失重法测金属腐蚀速度

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1、失重法测金属腐蚀速度失重法测金属腐蚀速度 1. 实验目的实验目的 （1）掌握失重法测量金属腐蚀速度的原理和操作过程 （2）加强对金属腐蚀与环境条件密切相关的认识 （3）初步了解缓蚀剂对金属腐蚀的抑制作用 2. 基本原理基本原理 重量法是其中一种较为经典的方法，它适用于实验室和现场试验，是测定金属腐蚀 速率最可靠的方法之一，是其它金属腐蚀速率测定方法的基础。 重量法是根据腐蚀前、后金属试件重量的变化来测定金属腐蚀速率的。重量法又可 分为失重法和增重法两种。当金属表面上的腐蚀产物较容易除净，且不会因为清除腐蚀 产物而损坏金属本体时常用失重法；当腐蚀产物牢固地附着在试件表面时则采用增重法。 把金属做

2、成一定形状和大小的试件，放在腐蚀环境中（如大气、海水、土壤、各种 实验介质等），经过一定的时间后，取出并测量其重量和尺寸的变化，即可计算其腐蚀 速率。 对于失重法，可通过下式计算金属的腐蚀速率： 式中，v 为金属的腐蚀速率，g(m2h)；m 0为腐蚀前试件的质量，g；m1为经过一 定时间的腐蚀、并除去表面腐蚀产物后试件的质量，g；S 为试件暴露在腐蚀环境中的表 面积，m 2；t 为试件腐蚀的时间，h 。 对于增重法，即当金属表面的腐蚀产物全部附着在上面，或者腐蚀产物脱落下来可 以全部被收集起来时，可由下式计算腐蚀速率： 式中，v + 为金属的腐蚀速率，g(m 2 h)；m2为腐蚀后带有腐蚀产物

3、的试件的重量， g；其余符号同 (1-1) 式。 对于密度相同或相近的金属，可以用上述方法比较其耐蚀性能。但是，对于密度不 同的金属，尽管单位表面的重量变化相同，其腐蚀深度却不一样。此时，用单位时间内 的腐蚀深度表示金属的腐蚀速率更为合适。其换算公式如下： 式中，vt为年腐蚀深度，mma； 为实验金属材料的密度，gcm 3；v为失重腐 蚀速率，g(m 2h)。 3. 实验内容及要求实验内容及要求 （1）用失重法测量低碳钢（A3）或其它金属在硫酸溶液中的腐蚀速度。硫酸溶液的 浓度分别取 10%硫酸以及 10%硫酸+1%有机缓蚀剂。室温。静态。 （2）通过实验，要求初步掌握失重法测量金属腐蚀速度的

4、各个基本操作环节。 4. 实验仪器及用品实验仪器及用品 分析天平 规定浓度的硫酸溶液 低碳钢（A3）或其它金属试样（矩形薄板） 试样表面制备用品：砂布、丙酮、蒸馏水、电吹风、游标卡尺、钢号码 阴极去膜装置 5. 实验步骤实验步骤 （1） 配溶液： 用试剂硫酸和蒸馏水配制实验溶液， 每种溶液 800mL， 分别盛在 1000mL 烧杯内。 （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）打号码：试样标记，可用钢号码打印编号。 （4）量尺

5、寸：用游标卡尺测量试样的长、宽、厚和小孔直径，以供计算暴露表面积。 测量时必须量几个部位，取其平均值。 （5）清洗去油：将试样表面残屑除尽，用浸丙酮的棉花球擦拭，除去表面油污，再 用蒸馏水冲洗，滤纸吸干。然后用电吹风干燥（注意用冷风！注意用冷风！ ） 。清洗后的试样不能再用 手拿取，需放在干净的滤纸上。 （6）称初重：干燥后的试样用分析天平称取初重 W0，准确到 0.1mg。 （7） 浸入试验溶液： 试样称重后立即穿上塑料线， 浸入试验溶液内 （记下浸入时间！记下浸入时间！ ） 。 每种试验溶液内挂 34 块平行试样。注意试样不能彼此接触，也不能与容器接触。试样 浸入深度应大致相同。其上端距液

