式中:v*--金属的腐蚀速率(克/米2.小时)W2--带有腐蚀产物的试件重量(克)其他符号与(1)式同。对于密度相同的金属,可以用上述方法比较其耐蚀性能。对于密度不同的金属,尽管单位面积的重量变化相同,其腐蚀深度却不一样。对此,用腐蚀深度表示更为合适。换算公式如下:(3)VL=(v/p)*(24*365/1000)=8.76*(v/p)式中:VL--用腐蚀深度表示的腐蚀速率(毫米/年)p--金属的密度(克/厘米3)v--腐蚀的失重指标(克/米2.小时)许多金属在酸性溶液中,某些电负性强的金属在中性甚至于碱性溶液中,都会发生氢去极化作用而遭到腐蚀。其中:阳极过程:M-→M++ne,阴极过程:nH*+ne→(n/2)H2个在金属遭受腐蚀的同时,不断有氢析出。金属溶解的量和氢析出量相当。即有1摩尔的金属溶解,就有n/2摩尔的氢气析出。由实验测出一定时间内的析氢体积Vu(毫升)。根据理想气体状态方程式:(4)PVH-NART(1-4)式中P=Pa-PH20故NH=(Pa-PH20) V /RT则金属的腐蚀速率为:V= NM M / St =(2N/n)M/St=2M(Pa-PH20)V/(nStRT)式中:Pa--实验时大气压;(可按0.10133MPa估算)PH20--实验温度下稀硫酸上水蒸气分压;(可按0.002533MPa估算)T--绝对温度,K;NH--析出氢气的摩尔数;VH--氢气体积(ml);R--气体常数;R=8.314472cm3·MPa·mol^(-1)·K^(-1)NM--金属溶解的摩尔数;M--金属的摩尔质量(克);
式中: v + -金属的腐蚀速率(克/米 2 ·小时) W2-带有腐蚀产物的试件重量(克) 其他符号与(1)式同。 对于密度相同的金属,可以用上述方法比较其耐蚀性能。对于密度不同的金 属,尽管单位面积的重量变化相同,其腐蚀深度却不一样。对此,用腐蚀深度表 示更为合适。换算公式如下: vL=(v- /ρ)*(24*365/1000)=8.76*(v- /ρ) (3) 式中:vL-用腐蚀深度表示的腐蚀速率(毫米/年) ρ-金属的密度(克/厘米 3) v - -腐蚀的失重指标(克/米 2 ·小时) 许多金属在酸性溶液中,某些电负性强的金属在中性甚至于碱性溶液中,都 会发生氢去极化作用而遭到腐蚀。其中: 阳极过程:M→M n+ + ne, 阴极过程:nH+ + ne→(n/2)H2↑ 在金属遭受腐蚀的同时,不断有氢析出。金属溶解的量和氢析出量相当。即 有 1 摩尔的金属溶解,就有 n/2 摩尔的氢气析出。由实验测出一定时间内的析氢 体积 VH(毫升)。根据理想气体状态方程式: P VH=NHRT (4) (1-4)式中 P=Pa-PH2O 故 NH=(Pa-PH2o) VH /RT 则金属的腐蚀速率为: V= NM M / St =(2NH/n)M/St=2M(Pa-PH2O)VH/(nStRT) 式中: Pa-实验时大气压;(可按 0.10133 MPa 估算) PH2O-实验温度下稀硫酸上水蒸气分压;(可按 0.002533MPa 估算) T-绝对温度,K; NH-析出氢气的摩尔数; VH-氢气体积(ml) ; R-气体常数;R=8.314472cm3·MPa·mol^(-1)·K^(-1), NM-金属溶解的摩尔数; M-金属的摩尔质量(克);
S--金属在介质中的暴露面积(米2);t--金属腐蚀的时间(小时)。n--金属化合价容量法也可以用于耗氧的阴极过程,此时阴极反应为:(1/2)02+H0+2e20H测定一定容积中氧气的减少量即可计算出相应的金属腐蚀速率,计算方法与析氢过程类似。三、仪器药品与实验装置:1、容量法测定金属腐蚀速率装置见图1。图1容量法测定金属腐蚀速率装置表 1金属耐蚀性的十级标准表耐蚀性能组别耐蚀等级腐蚀速率(毫米/年)11、完全不腐蚀小于0.00120.001-0.0052、极耐蚀30.005-0.0140.01-0.053、耐蚀50.05-0.160.10-0.504、耐蚀性差70.5-1.01.0-5.085、不甚耐蚀95.0-10.0大于10106、完全不耐蚀此表不适用于晶间腐蚀
