(hù)性?xún)?yōu)良的氧化膜。(4)增加氧化物膜與基體金屬的結(jié)合力。在耐熱鋼和耐熱合金中加入稀土元素(1)在(850＋273.15)K時(shí)，1atm中的自由焓變化為：111hDStV第八章lVlV好，故在2mol/L的NaCl溶液中4種不銹鋼的的順序由強(qiáng)到弱分別是：(2).在3%的的NaCl溶液中有:M0.1：[Cl]=3E'E'E'E'Fe移，為腐蝕電池的陰極。(2)溶液電阻不計(jì)時(shí)，則縫內(nèi)表面(陽(yáng)極)與縫外表面(陰極)相互極化，達(dá)到共同的極化(Ⅰ)縫內(nèi)：i=i0exp(EEea)，根據(jù)i0=nFC0K0exp(Eea)可知有：a1aaaRaaRaaaRaaaRaaOHaa2aaaaRaOHaE'kaa0exp(