西安交通大学材料腐蚀基础课程教学大纲一、课程基本信息材料腐蚀基础课程名称Material corrosionMATL500202课程编号总学时322课程学分上机：0课外：0理论：32实验：0学时分配（课外学时不计入总学时）口公共课程口通识课程课程类型口学科门类基础课口专业大类基础课口专业核心课口V专业选修课口集中实践□1-1□1-2□2-1□2-2□3-1□3-2开课学期□4-1□4-25-1□5-2材料科学基础，材料力学性能，物理化学先修课程【序号】作者1，作者2.教材名称.出版地：出版者，出版年教材、参例：[1】刘国钧，陈绍业.电路分析.北京：高等教育出版社，1994.考书及其使用教材：他资料[1]】何业东，材料腐蚀与防护概论，机械工业出版社,2011.参考教材：[1]李晓刚．材料腐蚀与防护概论．北京：机械工业出版社，2017二、课程目标及学生应达到的能力2.1 课程的基本要求本课程从金属材料的腐蚀机理出发，针对不同的服役环境，为学生系统讲授金属材料的组织结构、腐蚀机理、性能、应用及如何防护之间的关系。主要培养学生利用理论知识解决实际工程问题的能力，使学生能够在分析零件的服役环境的基础上，提出适用于实际工程应用的材料性能特点，并设计提升金属材料耐蚀性能的解决方案及工艺流程，实现需要的结构设计与防护性能
西安交通大学材料腐蚀基础课程教学大纲 一、课程基本信息 课程名称 材料腐蚀基础 Material corrosion 课程编号 MATL500202 课程学分 2 总学时 32 学时分配 理论: 32 实验: 0 上机: 0 课外: 0 （课外学时不计入总学时） 课程类型 公共课程 通识课程 学科门类基础课 专业大类基础课 专业核心课 专业选修课 集中实践 开课学期 1-1 1-2 2-1 2-2 3-1 3-2 4-1 4-2 5-1 5-2 先修课程 材料科学基础，材料力学性能，物理化学 教材、参 考书及其 他资料 [序号] 作者 1，作者 2.教材名称.出版地：出版者，出版年. 例：[1] 刘国钧，陈绍业.电路分析.北京：高等教育出版社，1994. 使用教材： [1] 何业东,材料腐蚀与防护概论,机械工业出版 社,2011. 参考教材： [1] 李晓刚. 材料腐蚀与防护概论. 北京：机械工业出 版社，2017. 二、课程目标及学生应达到的能力 2.1 课程的基本要求 本课程从金属材料的腐蚀机理出发，针对不同的服役环境，为学生系统讲授 金属材料的组织结构、腐蚀机理、性能、应用及如何防护之间的关系。主要培养 学生利用理论知识解决实际工程问题的能力，使学生能够在分析零件的服役环境 的基础上，提出适用于实际工程应用的材料性能特点，并设计提升金属材料耐蚀 性能的解决方案及工艺流程，实现需要的结构设计与防护性能
课程教学中，要求教师既要给学生讲授金属材料的腐蚀过程中的基本原理和机制，还要强调基于不同的服役环境，各种腐蚀产生的原因及实际应用中的腐蚀特点，让学生体会各类金属材料在不同服役环境下腐蚀行为，锻炼学生具体问题具体分析的思维方法：要求学生了解各类防护手段所具有的局限性、目前存在的解决方法、发展趋势：让学生从材料具体服役环境出发，根据材料性能特点，制定合理的防护处理方案，锻炼学生理论结合实际及设计材料单元及部件的能力。开展课堂讨论，就设置的专题进行讨论交流，强化学生就材料腐蚀基础的理论知识和应用背景的掌握，促进学生的将所学理论知识融会贯通并应用于解决实际问题。2.2课程的目标及学生应该达到的能力1材料腐蚀与防护领域基础知识理解能力掌握金属材料的腐蚀和防护的基本概念，熟悉各类服役环境下（包括高温、电化学、应力、自然环境）金属材料的腐蚀机理，并熟练掌握各类腐蚀环境下金属材料的腐蚀特点和防护方法，了解金属材料的耐蚀性能和保护方法。2复杂工程问题分析能力能够运用材料腐蚀与防护的相关知识，对金属材料在实际应用中的复杂工程问题进行分析。