【2017年整理】腐蚀思考题参考答案1.docxVIP

腐蚀思考题参考答案 思考题（一） 1，怎样理解海洋结构物的安全性？ 外载荷作用于结构物所产生的响应，小于抵抗能力。因而海洋结构物能够承受，正常使用或工作。 2，怎样理解海洋结构物的优良性？ 海洋结构物足够轻； 在预计的外载荷作用和规定的使用年限下，海洋结构物依旧具有良好的工作性能。 3，怎样理解船体及海洋结构物的失效模式？ 由于要求结构足够轻、足够强、足够刚，同时具有较大浮力，所以采用薄壁组合式结构，进而导致结构不连续，应力集中，产生疲劳损伤破坏，也会导致结构抗失稳能力弱，产生屈服破坏。 4，怎样理解腐蚀控制对实现浮式海洋结构物优良性的作用？ 腐蚀控制好的话，能够让结构维持高抗失稳能力而防止屈曲破坏，也能维持低交变响应而防止疲劳破坏，确保其安全性，从而保证适用性，和耐久性。 思考题（二） 给出腐蚀电池示意图，阐述腐蚀电池的构成要素和相关条件 构成要素：阳极，阴极，电解质溶液，阳极/阴极的电子导体 相关条件：含有氧化剂； 氧化剂必须有充分的氧化能力，能在阴极表面发生还原反应 怎样理解螺旋桨与船体之间形成的腐蚀电池? 螺旋桨成分主要是铜锌合金，船体外板主要成分是钢，两者都浸没在海水中，那么船体构成阳极，遭到腐蚀，螺旋桨构成阴极，附近的溶氧被还原，海水则作为电解质溶液，一共构成腐蚀电池。 简述螺旋桨与船体之间形成的腐蚀电池中的电化学问题。 阳极过程：构成船体的主要金属Fe,构成阳极，铁以铁离子形态进入海水中，等量的电子留在了铁的表面并通过船体导体迁移到阴极表面； 阴极过程：氧化剂氧气在铜质的螺旋桨构成的阴极得到阳极迁移过来的电子，发生还原反应； 电荷传递：由船体和螺旋桨之间的金属和海水形成腐蚀电池体系传递电荷的回路。 什么是电极电位？怎样理解平衡电极电位与非平衡电极电位？ 金属材料或导电的非金属材料在电解质水溶液中，在电极材料/溶液界面分布着极性相反，电量相等的电荷层（称双电层结构），其正负电荷层间的电位差叫电极电位。 当金属置入它们自身离子溶液中，电极界面上进行的可逆反应建立起电化学平衡M?M+ne，正反反应速率相等，即通过金属-溶液界面的物质转移和电荷转移速率在两个方向上都达到动态平衡，这样建立起来的电极电位称为平衡电极电位。 当金属置入非限定性溶液中，在电极上同时存在两个或两个以上的不同物质参与电化学反应，且不可能出现物质交换和电荷交换均达到平衡的状态，这种情况下的电极电位称为非平衡电极电位。 简述电化学腐蚀发生的条件，怎样理解在螺旋桨—船体体系中发生的电化学腐蚀？ 1）当阴极反应和阳极反应在金属表面不同区域时， ①阳极区的电极电位低于阴极区的电极电位 ②阴极区的电极电位低于氧化剂发生还原反应的临界电极电位 2）当阳极反应和阴极反应发生在同一金属表面（阳极区与阴极区没有明显的分界区），金属表面的电极电位低于氧化剂发生还原反应的临界电极电位 简述氧浓差电池的工作机理，试阐述在氧浓差电池中，电化学腐蚀的条件得到了满足. 同一金属材料的不同部位处于含量氧不同的电解质环境中时，含氧量低的电解质环境中的金属材料表面电极电位较负（为阳极区）；含氧量高的电解质环境中的金属材料表面电极电位校正（为阴极区），从而构成氧浓差电池机制。 结合电化学腐蚀发生的条件，简述你对螺旋桨腐蚀问题的理解。 由铜锌合金构成的螺旋桨，锌为阳极，铜为阴极，构成腐蚀电池体系，由于阳极反应和阴极反应都发生在螺旋桨的表面上，而且金属表面的电极电位低于海水中氧气发生还原反应的临界电极电位，于是螺旋桨中的锌成分遭到了腐蚀。 思考题（三） 在一容器中注入海水，将铜板和锌板插入溶液中，将容器封闭，接通回路。试分析回路中电流表的读数变化？ 接通回路后，电流瞬间增至最大，然后慢慢减小到0 什么是阳极极化，影响阳极极化的因素？ 在腐蚀电池回路中，阳极向外界提供电子时，其电极电位向正方向移动，称阳极极化 影响因素：活化极化，浓差极化，电阻极化 什么是阴极极化，影响阴极极化的因素？ 在腐蚀电池回路中，阴极从外界接受电子时，其电极电位负移，称为阴极极化。 影响因素：活化极化，浓差极化 试绘制结构钢材料在自然海水环境中阴极极化的特征曲线，标出特征区域，列出对应各特征区域的主要还原反应，试说明对应各特征区域导致极化的主要因素。 主要因素：Ⅰ:活化极化 Ⅱ:活化极化 Ⅲ:浓差极化 试绘制对应腐蚀电池体系的线性化的腐蚀极化图，简述金属自腐蚀速度的主要影响因素。 腐蚀电池的初始电位差，②阳极/阴极的极化特性，③阴极与阳极的面积比 简述结构钢材料在自然海水环境中，氧气发生还原反应电极过程的三个基本步骤，阐述其中的控制步骤。 三个基本步骤：氧气迁移到钢结构的表面，氧气在电极