金屬腐蝕原理實驗指導書

千里之行，始于足下。第2頁/共2頁精品文檔推薦金屬腐蝕原理實驗指導書實驗一失重法測定金屬腐蝕速度

一實驗目的

1、經過實驗進一步了解金屬腐蝕現(xiàn)象和原理，了解某些因素（如別同介質，介質的濃度，是否加有緩蝕劑等）對金屬腐蝕速度的妨礙。

2、掌握一種測定金屬腐蝕速度的辦法——分量法。

二實驗原理

目前測定腐蝕速度的辦法非常多，如分量法，電阻法，極化曲線法，線形極化法等。所謂分量法，算是使金屬材料在一定的條件下（一定的溫度、壓力、介質濃度等）經腐蝕介質一定時刻的作用后，比較腐蝕前后該材料的分量變化從而確定腐蝕速度的一種辦法。關于均勻腐蝕，依照腐蝕產物容易除去或徹底堅固地附著在試樣表面的事情，可分不采納單位時刻、單位面積上金屬腐蝕后的分量損失或分量增加來表示腐蝕速度：

0W-WKst

=

?(1-1)

式中K——腐蝕速度克/米2

·小時（K為負值時為增重腐蝕產物未清除）；s——試樣面積米2；t——試驗時刻小時；

W0——試驗前試片的分量克；

W——試驗后試片的分量克（清除腐蝕產物后）

關于均勻腐蝕的事情，以上腐蝕速度非常容易按下式換算成以深度表示的腐蝕速度：

24365KKKe=

8.761000

d

d

??=?

（1-2）

式中Ke——一年腐蝕深度毫米/年；

d——試驗金屬的密度克/厘米3。分量法是一種經典的試驗辦法，但是至今仍然被廣泛應用，這要緊是因為試驗結果比較真是可靠，因此一些快速測定腐蝕速度的實驗結果還常常需要與其對比。分量法又是一種應用范圍廣泛的實驗辦法，它適用于室內外多種腐蝕實驗，可用于評定材料的耐蝕性能。評選緩蝕劑，改變工藝條件時檢查防蝕效果等。分量法是測定學金屬腐蝕速度的基礎辦法，學習掌握這一辦法是十分必要的。

然而，應當指出，分量法也有其局限性和別腳。首先，它只思考均勻腐蝕的事情，而別思考腐蝕的別均勻性；其次，關于失重法非常難將腐蝕產物徹底除去而別損壞基體金屬，往往由此造成誤差，關于晶間腐蝕的事情，由于腐蝕產物殘留在樣品種別能除去，假如用分量法測定其腐蝕速度，確信別能講明實際事情，另外關于分量法要想作出K-t曲線往往需要大量的樣品和非常長的實驗周期。

本實驗是碳鋼在放開的酸溶液中的全浸實驗，用分量法測定其腐蝕速度。

金屬在酸中的腐蝕普通是電化學腐蝕，由于條件的別同而呈現(xiàn)出復雜的規(guī)律。酸類關于金屬的腐蝕規(guī)律非常大程度上取決于酸的氧化性。非氧化性的酸，如鹽酸，其陰極過程純粹是氫去極化過程；氧化性的酸，其陰極過程則要緊是氧化劑的還原過程。

但是，我們不會把酸類截然分為氧化性酸和非氧化性酸。例如當硝酸比較稀時，碳鋼的腐蝕速度隨濃度的增加而增加，是氫去極化腐蝕，當硝酸濃度超過30％時，腐蝕速度迅速下落，濃度達到50％時，腐蝕速度落到最小成為氧化性的酸，此刻碳鋼在硝酸中的腐蝕的陰極過程是：

