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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）1，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2，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。3，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。4，什么是电极电位？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。5，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6，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。7，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）1，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02，什么是阳极极化，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3，什么是阴极极化，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4，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5，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。①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6，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，氧气在电极表面发生电荷转移，OH-离开电极表面；控制步骤：氧气的传质速度为控制步骤。7，怎样理解阴极浓差极化控制下的腐蚀速度。在阴极浓差极化控制下的金属腐蚀电池中，腐蚀电池回路中的电流取决于氧化剂向电极表面的传质速度，金属腐蚀的最高速度取决于氧化剂的极限传质速度。思考题（四）1，什么是析氢腐蚀？什么是吸氧腐蚀？以H+的还原反应为阴极过程的腐蚀为析氢腐蚀；以氧气的还原反应为阴极过程的腐蚀为吸氧腐蚀。2.在自然海水环境中，金属腐蚀速度的控制因素是什么？金属材料中的杂质合金成分怎样影响腐蚀速度？为什么？在自然海水环境中，金属的腐蚀受控制于环境介质中氧向金属表面的传质速度；杂质，合金成分对腐蚀速度影响很小。3.怎样理解在海水环境中，溶解氧的浓度对腐蚀速度的影响？海水环境中，溶解氧的浓度增大，开路电位正移，氧气向金属表面扩散速度增大，从而加快了金属的腐蚀速度。4.什么是钝化?金属钝化特征是什么？钝化就是一些较活泼的金属，在一定条件下变为惰性状态的现象；特征是电极电位正移，腐蚀速度大幅度降低。5.金属钝化为什么会导致自然电位迁移？若使其阳极极化，则一定会发生什么因素的极化？金属钝化是的金属表面有钝化膜，使得金属离子离开金属进入溶液的过程受到阻碍，即产生了阳极极化的电阻极化，使得自然电位正移；阳极的电阻极化。6.什么是金属自钝化？发生自钝化的条件是什么？金属在腐蚀性介质由其中的氧化剂在金属表面的还原反应引起的金属钝化；两个条件，电位条件：氧化剂的开路电位较该金属的初始稳态钝化较正，从而导致在该腐蚀环境中，金属的自然电位在[Ep,Etp],电流条件：氧化剂的还原反应的极限电流密度必须大于致钝电流ipp。7.怎样理解不锈钢钝化表面钝化层形成机理？在自然海水环境中，氧气在不锈钢表面发生还原反应，引起不锈钢的自钝化，形成钝化膜，降低腐蚀速度，从而具备了耐腐蚀性。