能够对比分析不同服役环境下的金属材料被侵蚀后的组织与性能变化特点，根据金属材料的腐蚀机理及防护方法，针对具体的服役条件，提出多种提高金属耐蚀性的解决方案和途径，获得有效结论。3材料与工艺设计与创新能力根据不同的服役条件，掌握材料单元、部件、系统或工艺在全周期、全流程设计/开发的基本方法和技术，了解各种因素对材料设计目标和技术方案的影响。支撑毕业要求指标点3-1：掌握材料单元、部件、系统或工艺在全周期、全流程设计/开发的基本方法和技术，了解各种因素对材料设计目标和技术方案的影响。4研究综合考虑提升金属材料的腐蚀性能中，基于材料科学原理，针对材料领域复杂工程问题，通过文献检索调研、分析现有或相近问题的解决方案
课程教学中，要求教师既要给学生讲授金属材料的腐蚀过程中的基本原理 和机制，还要强调基于不同的服役环境，各种腐蚀产生的原因及实际应用中的 腐蚀特点，让学生体会各类金属材料在不同服役环境下腐蚀行为，锻炼学生具 体问题具体分析的思维方法；要求学生了解各类防护手段所具有的局限性、目 前存在的解决方法、发展趋势；让学生从材料具体服役环境出发，根据材料性 能特点，制定合理的防护处理方案，锻炼学生理论结合实际及设计材料单元及 部件的能力。开展课堂讨论，就设置的专题进行讨论交流，强化学生就材料腐 蚀基础的理论知识和应用背景的掌握，促进学生的将所学理论知识融会贯通并 应用于解决实际问题。 2.2 课程的目标及学生应该达到的能力 1 材料腐蚀与防护领域基础知识理解能力 掌握金属材料的腐蚀和防护的基本概念，熟悉各类服役环境下（包括高温、 电化学、应力、自然环境）金属材料的腐蚀机理，并熟练掌握各类腐蚀环境下 金属材料的腐蚀特点和防护方法，了解金属材料的耐蚀性能和保护方法。 2 复杂工程问题分析能力 能够运用材料腐蚀与防护的相关知识，对金属材料在实际应用中的复杂工 程问题进行分析。能够对比分析不同服役环境下的金属材料被侵蚀后的组织与 性能变化特点，根据金属材料的腐蚀机理及防护方法，针对具体的服役条件， 提出多种提高金属耐蚀性的解决方案和途径，获得有效结论。 3 材料与工艺设计与创新能力 根据不同的服役条件，掌握材料单元、部件、系统或工艺在全周期、全流 程设计/开发的基本方法和技术，了解各种因素对材料设计目标和技术方案的 影响。 支撑毕业要求指标点 3-1：掌握材料单元、部件、系统或工艺在全周期、 全流程设计/开发的基本方法和技术，了解各种因素对材料设计目标和技术方 案的影响。 4 研究 综合考虑提升金属材料的腐蚀性能中，基于材料科学原理，针对材料领域 复杂工程问题，通过文献检索调研、分析现有或相近问题的解决方案
支撑毕业要求指标点4-1：基于材料科学原理，针对材料领域复杂工程问题，通过文献检索调研、分析现有或相近问题的解决方案。课程目标与专业毕业要求的关联关系毕业要求课234567891011121目标课程目标1课程目标2课程目标3M课程目标4M注：1,2,3..·12对应于专业认证毕业要求12条。课程目标与专业毕业要求的关联关系用H/M/L标注。三、教学内容简介序章节名称知识点参考号学时1绪论材料腐蚀的定义、分类及基本途12径高温腐蚀的热力学、氧化物固相22金属的高温腐蚀与防护42.1高温腐蚀热力学的稳定性、氧化物的结构与缺2.2金属氧化物的结构及性质陷、金属氧化的动力学、氧化膜2.3金属氧化过程的动力学的生长、氧化膜中的应力及应力2.4合金的氧化松弛、合金的氧化2.5其他类型的金属高温腐蚀3金属腐蚀电化学理论基础金属腐蚀原电池、电位-pH图、343.1腐蚀电池腐蚀电池的电极过程、腐蚀极化3.2电化学腐蚀热力学图、腐蚀的反动力学方程、析氢3.3电化学腐蚀动力学腐蚀和吸氧腐蚀、金属的钝化3.4析氢腐蚀和吸氧腐蚀3.5金属的钝化4全面腐蚀和局部腐蚀D全面腐蚀、点蚀机理、缝隙腐蚀44.1全面腐蚀的定义、特点、形成机理及影响4.2点蚀因素、电偶腐蚀及影响因素、晶4.3缝隙腐蚀间腐蚀的定义和特点、机理、选4.4电偶腐蚀择性腐蚀的定义和特点4.5晶间腐蚀4.6选择性腐蚀5应力作用下的腐蚀应力腐蚀开裂的定义和特点、发545.1应力腐蚀开裂生条件及机理、氢致开裂的定5.2氢致开裂义、分类及机理、腐蚀疲劳的定5.3腐蚀疲劳义、特点、机理及影响因素、冲5.4与磨损有关的腐蚀刷腐蚀、空泡腐蚀、磨损腐蚀、微动腐蚀
