【正文】 （ 12 分） 。（ 12 分） 3．什么是金屬的自鈍化？闡述產(chǎn)生自鈍化的必要條件。 第四大題 論述題 （共 46 分） 1． 銅電極和鋁合金電極分別放入稀鹽酸溶液中，有什么現(xiàn)象發(fā)生？如果將同時放入稀鹽酸溶液中的 銅電極和鋁合金電極用導(dǎo)線連接，又 能觀察道什么現(xiàn)象？試解釋其原因。 2．腐蝕電池的特征是什么？它與作為化學(xué)電源的原電池的區(qū)別在哪里？ 3．簡述析氫腐蝕和吸氧腐蝕的區(qū)別。濕腐蝕是指金屬在水溶液中的腐蝕，是典型的電化學(xué)腐蝕，干腐蝕則是指在干氣體（通常是在高溫）或非水溶液中的腐蝕。過去認(rèn)為，高溫氣體腐蝕（如高溫氧化）屬于化學(xué)腐蝕，但近代概念指出在高溫腐蝕中也存在隔離的陽極和陰極區(qū)，也有電子和離子的流動。： 根據(jù)腐蝕的作用原理，可分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕。雖然重量損失比均勻腐蝕小，但因可導(dǎo)致金屬結(jié)構(gòu)的不緊密或穿漏現(xiàn)象，故其危險性較大。金屬表面的某些部分的腐蝕。 3．超電壓 ： 由于 極化 作用使陰極電位降低或陽極電位升高，其偏離初始電位的絕對值，稱為超電壓或極電位。 (2)吸氧腐蝕 (鋼鐵表面吸附水膜酸性較弱時 ) 負(fù)極 (Fe) ： Fe － 2eˉ=Fe2+ 正極：O2+2H2O+4eˉ=4OHˉ 總反應(yīng)：2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2 由于吸收氧氣，所以也叫吸氧腐蝕。特征是在發(fā)生氧腐蝕的表面會形成許多直徑不等的小鼓包，次層是黑色粉末狀潰瘍腐蝕坑陷。 10 ． 產(chǎn) 生 嚴(yán) 重 大 氣 腐 蝕 的 條 件 是 ：（ ） 第二大題 名詞解釋題 （每題 2 分，共 10 分） 1．電化學(xué)腐蝕： 電化學(xué)腐蝕就是鐵和氧形成兩個電極，組成腐蝕原電池。 8．單向合金的耐蝕能力與固溶體成分的特殊關(guān)系符合（ ）。 6．電化學(xué)保護(hù)中陰極保護(hù)可分為電保護(hù)和（ ）。 4 ．析氫腐蝕的腐蝕速度主 要取決于（ ）。 第一大題 填空題 （每空 1 分，共 10 分） 1．在中性溶液的電化學(xué)反應(yīng)中，溶解氧發(fā)生還原反應(yīng)，其反應(yīng)方程式為 ( ) 2 ．縫隙腐蝕的起因?yàn)椋海? ）。 ③ 混合型緩蝕劑 大多數(shù)有機(jī)緩蝕劑屬于這種類型，它們有的是由于緩蝕劑分子上 的反應(yīng)基團(tuán)與腐蝕反應(yīng)中生成的金屬離子相互作用，在金屬表面 形成絡(luò)合物沉淀膜 ；有 的是依靠緩蝕劑分子上極性基團(tuán)的吸附作用，使之吸附到金屬表面。亞硝酸鈉不 是直接對陽極反應(yīng)起作用，而是增強(qiáng)了陰極去極化促進(jìn)鋼鐵鈍化的結(jié)果。 根據(jù)電化學(xué)腐蝕觀點(diǎn)，按緩蝕機(jī)理分： ① 陽極性緩蝕劑 這類緩蝕劑主要是促使金屬鈍化而提高耐蝕性。 (3)緩蝕劑： 在腐蝕性介質(zhì)中加入少量能使金屬腐蝕速度降低甚至完全抑止的物質(zhì)稱為緩蝕劑。 生漆，主要成膜物質(zhì)是漆酚，通過氧化。 48. 