S-金属在介质中的暴露面积(米 2); t-金属腐蚀的时间(小时)。 n-金属化合价 容量法也可以用于耗氧的阴极过程,此时阴极反应为: (1/2)O2+H2O+2e→2OH- 测定一定容积中氧气的减少量即可计算出相应的金属腐蚀速率,计算方法与 析氢过程类似。 三、仪器药品与实验装置: 1、容量法测定金属腐蚀速率装置见图 1。 图 1 容量法测定金属腐蚀速率装置 表 1 金属耐蚀性的十级标准表 耐蚀性能组别 腐蚀速率(毫米/年) 耐蚀等级 1、完全不腐蚀 小于 0.001 1 2、极耐蚀 0.001-0.005 2 0.005-0.01 3 3、耐蚀 0.01-0.05 4 0.05-0.1 5 4、耐蚀性差 0.10-0.50 6 0.5-1.0 7 5、不甚耐蚀 1.0-5.0 8 5.0-10.0 9 6、完全不耐蚀 大于 10 10 此表不适用于晶间腐蚀
2、仪器:分析天平,恒温水浴,气压计,温度计,化学除膜血。3、药品与材料:碳钢试件,2.5%硫酸,无水乙醇,金刚砂布,脱脂棉,滤纸,盐酸,六次甲基四胺。四、操作步骤:1、实验在恒温(或稳定室温)条件下进行,为此先调节好恒温水浴的温度(30℃),在玻璃槽中倒入约2000毫升2.5%硫酸溶液:将玻璃槽放入恒温水浴中,用洗耳球抽吸的方法,使量气管和喇叭口内充满溶液。2、在玻璃板上用金刚砂布将金属试件(2片)表面打磨干净,测量试件尺寸,计算其表面积。3、用无水乙醇棉球除去试件表面油污:用滤纸吸干(勿用手去接触),电吹风干燥后在分析天平上称重,准确到0.0001克。4、将碳钢试件挂与玻璃挂钩上,小心仔细地移入量气管喇叭口下面,并立即读取量气管中液面的高度,作为起始读数;随着腐蚀反应的发生,氢气的不断析出将使量气管中液面不断下降。每隔一定时间(5至10分钟)记录一次读数如此延续两小时。5、取出试样,用自来水冲洗掉试件上附着的酸液,观察和记录试件表面现象,用化学方法脱除腐蚀产物。化学除膜液可采用1:1盐酸+0.3%乌洛托品(六次甲基四胺)。除膜时需取另外1片进行空白实验,时间为0.5~1分钟。6、试件除膜后经水冲洗,无水乙醇脱水,滤纸吸干,电吹风干燥,然后用分析天平称重。实验数据记录于下表中:实验温度:室温:气压:析氢体积试件尺寸(厘米)试件重量(克)腐蚀速率试介(毫升)件质腐腐量空容量法表重量法材成气析小蚀蚀厚白失时直面管孔前后氢分失重质径度积vvVLVL读径量重重s重(g/m2-h)(g/m2-h)(mm/y)(mm/y)1数WWo
2、仪器: 分析天平,恒温水浴,气压计,温度计,化学除膜皿。 3、药品与材料: 碳钢试件,2.5%硫酸,无水乙醇,金刚砂布,脱脂棉,滤纸,盐酸,六次甲 基四胺。 四、操作步骤: 1、实验在恒温(或稳定室温)条件下进行,为此先调节好恒温水浴的温度 (30℃),在玻璃槽中倒入约 2000 毫升 2.5%硫酸溶液;将玻璃槽放入恒温水浴 中,用洗耳球抽吸的方法,使量气管和喇叭口内充满溶液。 2、在玻璃板上用金刚砂布将金属试件(2 片)表面打磨干净,测量试件尺 寸,计算其表面积。 3、用无水乙醇棉球除去试件表面油污;用滤纸吸干(勿用手去接触),电 吹风干燥后在分析天平上称重,准确到 0.0001 克。 4、将碳钢试件挂与玻璃挂钩上,小心仔细地移入量气管喇叭口下面,并立 即读取量气管中液面的高度,作为起始读数;随着腐蚀反应的发生,氢气的不断 析出将使量气管中液面不断下降。每隔一定时间(5 至 10 分钟)记录一次读数, 如此延续两小时。 5、取出试样,用自来水冲洗掉试件上附着的酸液,观察和记录试件表面现 象,用化学方法脱除腐蚀产物。化学除膜液可采用 1:1 盐酸+0.3%乌洛托品(六 次甲基四胺)。除膜时需取另外 1 片进行空白实验,时间为 0.5~1 分钟。 6、试件除膜后经水冲洗,无水乙醇脱水,滤纸吸干,电吹风干燥,然后用 分析天平称重。 实验数据记录于下表中: 实验温度: 室温: 气压: 试 件 材 质 介 质 成 分 试件尺寸(厘米) 试件重量(克) 析氢体积 (毫升) 腐蚀速率 直 径 厚 度 小 孔 径 表 面 积 S 腐 蚀 前 重 w0 腐 蚀 后 重 w1 空 白 失 重 失 重 时 间 量 气 管 读 数 析 氢 量 重量法 容量法 v - (g/m2 ·h) vL (mm/y) v - ( g/m2 ·h) vL (mm/y)