NO3－＋2H+＋2e→NO2－＋H2O

酸中加入適量緩蝕劑能阻撓金屬腐蝕速度或落低金屬腐蝕速度。

三實驗內容與步驟

（一）試樣的預備工作

1、為了消除金屬表面原始狀態(tài)的差異，以獲得均一的表面狀態(tài)，試樣需要打磨。

2、試樣編號，以示區(qū)不。

3、準確測量試樣尺寸，用游標卡尺準確測量試樣尺寸，計算出試樣面積，并將數(shù)據(jù)記

錄在記錄本上。

4、試樣表面除油，首先用毛刷、軟布在流水中清除試樣表面黏附的殘屑、油污，然后

用丙酮清洗，用濾紙吸干，經除油后的試樣幸免再用手摸，用潔凈紙包好，放入干

燥器中干燥24小時。

5、將干燥后的試樣放在分析天平上稱重，準確度應達0.1mg，稱量結果記錄在附表中。

（二）腐蝕實驗

1、分不量取500ml下列溶液“

20％H2SO4；

20％H2SO4＋硫脲（10克/升）；

20％HNO3；

60％HNO3

將其分不放在四個預先沖洗潔凈的燒杯中。

2、將試樣按編號分成四組（每組兩片），用尼龍絲懸掛，分不浸入以上四個燒杯中。試樣要全部浸入溶液，每個試樣浸泡深度要求大體一致，上端應在液面以下20mm。

3、自試樣浸入溶液時開始記錄腐蝕時刻，半小時后，將試樣取出，用水清洗。

（三）腐蝕產物的去除

腐蝕產物的清洗原則是應除去試樣上所有的腐蝕產物，而只能去掉最小量的基本金屬，通常去除腐蝕產物的辦法有機械法、化學法和電化學辦法。本實驗試采納機械法和化學法。

1、機械法去除腐蝕產物

若腐蝕產物較厚可先用竹簽、毛刷、橡皮擦凈表面，以加速除銹過程。

2、化學法除銹

目前化學法除銹常用的試劑非常多，關于鐵和鋼來講要緊有：

（1）20％NaOH＋200g/l鋅粉，沸騰5分鐘。

（2）濃HCl＋50g/lSnCl2＋20g/lSbCl3，冷，直至潔凈。

（3）12％HCl＋0.2％As2O3＋0.5％SnCl2＋0.4％甲醛，50℃，15～40分鐘。

（4）10％H2SO4＋0.4％甲醛，40～50℃10分鐘。

（5）12％HCl＋1～2％烏洛托品，50℃或常溫。

（6）飽和氯化銨＋氨水，常溫，直到潔凈。

3、除凈腐蝕產物后，用水清洗試樣（先用自來水后用去離子水）。再用丙酮擦洗、濾紙吸干表面，用紙包好，放在干燥器內干燥24小時。

4、干燥后的試樣稱重。結果記錄在表中。

四試劑及設備

游標卡尺、毛刷、干燥器、分析天平、燒杯、量筒、時鐘、溫度計、玻璃棒、鑷子、濾紙

丙酮、去離子水、硫酸、硫脲、硝酸

五實驗結果評定

金屬腐蝕性能的評定辦法分為定性及定量兩類。（一）定性評定辦法

1、觀看金屬試樣腐蝕后的外形，確定腐蝕是均勻的依然別均勻的，觀看腐蝕產物的顏XXX，分布事情及金屬表面結合是否堅固。

2、觀看溶液顏群有否變化，是否有腐蝕產物的沉淀。

（二）定量評定辦法

假如腐蝕是均勻的，可依照（1-1）式計算腐蝕速度，并可依照（1-2）式換算成年腐蝕深度。依照下式計算20％H2SO4加硫脲后的緩蝕率：

/

KK100%K

g-=

?

式中K——未加緩蝕劑時的腐蝕速度；K’——加入緩蝕劑后的腐蝕速度。

六考慮題

1、為啥試樣浸泡前表面要通過打磨？

2、為啥要保證試樣面積與溶液體積之比？放太多的試樣或并且放幾種類型別同的金屬對腐蝕速度測定有何妨礙？

3、試樣浸泡深度對實驗結果有何妨礙？

4、何謂緩蝕劑？

實驗一失重法測定金屬腐蝕速度

一實驗目的

1、經過實驗進一步了解金屬腐蝕現(xiàn)象和原理，了解某些因素（如別同介質，介質的濃度，

是否加有緩蝕劑等）對金屬腐蝕速度的妨礙。

2、掌握一種測定金屬腐蝕速度的辦法——分量法。

二實驗原理

三實驗步驟

四實驗數(shù)據(jù)記錄及處理

表1-2

五實驗分析

圖2.1金屬極化曲線

ab活性溶解區(qū)b臨界鈍化點bc過渡鈍化區(qū)cd穩(wěn)定鈍化區(qū)de過（超）鈍化區(qū)

實驗二陽極極化曲線的測定

一實驗目的

1、掌握用恒電流和恒電位法測定金屬極化曲線的原理和辦法。

2、經過陽極極化曲線的測定，判定實施陽極愛護的也許性，初步選取陽極愛護的技術參數(shù)。

3、掌握恒電位儀的使用辦法。

二實驗原理

陽極電位和電流的關系曲線叫做陽極極化曲線。為了判定金屬在電解質溶液中采取陽極愛護的也許性，挑選陽極愛護的三個要緊技術參數(shù)——致鈍電流密度、維鈍電流密度和鈍化區(qū)的電位范圍，需要測定陽極極化曲線。陽極極化曲線能夠用恒電位法和恒電流發(fā)測定。圖2.1是一條典型的陽極極化曲線。曲線abcde是恒電位法測得的陽極極化曲線。當電位從a逐漸向正向挪移到b點時，電流也隨之增加到b點，當電位過b點往后，電流反而急劇減小，這是因為在金屬表面上生成一層高電阻耐腐蝕的鈍化膜，鈍化開始發(fā)生。人為操縱電位的增高，電流逐漸衰減到c。在c點之后，電位若接著增高，由于金屬徹底進入了鈍態(tài)，電流維持在一具基本別變得非常小的值——維鈍電流。當使電位增高到d點往后，金屬進入了過鈍化狀態(tài)，電流又重新增大。從a點到b點的范圍叫活性溶解區(qū)，從b點到c點叫鈍化過渡區(qū)，從c點到d點叫鈍化穩(wěn)定區(qū)，

