金属腐蚀理论与腐蚀控制答案解析

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1、《金属腐蚀理论及腐蚀控制》（跟着剑哥走，有肉吃。）习题解答第一章1.根据表1中所列数据分别计算碳钢和铝两种材料在试验介质中的失重腐蚀速度V-和年腐蚀深度Vp，并进行比较，说明两种腐蚀速度表示方法的差别。表1碳钢和铝在硝酸中的腐蚀试验数据试验介质30%HNO3，25°C试样材料碳钢铝矩形薄板试样尺寸(mm)20´40´330´40´5腐蚀前重W0(g)18.715316.1820浸泡时间t(hr)4545腐蚀后重W1(g)18.673916.1347解：由题意得：（1）对碳钢在30%HNO3(25℃)中有：Vˉ=△Wˉ/st=(18.7153-18.6739)/

2、45×2×(20×40＋20×3＋40×30)×0.000001=0.4694g/m∙h又有d=m/v=18.7154/20×40×0.003=7.798g/cm2∙hVp=8.76Vˉ/d=8.76×0.4694/7.798=0.53mm/y对铝在30%HNO3(25℃)中有：Vˉ=△Wˉ铝/st=(16.1820-16.1347)/2×(30×40＋30×5＋40×5)×45×10-6=0.3391g/㎡∙hd=m铝/v=16.1820/30×40×5×0.001=2.697g/cm3说明：碳钢的Vˉ比铝大，而Vp比铝小，因为铝的密度比碳钢小。（2）对不锈钢在20%HNO3(25℃

3、)有：表面积S=2π×＋2π×0.015×0.004=0.00179m2Vˉ=△Wˉ/st=(22.3367-22.2743)/0.00179×400=0.08715g/m2∙h试样体积为：V=π×1.52×0.4=2.827cm3d=W/V=22.3367/2.827=7.901g/cm3Vp=8.76Vˉ/d=8.76×0.08715/7.901=0.097mm/y对铝有：表面积S=2π×＋2π×0.02×0.005=0.00314m2Vˉ=△Wˉ/st=(16.9646-16.9151)/0.00314×20=0.7882g/m2∙h试样体积为：V=π××0.5=6.28cm3d

4、=W/V=16.9646/6.28=2.701g/cm3Vp=8.76Vˉ/d=8.76×0.7882/2.701=2.56mm/y试样在98%HNO3(85℃)时有：对不锈钢：Vˉ=△Wˉ/st=(22.3367-22.2906)/0.00179×2=12.8771g/m2∙hVp=8.76Vˉ/d=8.76×12.8771/7.901=14.28mm/y对铝：Vˉ=△Wˉ/st=(16.9646-16.9250)/0.00314×40=0.3153g/m2∙hVp=8.76Vˉ/d=8.76×0.3153/2.701=1.02mm/y说明：硝酸浓度温度对不锈钢和铝的腐蚀速度具有相反

5、的影响。3.镁在0.5mol/LNaCl溶液中浸泡100小时，共放出氢气330cm3。试验温度25°C，压力760mmHg；试样尺寸为20´20´0.5(mm)的薄板。计算镁试样的失重腐蚀速度Vp。（在25°C时水的饱和蒸汽压为23.8mmHg）解：由题意得：该试样的表面积为：S=2×(20×20＋20×0.5＋20×0.5)×=840×m2压力P=760mmHg-23.8mmHg=736.2mmHg=98151.9Pa根据PV=nRT则有放出的氢气的物质的量为：n=PV/RT=98151.9×330×/8.315×(25＋273.15)=0.01307mol又根据Mg＋2—>＋Mg腐

6、蚀的量为n(Mg)=0.01307mol所以：Vˉ=nM(Mg)/St=0.01307×24.3050/840××100=3.7817g/m2∙h查表得：dMg=1.74g/cm3有：Vp=8.76Vˉ/d=8.76×3.7817/1.74=19.04mm/y4.表面积4cm2的铁试样，浸泡在5%盐酸溶液中，测出腐蚀电流为Icor=0.55mA。计算铁试样的腐蚀速度V-和Vp。解：由题意得：根据Vˉ=A/nF=icor可知Vˉ=（A/nF）Icor/s=55.845×0.55×0.001/2×26.8×4×0.0001=1.4326g/m2∙h查表得d(Fe)=7.8g/cm3Vp=8

7、.76Vˉ/d=8.76×1.4326/7.8=1.61mm/y即铁试样的腐蚀速度Vˉ=1.4326g/㎡*hVp=1.61mm/y第二章1.将铜片和锌片插在3%NaCl溶液中，测得铜片和锌片未接通时的电位分别为+0.05V和–0.83V。当用导线通过电流表把铜片和锌片接通，原电池开始工作，电流表指示的稳定电流为0.15mA。已知电路的欧姆电阻为200W。(1)原电池工作后阳极和阴极的电位差Ec–Ea=？(2)阳极极化值DEa与阴极极化值DEc