6、面应大于 2cm。观察并记录试样浸入溶液后发生的现 象。 （8）试验时间：由于碳钢在不同浓度的硫酸溶液中的腐蚀速度相差很大，不同体系 的试验时间应根据具体情况确定。 （9）清除腐蚀产物：取出试样前应仔细观察试样表面和溶液中的变化。取出试样（记记 下时间！下时间！ ）后观察试样表面腐蚀产物的形态和分布。将试样放在自来水流下冲洗，用毛刷 刷去疏松的腐蚀产物，再次观察试样表面状态。 将试样用电化学法除膜。除膜操作应进行多次，以达到恒重（两次称重差别小于 0.5mg） ，并由空白试样确定金属基体的损失。并按第二次除膜后的重量计算失重。 （10）称腐蚀后重：除膜后用蒸馏水冲洗，除去已变疏松的腐蚀产物，然

7、后擦拭、干 燥，用分析天平称重量。恒重后的重量作为腐蚀后重 W1。 6. 数据处理数据处理 腐蚀前腐蚀前 在硫酸中腐蚀后在硫酸中腐蚀后 方法一方法一 方法二方法二 编号编号 质量（质量（g） 长长(cm) 宽 （宽 （cm） 厚 （厚 （cm） 质量（质量（g） 厚厚(cm) 时间时间 （h） 失重腐蚀速度失重腐蚀速度 V （ （g/m2.h） 腐蚀速度腐蚀速度 Vp （mm/y） 腐蚀速度腐蚀速度 Vp （mm/y） 1 3.9577 3.01 2.05 0.102 3.9435 0.092 1 10.6182 876.000 13.403 2 3.6821 2.70 1.96 0.102

8、3.6684 0.092 1 11.8773 876.000 14.992 3 3.5914 2.51 2.00 0.096 3.5828 0.092 1 7.8856 350.400 9.954 4 3.6925 2.70 1.90 0.1 3.6564 0.098 1 32.2898 175.200 40.758 腐蚀前腐蚀前 在硫酸中加入硫脲腐蚀在硫酸中加入硫脲腐蚀 后后 方法一方法一 方法二方法二 编号编号 质量（质量（g） 长 （长 （cm） 宽 （宽 （cm） 厚 （厚 （cm） 质量（质量（g） 厚厚(cm) 时间时间 （h） 失重腐蚀速度失重腐蚀速度 V （ （g/m2.h）

9、腐蚀速度腐蚀速度 Vp （mm/y） 腐蚀速度腐蚀速度 Vp （mm/y） 1 3.5539 2.79 2.11 0.099 3.5524 0.090 1 1.1770 788.400 1.486 2 3.4161 2.54 1.98 0.100 3.4156 0.098 1 0.4561 175.200 0.576 3 3.2686 2.49 1.95 0.094 3.2659 0.092 1 2.5603 175.200 3.232 4 3.1818 2.30 1.90 0.094 3.1711 0.092 1 11.2282 175.200 14.173 在硫酸中腐蚀：在硫酸中腐蚀： 失

10、重腐蚀速度平均值： 15.6677 样本标准差：11.20595 在硫酸和硫脲中腐蚀：在硫酸和硫脲中腐蚀： 失重腐蚀速度平均值： 3.8554 样本标准差：4.992128 7. 讨论参考问题讨论参考问题 （1）碳钢在硫酸溶液中的腐蚀有何特点？）碳钢在硫酸溶液中的腐蚀有何特点？ 答：答：随着硫酸浓度的增大以及在硫酸溶液中浸泡时间的延长,碳钢的腐蚀失重速率逐 渐变小;在浓度较高的30%酸液中表面双电层或腐蚀产物膜的电容值较大,反映此时试样 表面较容易发生钝化。 （2）试样腐蚀后外貌和溶液有什么变化？描述腐蚀产物的形态、颜色、分布，以及与金）试样腐蚀后外貌和溶液有什么变化？描述腐蚀产物的形态、颜色

11、、分布，以及与金 属试样表面的结合情况。属试样表面的结合情况。 答：答：试样腐蚀后，其表面覆盖一层暗黑色的薄膜，溶液中亚铁离子较多，颜色偏黄。 加入缓蚀剂后，溶液颜色没有变化，碳钢便面也只有分布不均匀的暗黑色薄膜。 （3）分析失重腐蚀试验的误差来源，如何提高试验精度？）分析失重腐蚀试验的误差来源，如何提高试验精度？ 答：答：a 试样表面不均匀，使得试样表面腐蚀不均匀；b 试样表面除油不好，阻碍碳钢 腐蚀； c 试样称样和测量过程中引入杂质， 引起实验误差； d 试样在打磨和吹干的过程中， 局部温度过高，引起么、表面部分氧化。为了提高实验的精密度，各试样处理需要相同 条件，在测量过程中，尽可能不带入杂质和油污，在空气中裸露时间应尽可能的短，以 防止表面氧化。