【2017年整理】实验一 失重法测金属腐蚀速度.docVIP

材料腐蚀与防护 实 验 指 导 书 山东科技大学材料学院金属材料系 2007 ———————★★——————— 目 录 1. 腐蚀体系的极化性能 2. 失重法测金属腐蚀速度 实验一 腐蚀体系的极化性能 1. 实验目的 （1）分析活化极化控制腐蚀体系极化曲线的特征。 （2）掌握恒电位法测定极化曲线的基本原理和方法。 （3）学习塔菲尔区外延法求腐蚀电流的原理和方法。 （4）熟悉恒电位仪或电化学综合测试仪的操作规程。 2. 基本原理 见《金属腐蚀理论及腐蚀控制》第四章，见《金属腐蚀理论及应用》第二章的第二、四、八、十节内容。 当电极上有净电流通过时，电极电位显著偏离了未通电时的开路电位（平衡电位或非平衡的稳态电位），这种现象叫做电极的极化。当通过外加电流时电极电位偏离稳定电位的的现象，成为腐蚀体系的极化。 研究对一腐蚀金属电极外加极化时，其极化电位与外加电流之间的关系即是腐蚀金属电极的极化曲线。金属的电化学腐蚀中，常用电流密度来表示腐蚀速度（单位时间内金属腐蚀的程度）。 腐蚀金属电极的一般速度方程式如下： 它是大部分测定腐蚀速度的电化学方法的理论基础。方程式中通过试验测定的数据是自腐蚀电位和一系列极化电位以及相对应的极化电流I，然后从实验测定的极化数据计算出金属的腐蚀速度以及其它有关电化学参数。 3.实验内容及要求 （1）用恒电位法测量低碳钢（Q235）试样在0.05mol/L硫酸氢钠中的极化曲线，了解这种活化极化腐蚀体系极化曲线的特征。 （2）用塔菲尔区外延法确定腐蚀电流密度及极化曲线的Tafle斜率值。 4.实验装置及仪器用品 （1） 实验仪器和试剂 实验仪器： 烧杯500mL 2个 玻璃棒 1个 鲁金毛细管 1个 1480A 8通道恒电位仪和POTENTIOSTAT/GALVANOSTAT 273 试 剂： NaHSO4 （2）实验参数 实验温度： 常压、室温 26-28oC 实验溶液： NaHSO4溶液0.05mol/L 实验气氛： 空气 装置状态： 静止 静置时间： 2000s 电极体系： 三电极体系 待测电极： Q235（面积约为1cm2） 参比电极： 饱和甘汞电极 辅助阴极： pt电极（面积约为2cm2） 阳极极化曲线电压： -0.05V～0.8V（相对于开路电压） 扫描速度： 0.5mV/s 扫描方式： 动电位线性扫描 （3）试样的准备 试样用砂纸打光、酒精脱脂去污洗净，然后取10×10mm试样面积作为工作表面，背部焊接导线，其余部分用环氧树脂（或绝缘清漆、AB胶、石蜡等）覆盖。 图2 极化曲线测量装置图 5.实验步骤 （1）配溶液：用试剂硫酸氢钠和蒸馏水配制实验溶液0.05mol/L，盛在烧杯内作为电解池。 （2）磨试样：试样表面状态要求均一、光洁，需要进行表面处理。制作试样时已经过机加工，试验前还需用砂布打磨，以达到要求的光洁度。表面上应无刻痕与麻点。平行试样的表面状态要尽量一致。打磨时注意避免过热。 （3）将试样工作表面磨光，测量尺寸，清洗去油，焊接导线封装后，安装到电解池内；装好辅助电极、参比电极，鲁金毛细管尖端靠近研究电极工作表面（1mm左右）。 （4）测试过程中，试样为工作电极（阳极），pt片为对电极（阴极），饱和甘汞电极为参比电极。将仪器上的线与待测电极体系相连（如图2所示）。 （5）打开计算机中的测试程序，选择动电位扫描，在随后的对话框里设置扫描起始电位、终止电位、扫描速度、参比电极、静置时间和终止电流等参数。然后开始测试。 （6）实验开始时，记录起始扫描电位，观察曲线是否平滑，对于曲线十分粗糙，且电流较大的试样，手动停止扫描。导致此现象最合理解释为试样封装不严，发生缝隙腐蚀。此时，可以用毛笔蘸石蜡和松香的混合液体（将石蜡和松香在电炉上加热）仔细涂在试样与树脂边缘。 （7）测试结束后，按试样号保存好曲线，退出。试样取出，溶液倒掉，彻底清洗烧杯，去离子水润洗待用。试样晾干保存。 6.数据处理 （1）用腐蚀体系的测量数据在E～lgi 坐标系中绘制极化曲线图。 （2）用塔菲尔区外延法确定腐蚀体系的腐蚀电流密度。 （3）由极化曲线塔菲尔区确定Tafel斜率ba 和bc。