材料的环境作用与电化学综合实验.pptxVIP

材料的环境作用与电化学综合实验 ;一、实 验 规 则 ;二、实 验 内 容 ;实验一：;1、实验目的;2、实验内容;3、实验原理;例如，将金属Fe 放在酸性溶液中，铁会自动溶解，同时放出氢气： Fe + 2H+ → Fe2+ +H2 这是铁自溶解的腐蚀反应。从电化学角度来讲，Fe / 溶液界面同时发生了两个电极反应： Fe → Fe 2＋ ＋2e 2H＋ ＋2e → H2 对于铁的溶解，Fe是阳极，对于H2 在Fe上的析出，Fe 又是阴极。铁的溶解和H＋的还原是同时存在的电极反应，称为共轭反应。 因此，在金属电化学腐蚀中，阳极反应的通式： M → Mn+ +ne 常见的阴极反应则有以下几种类型：氢离子还原（析氢）反应和氧还原（吸氧）反应 ;3.2 影响材料腐蚀的主要因素 ： 材料的性质； 介质的影响：氧化剂和溶解氧、介质的pH值、介质中的盐类及浓度、介质温度 、介质流动及其它一些因素；;3.3 评定腐蚀的方法： 重量法： V失 = （W0-W1）/St， V增 = （W2-W0）/St及 D深 = ＝ 8.76 ； 电化学方法 ； 表面状态的观察 ； 通过空间体积的变化定性评定材料腐蚀的程度。;4、实验条件 ;5、实验步骤 ;自试样浸入溶液开始记录时间，观察试样表面变化及溶液介质变化情况，1小时后取出，用自来水清洗干净； 观察腐蚀产物的颜色、分布情况及与表面结合是否牢固; 对于腐蚀产物易清洗的试样，在产物清洗液中清除腐蚀产物，除净后用流动自来水和蒸馏水将试样清洗干净，滤纸吸干，吹风机反复吹干，冷却； 观察腐蚀形态，干燥后的试样再次在天平上称重，作记录； 根据计算公式计算腐蚀速率及年腐蚀深度。;5.2 试验溶液pH值的测定 以PHS-3C 酸度计为例说明： 开机：打开电源开关，指示灯亮，预热30分钟； 标定: 测量：将电极用蒸馏水冲洗并用滤纸吸干，插入待测溶液中，摇动烧杯，使溶液均匀，在显示屏上读取溶液的pH值。测量完后用蒸馏水清洗电极头部，并用滤纸洗干。;5.3 φ－t曲线的测定 试样准备：准备2-3种待测材料各3块，用360＃水砂纸、600＃水砂纸打磨至均匀光亮，用去污粉除油，蒸馏水冲洗，滤纸吸干； 室温下将待测试样分别浸入三种不同的试验溶液，自试样浸入溶液开???记时，每隔半分钟、1分钟、2分钟、5分钟用数字电压表测一次电位，记录电位随时间的变化； 将溶液温度加热到50℃，重复步骤（2），考察温度对电极电位的影响。 ;6、实验结果的处理和讨论;实验二：;1、实验目的;2、实验内容;3、实验原理; 对于形状简单的极化曲线，采用控制电位法和控制电流法得到的结果是相同的。对于形状复杂的极化曲线（如图2-1的钝化曲线），此时同一电流可能对应多个电位值，则只能用控制电位法测定。而采用控制电流法则得不到完整的极化曲线。;3.3 铝合金属于易钝金属，在潮湿大气或含有氯离子的溶液中易产生点蚀。 如图2-2所示。破裂电位?br和保护电位?pr把具有活化—钝化转变行为的阳极极化曲线划分为三个电位区（图中i1为回扫电流密度），即： ;4、实验条件及实验线路 ;4、实验条件及实验线路 ;5、实验步骤 ;6、实验结果的处理和讨论;6.3 根据实验结果，分析所测材料的腐蚀失效的动力学特点或对比不同材料腐蚀失效的难易程度，并分析原因。 ;实验三：;1、实验目的;2、可供选择的实验内容 ;3、实验原理;3.3描述阻抗随频率变化的方法是复数平面图（也称Nyquist图）。当存在浓差极化时，等效电路及阻抗谱见图3-3，3-4； 含有吸附体系的等效电路及阻抗图则更复杂，见图3-5、3-6。许多情况下，受吸脱附、钝化以及固相产物生成的影响，电极系统的等效电路较为复杂，复数阻抗平面轨迹可能存在于各个象限中，并呈现各种形状。 ;3.4 最常用的阻抗谱解析是由Nyquist图或Bode图计算等效电路参数，可直接由图上特征点数据计算或数据计算机拟合的方法得到等效电路参数。也可由Bode图计算等效电路参数，如图3-7所示；电化学阻抗技术的特点是在一定实验数据处理中可以同时得到RL，Rr和Cd三个电化学参数。 3.5 金属的腐蚀速度与其极化阻力呈反比 ( icorr＝)，不同的腐蚀体系，可以通过比较Rp定性地判断其耐蚀性。;4、实验条件;5、实验步骤 ;6、实验结果和讨论;实验四：;1、实验目的;2、可供选择的实验内容 ;3、实验原理;3.2 表面膜层耐蚀性能评价 通常采用人工加速腐蚀试验和电化学测试方法进行评定。 （1）全浸腐蚀试验：将试验材料按一定的面容比浸泡在一定浓度的腐蚀介质中，观察和记录表面产生腐