五、结果处理:1、绘出析氢体积与时间的曲线图。2、计算用容量法和重量法所求出的金属在稀硫酸中的腐蚀速率的百分误差。六、思考与讨论:1、重量法和容量法测定金属腐蚀速率的优点及其适用范围。2、分析重量法和容量法测定金属腐蚀速率的误差来源;为什么重量法的测定结果一般高于容量法。(执笔人:朱承飞陈步荣)(审核人:丁毅、崔升)
五、结果处理: 1、绘出析氢体积与时间的曲线图。 2、计算用容量法和重量法所求出的金属在稀硫酸中的腐蚀速率的百分误 差。 六、思考与讨论: 1、重量法和容量法测定金属腐蚀速率的优点及其适用范围。 2、分析重量法和容量法测定金属腐蚀速率的误差来源;为什么重量法的测 定结果一般高于容量法。 (执笔人:朱承飞 陈步荣) (审核人:丁毅、崔升)
8.2多电极系统腐蚀电池中各电极极性及支路电流的测定一、实验目的1、验证多电极系统腐蚀电池的理论:(1)Zla-Z1jk(2)混合电位c介于体系中各电极独立存在时的最正电位与最负电位之间。2、理解在多电极腐蚀电池中改变最有效的阴极或阳极的电极表面积对介于中间电位的电极极性的影响的概念。二、基本原理如果一个复相金属电极是由N种金属组成的,若它们单独存在时的静止电位分别为W1、2、、WN,其中,如果相应的金属单独存在时发生腐蚀的话,则其电位是非平衡电位(腐蚀电位),如果相应的金属相的平衡电位高于去极化剂y的平衡电位c(D/D"),则其单独存在时的静止电位就是c(D/D"),若以A1、A2、..AN,分别表示这些金属相互接触的极化值,其中阳极极化值为正值,阴极极化值为负值,如果内外电阻都为零,则可以得到这个复相电极的总电位(混合电位)c:Ze, ZAp+合j=l(1)V,=NN一般来说,电极个数越多,Wc就越接近β,/N,c可以通过实验测量得到。j=l由多于两个金属组成的腐蚀电池系统,称为多电极腐蚀电池,如果多电极腐蚀电池的电阻和外电阻小到可以忽略,如(1)式就表示该多电极电池工作的条件。在混合电位Vc下,系统总的总的阳极电流的绝对值与总的阴极电流的绝对值相等,即Zla-Zk多电极腐蚀电池的混合电位总是处于最高的静正电位与最低的静止电位之间。在一个多电极腐蚀电池中,静止电位低于混合电位c的金属相是阳极相
8.2 多电极系统腐蚀电池中各电极极性及支路电流的测定 一、实验目的 1、验证多电极系统腐蚀电池的理论: (1)å ia =å jk I I (2)混合电位 ψC 介于体系中各电极独立存在时的最正电位与最负电位之 间。 2、理解在多电极腐蚀电池中改变最有效的阴极或阳极的电极表面积对介于 中间电位的电极极性的影响的概念。 二、基本原理 如果一个复相金属电极是由 N 种金属组成的,若它们单独存在时的静止电 位分别为 ψ1、ψ2、.、ψN,其中,如果相应的金属单独存在时发生腐蚀的话, 则其电位是非平衡电位(腐蚀电位),如果相应的金属相的平衡电位高于去极化剂 y 的平衡电位 ψC(D/Dn-),则其单独存在时的静止电位就是 ψC(D/Dn-),若以 Δψ1、 Δψ2、.ΔψN,分别表示这些金属相互接触的极化值,其中阳极极化值为正值, 阴极极化值为负值,如果内外电阻都为零,则可以得到这个复相电极的总电位(混 合电位) ψC: N N n J N j j c å å = = D = + 1 1 j j y (1) 一般来说,电极个数越多,ψC 就越接近 N N j J / 1 å= j ,ψC 可以通过实验测量得到。 由多于两个金属组成的腐蚀电池系统,称为多电极腐蚀电池,如果多电极腐 蚀电池的电阻和外电阻小到可以忽略,如(1)式就表示该多电极电池工作的条 件。在混合电位 ψC 下,系统总的总的阳极电流的绝对值与总的阴极电流的绝对 值相等,即 å ia =å jk I I 多电极腐蚀电池的混合电位总是处于最高的静止电位与最低的静止电位之 间。在一个多电极腐蚀电池中,静止电位低于混合电位 ψC 的金属相是阳极相