過d點往后叫過鈍化區(qū)。對應于b點的電流密度叫致鈍電流密度，對應于cd段的電流密度叫維鈍電流密度。

若把金屬作為陽極，通以致鈍電流使之鈍化，再用維鈍電流去愛護其表面的鈍化膜，可使金屬的腐蝕速度大大落低，這算是陽極愛護原理。

用恒電流法測別出上述曲線的bcde段。在金屬受到陽極極化時其表面發(fā)生了復雜的變化，電極電位成為電流密度的多值函數(shù)，所以當電流增加到b點時，電位即由b點躍增到非常正的e點，金屬進入了過鈍化狀態(tài)，反映別出金屬進入鈍化區(qū)的事情。由此可見惟獨用行電位法才干測出完整的陽極極化曲線。

本實驗采納恒電位儀逐點恒定陽極電位，并且測定對應的電流值，并在半對數(shù)坐標紙上繪成φ－lgi曲線，即為恒電位陽極極化曲線。

三試劑與設備

恒電位儀、飽和甘汞電極、鉑電極、電解池、碳鋼試件、氨水、碳酸氫銨、量筒、水砂紙、無水乙醇棉、電爐

四實驗步驟

（一）試驗溶液的配制

1、燒杯內放入700ml去離子水，在電爐上加熱到40℃左右停止加熱，放入160克碳酸氫銨并用玻璃棒別斷攪拌。

2、在上述溶液中加入65ml濃氨水。

3、將配制好的溶液注入極化池中。

（二）操作步驟

1、用水砂紙打磨工作電極表面，并用無水乙醇棉擦拭潔凈待用。

2、按儀器使用講明書連接好電路，經指導教師檢查無誤后方可舉行實驗。

3、測碳鋼試樣在NH4HCO3－NH4OH體系中的自然腐蝕電位約為－0.85V，穩(wěn)定15分鐘，若電位偏正，可先用非常小的陰極電流（50μA/cm2左右）活化1～2分鐘再測定。

4、調節(jié)恒電位（從自然腐蝕電位開始）舉行陽極極化，每隔兩分鐘增加50mV，并分不讀取別同電位下相應的電流，當電極電位達到＋1.2V左右時即可停止試驗。

五實驗結果及數(shù)據(jù)處理

1、數(shù)據(jù)記錄

試樣材料尺寸

介質成分介質溫度

參比電極輔助電極

自然腐蝕電位

2、結果及數(shù)據(jù)處理

（1）求出各點的電流密度，填入表中

（2）在半對數(shù)坐標紙上將所得數(shù)據(jù)做成E－lgi關系曲線。

（3）指出碳鋼在本實驗溶液中舉行陽極愛護的三個基本參數(shù)。

六考慮題

1、試分析陽極極化曲線上各段及各特正點的意義。

2、陽極極化曲線對實施陽極愛護有何指導意義？

3、若采納恒電流法測定該體系的極化曲線，會得到啥樣的結果？

4、自腐蝕電位，析氫電位和析氧電位各有何意義？

實驗二陽極極化曲線的測定

一實驗目的

1、掌握用恒電流和恒電位法測定金屬極化曲線的原理和辦法。

2、經過陽極極化曲線的測定，判定實施陽極愛護的也許性，初步選取陽極愛護的技術參數(shù)。

3、掌握恒電位儀的使用辦法。

二實驗原理

三試劑與設備

四實驗步驟

五實驗結果及數(shù)據(jù)處理

1、數(shù)據(jù)記錄

試樣材料尺寸

介質成分介質溫度

參比電極輔助電極

自然腐蝕電位

2、E

3

六實驗分析

實驗三極化曲線評選緩蝕劑

一實驗原理

利用現(xiàn)代的電化學測試技術，差不多能夠測得

以自腐蝕電位為起點的完整的極化曲線。如圖1

所示。如此的極化曲線能夠分為三個區(qū)：（1）線

形區(qū)－AB段；（2）弱極化區(qū)－BC段；（3）塔菲

爾區(qū)－直線CD段。把塔菲爾區(qū)的CD段外推與自

腐蝕電位的水平線相交于O點，此點所對應的電

流密度即為金屬的自腐蝕電流密度ic。依照法

拉第定律，即能夠