其他防腐方法 (1)涂層： 涂料的主要組成：①成膜物質(zhì)②顏料 以及稀釋劑，催干劑、固化劑等輔料組成。 (2)設(shè)備殼體與接管 ① 夾套的焊接，應(yīng)盡可能避免存在縫隙 ② 殼體的保溫，支腳與殼體同時外加絕熱保溫層；絕熱材料外部應(yīng)加保護(hù)板； ③ 殼體冷卻，設(shè)計時將冷的氮?dú)錃鈴膬?nèi)外殼間的環(huán)隙以較高速通過，使外殼僅受高壓，內(nèi)殼僅受高 溫，大大改善殼體腐蝕條件 ④ 封頭接管，接管應(yīng)向容器內(nèi)伸長 ⑤ 排液管，接管平齊或低于底部 (3)容器附件與管道 (1)支座，為了防止流下的流體腐蝕容器底板，在容器外面可焊上一個圍裙，亦可在底板周圍封填瀝青 (2)緩沖板與折流板 (3)攪拌器的擋流板 (4)管道，曲率半徑小的彎管易在管壁沉積雜物，當(dāng)液體流速很高時，管壁易被沖刷損傷。應(yīng)用最廣泛的在碳鋼設(shè)備表面襯陶瓷、石墨磚板、橡膠、玻璃鋼及搪瓷等襯里 47. 防蝕結(jié)構(gòu)設(shè)計 (1)聯(lián)接 ①不同斷面的焊接，不能在斷面變化處焊接，容易形成 SSC和腐蝕疲勞 ②不同金屬間焊接，容器壁厚 s14 加墊板，墊板材料需接近殼體 ③螺栓連接，重要構(gòu)件盡可能將螺母四周密封，異種金屬間要充填絕緣體，以免 發(fā)生電偶腐蝕；注意法蘭應(yīng)有足夠剛度，否則會導(dǎo)致縫隙腐蝕 ④管子與管板聯(lián)接，采用脹接或脹后焊接，應(yīng)保證管子與整個管板緊密貼合；管班上管孔倒圓角；管板內(nèi)側(cè)和管子可加涂層；管口不要伸出管板 ⑤管道聯(lián)接，采用對接焊形式 ⑥軸的聯(lián)接，減少應(yīng)力集中，可采用花鍵軸或多邊形軸以改善應(yīng)力分布。 46. 襯 里 是一種綜合利用不同材料的特性，具有較長使用壽命的防腐方法。 45. 陽極保護(hù) ：將被保護(hù)的設(shè)備與外加直流電源的正極相連，在一定電解質(zhì)溶液中將金屬進(jìn)行陽極極化至一定電位，在此電位下金屬能建立起鈍態(tài)并維持鈍態(tài)，則設(shè)備腐蝕速度顯著降低，設(shè)備得以保護(hù)。保護(hù)度 Z=V1V2/V1*100%， Z=50%時使用年限增長一倍。 （護(hù)屏保護(hù)）：在被保護(hù)金屬設(shè)備上連接一個電位更負(fù)的強(qiáng)陽極，促使陰極極化，這種方法叫犧牲陽極保護(hù)，也稱護(hù)屏保護(hù)。 第六章 防腐方法 43. 目前工程中最常用防腐方法？ 金屬或非金屬材料覆蓋層，電化學(xué)保護(hù)，防腐蝕結(jié)構(gòu)設(shè)計，介質(zhì)處理，添加緩蝕劑 電化學(xué)保護(hù)法只適用于金屬在腐蝕性溶液中，應(yīng)用于船海洋類 44. 陰極保護(hù)：主要分為電保護(hù)與犧牲陽極保護(hù)兩種形式。 、石墨材料：炭有三種同素異形體：無定形炭（煤炭）、石墨（六方晶系的晶體結(jié)構(gòu)）和金剛石。 ④耐蝕無機(jī)非金屬材 料 耐蝕無機(jī)非金屬材料主要有陶瓷、玻璃和石墨。 不耐蝕：強(qiáng)氧化劑（濃硝酸、濃硫酸）、芳香族、氯代碳化物及酮。 ③高材的腐蝕破壞形式： （ 1）滲透與溶脹、溶解（ 2）化學(xué)裂解（氧化與水解）（ 3）老 化：高分子材料在陽光（紫外線）、濕度、溫度及大氣中的其他組分的綜合作用下，性能逐漸變壞以致喪失使用價值的現(xiàn)象叫老化。 ②高分子材料與金屬腐蝕的區(qū)別： （ 1）金屬是導(dǎo)體，大多數(shù)金屬腐蝕為電化學(xué)腐蝕，高分子材料一般不能導(dǎo)電，因此高分子材料的腐蝕老化不是電化學(xué)腐蝕，不能用電化學(xué)規(guī)律解釋。 材料選擇的基本要點(diǎn) 耐蝕性；力學(xué)物理特性；加工成型工藝性能；材料價格與來源。鉛不具備鈍化能力，所以鉛的耐蝕特性主要體現(xiàn)在它的腐蝕產(chǎn)物在相應(yīng)介質(zhì)中的溶解度。此外，在某些環(huán)境中金屬表面可能生成穩(wěn)定的 腐蝕產(chǎn)物。 可鈍化或腐蝕產(chǎn)物穩(wěn)定的金屬主要有碳鋼和鑄鐵鉛與鉛合金 （ 1）碳鋼和鑄鐵 碳鋼和鑄鐵都是多相合金，主要的組織組分有：鐵素體( Fe)、滲碳體 (Fe3C)和石墨 (C)，由于這三種組分在電解質(zhì)溶液中具有不同的電位，其中 Fe 的標(biāo)準(zhǔn)電極電位最低，其值為，是熱力學(xué)不穩(wěn)定的元素，所以在多數(shù)電解質(zhì)溶液中將成為微電池的陽極而被腐蝕。 耐蝕特點(diǎn)： ①在各種氧化性介質(zhì)中都非常耐蝕； ②中性和弱酸性氯化物溶液中有良好的耐蝕性。對于堿、氫氟酸、氟化物、鹵素、亞硫酸等，普通高硅鑄鐵是不耐蝕的。 (3)高硅鑄鐵 含 14. 5%~18% Si 的鐵碳合金稱為高硅鑄鐵，依靠硅合金化而獲得鈍化能力，其耐蝕性同樣遵循 n/8 定律，穩(wěn)定性臺階 n=2（含 14. 5% Si）。 (2)鋁與鋁合金 鋁的耐蝕能力主要取決于在給定環(huán)境中鋁表面的保護(hù)膜的穩(wěn)定性；在中性和近中性以及大氣中具有很高的穩(wěn)定性；在氧化性的酸或鹽溶液中也十分穩(wěn)定；常用于濃硝酸的生產(chǎn)中在含鹵素離子的中性溶液中易發(fā)生小孔腐蝕；在大多數(shù)有機(jī) 介質(zhì)中有很好的耐蝕性；對硫和硫化物有很好的耐蝕性。 依靠鈍化獲得耐蝕能力的金屬，主要有 188 不銹鋼、鋁及鋁合金、鈦及鈦合金、硅鑄鐵等 可鈍化或腐蝕產(chǎn)物穩(wěn)定的金屬，主要有碳鋼和鑄鐵鉛與鉛合金 依靠自身熱 力學(xué)穩(wěn)定而耐蝕的金屬，主要有銅及銅合金 依靠鈍化獲得耐蝕能力的金屬 (1)不銹鋼（ Cr18%, Ni8%9% 。 耐大氣腐蝕 ：銅在低合金鋼大氣腐蝕過程中起著 活性陰極的作用，在一定條件下可以促使鋼產(chǎn)生陽極鈍化，從而降低腐蝕速率；鈍化膜易被活性氯離子破壞，所以銅鋼只在較純凈的空氣中具有較好的耐蝕性；可 提高鋼對 H2SO4的耐蝕性：提高了合金的熱力學(xué)穩(wěn)定性；可減弱鋼在海水中的縫隙腐蝕 ：加入 Cu 后，鋼的陽極過程受到阻滯，使鈍化臨界電流密度減小。 硅（ Si)： 在相應(yīng)的合金中具有耐氯化物腐蝕破裂、耐孔蝕、耐濃熱硝酸、抗氧化、耐海水腐蝕等作用；不銹鋼隨硅含量的增加， 耐應(yīng)力腐蝕破裂 性能顯著改善（依靠加硅形成富硅保護(hù)膜） 優(yōu)良的耐氯離子腐蝕特性 （耐氯化物應(yīng)力腐蝕破裂）； 改善耐 孔蝕 性能（提高了鋼的鈍態(tài)穩(wěn)定性）；耐強(qiáng)氧化物腐蝕：形成富集 Si, Cr, O 的表面膜； Si與 Cr, Mo與 Cu 配合，可以得到