腐蚀与防护实验指导书

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1、金属腐蚀与防护的实验实验一电阻法测定金属腐蚀速度一、目的要求1.了解电阻法测定金属腐蚀速度的原理。2.掌握电桥法测定金属腐蚀速度的方法，并测定碳钢在8%硫酸溶液中的腐蚀速度。二、基本原理电阻法测定金属的腐蚀速度，是利用金属试样在腐蚀过程屮截面积减小而电阻增加的原理，通过测量金属腐蚀过程中电阻的变化从而求出金属的腐蚀量。金属(如铜、铁或铝)是电导体，导体电阻的大小，主要决定于两个因素：一是导体材料的导电性能的好坏，二是导体的尺寸大小。同一材料的导体，其电阻与导体的长度成正比，与导体截面积成反比，即：R=pL/S(1)式中R电阻，£1,P电阻率，£1•mm2/m；L导体的长度，

2、m;S导体的横截面积，mm2把待测金属材料做成细丝状或小扁带状试样，取一定长度L，腐蚀前的电阻为：R()=PL/So(2)在腐蚀到t时间时，其电阻为：Rt=PL/St(3)由(3)式除以⑺式则得：R()/Rt=St/So(4)将(4)式进一步简化为：(Rt-Ro)/Rt=(So-St)/So即：AR/Rt=AS/S0(5)根据(5)式对不同形状的试样，可以推导出在均匀腐蚀情况下的腐蚀速度公式。对丝状试祥横截面积的形状如图5,ro为试样的原始半径，x为腐蚀深度，阴影部分为腐蚀后减少的横截面积。用ro和x计算出AS和So,代入式(5)，求出方程的解为：x=r0[l-(l-AR/

3、Rt)b2](6)把腐蚀深度除以时间td、时)，求得腐蚀速度为：VL=r0[l-(1-AR/Rt)L2]x8760/tmm/a(7)V—=r0[1—(1—AR/Rt)V2]xpMx1000g/m2•h(8)三、仪器与药品惠斯登电桥1台恒温装罝1套玻璃槽子1个丝状的碳钢试样1根硫酸溶液（8%）500ml本试验在恒温条件下进行测定，故不必考虑测定过程中温度变化的补偿问题，因此，可直接使用惠斯登电桥。四、实验步骤1.把一根长10厘米左备（宽1mm，厚0.1毫米左^f）的碳钢试群固定于（焊接式或机械式）两根引线杆（O3mm左右的钢丝，否则需要测出其电阻值予以扣除）上，用环氧树脂或其

4、它涂料涂封接点和引线（引线要有良好的绝缘），准确测量试样的宽度和厚度，并记录之，用丙酮和乙醇脱除表面的油脂。2.在试样未放入腐蚀介质前，接好线路，把惠斯登电桥的比率臂置于”0.001”（为测定1£1以下值），为了使试样一放入溶液中就能迅速地找到电桥的平衡点，而正确测得Ro（尽可能准确）可先测定试样在空气中的电阻Ri,读出室温t,计算试样放入35"C的介质中时，因温度变化将使试样的电阻变为：R2=Ri[l+0.00625（35-t）]3.把试样放"入8%的硫酸溶液中，记下试样入槽的时间，根据上述步骤中预估的R2,立即测定试样在腐蚀前的电阻R0:然后每隔20分钟左右测一次值，持

5、续两小吋结束。五、数据记录试样材质介质成分试样尺寸介质温度时间比率臂值试样电阻AR备注RoRt六、结果处理把AR/Rt带入计算公式计算出碳钢在8%硫酸溶液中的腐蚀速度。实验三恒电位法测定阴极极化曲线一、目的要求1.掌握恒电为法测定阴极极化曲线的基本原理和方法。2.运用极化曲线初步判定实行阴极保护的可能性。二、基本原理对于构成腐蚀体系的金属电极，在外加电流的作用下，阴极的电位偏离其自腐蚀电位向负的方向移动，这种现象称为阴极极化。电极上通过的电流密度越大,电极电位偏离的程度也越人，控制外加电位，使其由人到小逐渐减小，便可以测得一系列对应于各电位值的电流值。做阴极电位与电流密度的

6、关系曲线的示意阁，即为恒电位阴极极化曲线。三、仪器与药品台支支个个套ZF-3恒电位仪1饱和甘汞电极1铂电极1搅拌装置1碳钢试样2试样固定夹具1氯化钠水溶液300ml金相砂纸若干镊子1个丙酮棉球若干电吹风1个四、操作步骤1.将恒电位仪电源打开，预热15-20分钟。2.把己加工到一定光洁度的试样用细砂纸再进行打磨。分别用丙酮和乙醇擦洗干净，测量其尺寸，安装到夹具上。3.将参比电极（饱和甘汞电极）接ZF—3恒电位仪的黄色线，研宄电极接黑色、蓝色线（黑色保护套），辅助电极（铂电极）接红色线。4.恒电位仪的工作状态开关置于参比，即可测得碳钢在3%的NaCl水溶液屮的自腐蚀电位（一般在

7、几分钟至30分钟内可取得稳定值）。若在较长时间以后还不稳定，可以通一小的阴极电流（500uA/cm2左右）活化1〜2分钟，切断电源后重新测定。电位在儿毫伏内波动可视为稳定，记录之。5.接通电源后，先进行无搅拌极化测量。调节旋钮，使极化电位达到一定值。在2〜3分钟后读取相应的电流值（读取数据吋需把开关置于参比）。据此，每隔2〜3分钟调节一次电位，记下相应的电流，计入表屮。直到通入阴极电位较大，而电流变化缓慢时为止。观察并记录阴极表面上开始析出氢气气泡时的电位。6.按步骤2〜5测定搅拌条件下的阴极极化曲线。7.实验完毕