支撑毕业要求指标点 4-1：基于材料科学原理，针对材料领域复杂工程问 题，通过文献检索调研、分析现有或相近问题的解决方案。 课程目标与专业毕业要求的关联关系 毕 业 要 求 课 程目标 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课程目标 1 课程目标 2 课程目标 3 M 课程目标 4 M 注：1,2,3.12 对应于专业认证毕业要求 12 条。课程目标与专业毕业要求的 关联关系用 H/M/L 标注。 三、教学内容简介 序 号 章节名称 知识点 参考 学时 1 1 绪论 材料腐蚀的定义、分类及基本途 径 2 2 2 金属的高温腐蚀与防护 2.1 高温腐蚀热力学 2.2 金属氧化物的结构及性质 2.3 金属氧化过程的动力学 2.4 合金的氧化 2.5 其他类型的金属高温腐蚀 高温腐蚀的热力学、氧化物固相 的稳定性、氧化物的结构与缺 陷、金属氧化的动力学、氧化膜 的生长、氧化膜中的应力及应力 松弛、合金的氧化 4 3 3 金属腐蚀电化学理论基础 3.1 腐蚀电池 3.2 电化学腐蚀热力学 3.3 电化学腐蚀动力学 3.4 析氢腐蚀和吸氧腐蚀 3.5 金属的钝化 金属腐蚀原电池、电位-pH 图、 腐蚀电池的电极过程、腐蚀极化 图、腐蚀的反动力学方程、析氢 腐蚀和吸氧腐蚀、金属的钝化 4 4 4 全面腐蚀和局部腐蚀 4.1 全面腐蚀 4.2 点蚀 4.3 缝隙腐蚀 4.4 电偶腐蚀 4.5 晶间腐蚀 4.6 选择性腐蚀 全面腐蚀、点蚀机理、缝隙腐蚀 的定义、特点、形成机理及影响 因素、电偶腐蚀及影响因素、晶 间腐蚀的定义和特点、机理、选 择性腐蚀的定义和特点 4 5 5 应力作用下的腐蚀 5.1 应力腐蚀开裂 5.2 氢致开裂 5.3 腐蚀疲劳 5.4 与磨损有关的腐蚀 应力腐蚀开裂的定义和特点、发 生条件及机理、氢致开裂的定 义、分类及机理、腐蚀疲劳的定 义、特点、机理及影响因素、冲 刷腐蚀、空泡腐蚀、磨损腐蚀、 微动腐蚀 4
6自然环境中的腐蚀大气腐蚀的定义和特点、分类及646.1大气腐蚀机理、土壤腐蚀的定义特性、电6.2土壤腐蚀极过程及影响因素、淡水和海水6.3淡水和海水腐蚀腐蚀特点、机理影响因素、微生6.4微生物腐蚀物腐蚀的定义、特征、机理及防护措施。77工业环境中的腐蚀几种工业腐蚀类型的影响因素47.1酸碱盐介质中的腐蚀及特点7.2工业水中的腐蚀7.3熔盐腐蚀7.4液态金属腐蚀7.5石油工业中的腐蚀8金属材料的耐蚀性能纯金属热力学稳定性、阻滞阴极828.1纯金属的耐蚀性过程、阻滞阳极过程、各类耐蚀8.2材料耐蚀性的合金化原理及途径金属材料9.3各类耐蚀金属材料99金属的保护方法阴极保护、阳极保护、金属涂镀29.1正确选材和合理的结构设计层的保护原理、缓蚀剂保护作用9.2电化学保护机理。9.3金属涂镀层的保护9.4缓蚀剂保护1010.讲座及讨论：金属表面改性常见的金属表面改性方法及涂2层四、教学安排详表
6 6 自然环境中的腐蚀 6.1 大气腐蚀 6.2 土壤腐蚀 6.3 淡水和海水腐蚀 6.4 微生物腐蚀 大气腐蚀的定义和特点、分类及 机理、土壤腐蚀的定义特性、电 极过程及影响因素、淡水和海水 腐蚀特点、机理影响因素、微生 物腐蚀的定义、特征、机理及防 护措施。 4 7 7 工业环境中的腐蚀 7.1 酸碱盐介质中的腐蚀 7.2 工业水中的腐蚀 7.3 熔盐腐蚀 7.4 液态金属腐蚀 7.5 石油工业中的腐蚀 几种工业腐蚀类型的影响因素 及特点 4 8 8 金属材料的耐蚀性能 8.1 纯金属的耐蚀性 8.2 材料耐蚀性的合金化原理及途径 9.3 各类耐蚀金属材料 纯金属热力学稳定性、阻滞阴极 过程、阻滞阳极过程、各类耐蚀 金属材料 2 9 9 金属的保护方法 9.1 正确选材和合理的结构设计 9.2 电化学保护 9.3 金属涂镀层的保护 9.4 缓蚀剂保护 阴极保护、阳极保护、金属涂镀 层的保护原理、缓蚀剂保护作用 机理。 2 10 10.讲座及讨论：金属表面改性 常见的金属表面改性方法及涂 层 2 四、教学安排详表
