材料腐蚀与防护报告.doc

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1、上直理工丸厚研究生课程（论文类）试卷2015/2016学年第1学期课程名称：《材料腐蚀与防护》课程代码：27000014论文题目：《材料腐蚀与防护》腐蚀实验艮告学生姓名：专业、学号：1.实验基本原理腐蚀是指材料rh于环境的作川而引起的破坏和变质。这里的材料包括金属材料和非金属材料，但通常还是指金属的腐蚀，因为金属及其合金至今仍是故重要的结构材料，金属腐蚀既普遍又严重，所以仍是研究腐蚀问题的核心。金属的腐蚀主要指金属在周用介质（最常见的是液体和气体）的作用下，由于化学变化、电化学变化或物理溶解而产生的破坏。金属的腐蚀必须有外部介质的作用，而且这种作用是发生在金属与介质的相界面上，所

2、以金属腐蚀是包括材料和环境介质在内的一个具有反应作用在内的体系。金属在一定的环境介质屮经过反应恢复到它的化合物状态，这个腐蚀的过稈可用一个总的反应过程表示金属材料+腐蚀介质腐蚀产物。它至少包括三个基木过程：（1）腐蚀介质通过对流和扩散作用向界面迁移；（2）在相界面上进行反丿'么（3）腐蚀产物从相界迁移到介质屮去或在金属表面上形成覆盖膜。腐蚀造成的破坏一般先从金属表面开始,然后伴随着腐蚀过程的进一步发展，腐蚀破坏将扩展到金属材料内部，并使金属性质和组成发生改变。有时可导致金属和合金的物化性质改变，以至于造成金属结构的册溃。金属材料在腐蚀体系屮的彳亍为，由材料和介质两方面的因素决定。

3、金属在介质屮的腐蚀行为基本上由它的化学成分所决定。金属的组织结构、热处理和机械加工条件的变化往往决定金属被腐蚀的形态。另外,金属的受力状态如拉应力、交变应力、冲刷应力等可导致产生应力腐蚀、腐蚀疲劳及磨损腐蚀等特殊的破坏形式。同样，腐蚀介质对金属材料的腐蚀过程影响复杂。介质的化学成分、组分及浓度等对金屈腐蚀过程的影响主要表现在速度和破坏形式上。一般地说'，提高介质的温度可加快腐蚀过程的进行。至于液体介质流动状态对腐蚀的影响情况也是很复杂的。有一些腐蚀如小孔腐蚀主要出现在静止不动的液体介质屮，而另一些腐蚀空泡腐蚀则主要出现于流动很快的溶液Z屮。电化学腐蚀，金属表面与离了导电的电介质发

4、生电化学反应而产生的破坏。反应至少包括两个相对独立且在金属表面不同区域可同时讲行的过程,其屮阳极反丿、'、z是金属离了从金属转移到介质屮和放出电了的过程,即氧化过程相对应的阴极反应便是介质屮的氧化剂纽.分吸收来白阳极的电子的还原过稈，腐蚀过程「I•伴有电流。1.实验目的不锈钢广泛应用于生产、生活备方面，耐蚀性能是其最重要的使用性能。金属在电解质屮的腐蚀是一个电化学腐蚀过程，因此木实验采用电化学方法研究了：304不锈钢在质量浓度为3.5%的NaCl溶液屮的耐腐蚀行为。2.实验过程1.用l*lcm304不锈钢及导线自制工作电极；2.用石蜡膜将工作电极的样品进行封装，只留下待测血；3.

5、利用电化学工作站分别测试了304不锈钢在质量浓度为3.5%的NaCl溶液屮的开路电压,Tafel曲线以及电化学阻抗曲线。木实验所用电化学工作站为GamryInterfacelOOO型电化学T作站，采用的三电极体系屮所用参比电极为饱和甘汞电极，对电极为钳片电极。示意图如下：图3.电化学工作站1.实验结果4.1开路电压的测试图4.304不锈钢样品在质量浓度为3.5%的NaCl溶液中的开路电压vs时间曲线。如图4所示，利用Gamry电化学工作站在质量浓度为3.5%的NaCl介质屮测得面积为lcm2的304不锈钢样品开路电压vs时间曲线，测试时间为400s,得到最终该样品的开路电压约为-

6、163mV,我们以此来用以评价样品的腐蚀倾向，越负则在热力学上腐蚀倾向越大，但是它在某些环境屮却很耐腐蚀。4.2Tafel曲线的测试002-200Ecorr-400-8-7-5-3-2图5.304不锈钢样品在质量浓度为3.5%的NaCl溶液中的Tafel曲线。在室温条件下，利用Gamry电化学工作站在质量浓度为3.5%的NaCl介质中测得面积为lcm2W304不锈钢样品的Tafel曲线,如图5所示。起始电压为-0.38V,最后电压为0.4V,扫描速率为lmV/s,可以得到该材料的自腐蚀电位为216.34mV,腐蚀电流为0.95uAo由图5可得该样品的极化曲线无明显的钝化区。4.3

7、电化学阻抗曲线605040UI01PIAZ—302010020406080100Z/khom图6.304不锈钢样品在质量浓度为3.5%的NaCl溶液中的电化学阻抗曲线。在室温条件下，利用Gamry电化学工作站在质量浓度为3.5%的NaCl介质屮测得面积为lcm2W304不锈钢样品的电化学阻抗曲线，图6为Nyquist图。测试参数交流电压为10mV,起始频率为lOOOOIIz,最终频率为O.OlIIzo从图6屮可以看出在钝化电位下，304不锈钢表现为容抗弧，说明整个电极过程的控制过