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电化学测试例题讲解


1. 将 1.0?2.0?0.5cm 的裸面钢板 298K 时在被酸污染的海水中浸泡 24 h,

3

重量损失 0.012 g,期间产生氢气 2.5 mL,计算该情况下钢的氧去极化 腐蚀速率 D(mm/a)。 (20 分)已知钢的密度 7.8g?cm-3,氢气视为理想 气体,水的蒸汽压忽略不计。
2 分 暴露面积的计算:2*1

.0*2.0+2*0.5*(1+2)=7.0cm2 氢去极化反应部分消耗掉的铁量计算: 3 分 PV=nRT 2 分 P=105Pa, V=2.5*10-6M3 , R=8.314,T=298(量纲的变化) 1 分 N=m/M 有如下计算:2 分 m=MPV/RT=56*105*2.5*10-6/(298*8.314)=0.0057g 2 分 那么 氧去极化反应消耗掉的铁=0.012-0.0057=0.0063g 2 分折合:体积 0.0063/7.8=8.08*10-4cm3 3 分 每年的腐蚀总量为按照 365 天计算= 365*8.0810-4=0.2949 cm3 3 分 折合成腐蚀速率 D(mm/a)=0.2949/7.0*10=0.42(mm/a)

某试样暴露面积为 120cm2,在腐蚀介质中全浸 72h,腐蚀失重 0.18g,计算其 腐蚀速率 V(g/m2?h),B(mm/y)和 i(mA/cm2)。 单位换算

1. (关于牺牲阳极保护设计的计算)已知: 介质海水电阻率 30 欧姆厘米, 保护温度 10-30 度, 保护材质碳钢钢板尺度 5.0*1.0*0.005 m, 保护电位 -900mV, 保护电流密度 100mA/平方米, 牺牲阳极选用 Al-Zn(3.5%)-In(0.05%)-Mg(1.0%)-Ti(0.05%) , 牺牲阳极开路电位 约-1.10V, 工作电位约-1.05V, 阳极消耗率 3.5Kg/A· a, 牺牲阳极密度 2700Kg/M3, 阳极电流效率 80%, 保护年限 10 年,试计算: 1. 计算牺牲阳极的需求总量量; 2. 如果按照 2 块阳极设计,再计算出对牺牲阳极接水电阻的需求; 3. 提出一个合理的牺牲阳极尺度; 4. 在实验验证设计结果的过程中需要测量那两个主要的参数? 5. 需要什么测试仪器?元器件的参数大概选取在哪个范围?

r?

(ic )? (ia )?



s?

(i c ) 2? (i c )?

, ,

bc ?

, ? l ox g l o s ? g [s 2 ? 4r ] ? l o2 g
ic s 2 ? 4r

?

?

ba ?

?? log[s ? s 2 ? 4r ] ? log 2
(2?1 ? ? 2 )i

icorr ?

ic ? ( x ? y)

, RP ?

m0 ? ? 1, (m0 ? m1 ) i

RP ?

?12

已知试样的自腐蚀电位??corr = - 100mV,极化至-120、-140、-80mV 时相应的 极化电流密度分别为 2、3、-4?A/m2。计算试样腐蚀反应的斜率 ba,bc 及其腐蚀 电流密度 icorr。
解: :根据试样的电位变化可知,本题目涉及的过电势为 20-40mV,属于弱极化范围 其中前两个点位阴极极化,第三个点属于阳极极化,测试电流为阳极电流因此有: 阴极极化电位下降因此: (ic )? =2?A/m , (ic ) 2? =3?A/m , (ia )? =4?A/m 。 选取弱极化区计算公式:
2 2 2

r?

(ic )? (ia )?

?

(i ) 2 1 3 ? , s ? c 2? ? 4 2 (ic )? 2
ic s ? 4r
2

icorr ?

ic ? ( x ? y)

?

2 1 ?3? ? ? ? 4? 2 ?2?
?
2

? 4 ?A/m2

bc ? ba ?

?
log x

?

?
log[s ? s 2 ? 4r ] ? log 2 ?? ?

20 ?? log[3 / 2 ? 1 / 2] ? log 2

log[s ? s 2 ? 4r ] ? log 2

? 20 ? 20 ? ? 66.44mV / dec log[3 / 2 ? 1 / 2] ? log 2 ? log 2

将面积为 1cm2 的铜片在地热水中以 1?A 恒流极化,在 0s、10s、20s 时,试 样电位分别为 6mV、2mV、-1mV。计算其极化电阻率 Rp(6 分) 解:首先根据已知条件判断:此题目应该使用恒流两点法计算 步骤 1 计算电流密度 步骤 2 步骤 3 i=1/1=1μA/cm2,

分清两个条件下的过电位 ?1=4mV, ?2=7mV 根据上述选择的公式计算 Rp

RP ?

?12 42 2 ? ? 16 KΩ ?cm (2?1 ? ?2 )i (2 * 4 ? 7) *1

计算过程中注意量纲单位的写法。


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