教学方式章节学时（授课、教学要求对课程目标教学内容顺序分配实验、上（知识要求及能力要求）的支撑关系机、讨论材料腐蚀的定义，发展、分类及材料腐蚀和掌握材料腐蚀的概念、形式、种类以及防止腐蚀的方课程目标1第一章投课2防护在国名经济发展中的意义法增加学生对专业的认同感。课程目标4掌握氧化膜及氧化膜的组织、氧化膜离子品体缺陷、高温扁蚀的热力学、氧化物固相的稳定性掌握影响高温氧化的因素、掌握合金氧化与抗氧化原授课，氧化物的结构与缺陷、金属氧化的动力学、第二章2理：熟练掌握高温氧化动力学、高温氧化理论：了解课程目标1自学氧化膜的生长、氧化膜中的应力及应力松高温氧化的基本概念、各基合金的氧化、混合气体腐弛、合金的氧化蚀、合金硫化、高温液态介质对金属材料的腐蚀。1.掌握极化、极化原因、极化规律、极化引起的超电压、超电位的数学表示、影响腐蚀的因素：掌握腐蚀金属扁蚀原电池、电位-pH图、腐蚀电池的投课，课程目标1电化学原电池过程、电极电位、平衡电极电位、非平第三章电极过程、扁蚀极化图、腐蚀的反动力学方自学衡电极电位、腐蚀极化图极其应用、金属的去极化、课程目标2程、析氢腐蚀和吸氧腐蚀、金属的钝化氢去极化与氢去极化腐蚀、氧去极化与氧去板化扁蚀、金属腐蚀图E-PH图：熟练掌握金属的钝化授课，全面腐蚀和各种局部腐蚀的的定义、特点、使学生熟练掌掌握全面腐蚀、点蚀、缝陈扁蚀、电偶课程目标1第四章自学课程目标2形成机理及影响因素、电偶腐蚀及影响因素腐蚀、品间腐蚀、选择性腐蚀。投课,几种应力作用下的腐蚀的定义和特点、发生课程目标2掌握应力腐蚀开裂、氢致开裂、腐蚀疲劳，了解与磨第五章自学条件及机理课程目标3损有关的离蚀
章节 顺序 教学内容 学时 分配 教学方式 （授课、 实验、上 机、讨论） 教学要求 （知识要求及能力要求） 对课程目标 的支撑关系 第一章 材料腐蚀的定义、发展、分类及材料腐蚀和 防护在国名经济发展中的意义 2 授课 掌握材料腐蚀的概念、形式、种类以及防止腐蚀的方 法增加学生对专业的认同感。 课程目标 1 课程目标 4 第二章 高温腐蚀的热力学、氧化物固相的稳定性、 氧化物的结构与缺陷、金属氧化的动力学、 氧化膜的生长、氧化膜中的应力及应力松 弛、合金的氧化 4 授课, 自学 掌握氧化膜及氧化膜的组织、氧化膜离子晶体缺陷、 掌握影响高温氧化的因素、掌握合金氧化与抗氧化原 理；熟练掌握高温氧化动力学、高温氧化理论；了解 高温氧化的基本概念、各基合金的氧化、混合气体腐 蚀、合金硫化、高温液态介质对金属材料的腐蚀。 课程目标 1 第三章 金属腐蚀原电池、电位-pH 图、腐蚀电池的 电极过程、腐蚀极化图、腐蚀的反动力学方 程、析氢腐蚀和吸氧腐蚀、金属的钝化 4 授课， 自学 1.掌握极化、极化原因、极化规律、极化引起的超电 压、超电位的数学表示、影响腐蚀的因素；掌握腐蚀 电化学原电池过程、电极电位、平衡电极电位、非平 衡电极电位、腐蚀极化图极其应用、金属的去极化、 氢去极化与氢去极化腐蚀、氧去极化与氧去极化腐 蚀、金属腐蚀图 E-PH 图；熟练掌握金属的钝化 课程目标 1 课程目标 2 第四章 全面腐蚀和各种局部腐蚀的的定义、特点、 形成机理及影响因素、电偶腐蚀及影响因素 4 授课， 自学 使学生熟练掌掌握全面腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀、电偶 腐蚀、晶间腐蚀、选择性腐蚀。 课程目标 1 课程目标 2 第五章 几种应力作用下的腐蚀的定义和特点、发生 条件及机理 4 授课， 自学 掌握应力腐蚀开裂、氢致开裂、腐蚀疲劳，了解与磨 损有关的腐蚀。 课程目标 2 课程目标 3