腐蚀电化学原理、方法及应用

目录
绪论
0.1 材料的分类
0.2 金属腐蚀与社会发展
0.3 腐蚀电化学科学发展简史
【选读材料】金属腐蚀与化学的关系
【科学家简介】2007年诺贝尔化学奖得主:格哈德·埃特尔
第一篇 腐蚀电化学原理
第1章 金属腐蚀的基本概念
1.1 金属腐蚀的定义
1.2 金属腐蚀的分类
1.2.1 按腐蚀机理分类
1.2.2 按腐蚀温度分类
1.2.3 按腐蚀环境分类
1.2.4 按腐蚀的破坏形式分类
1.3 金属腐蚀速度的表示法
1.3.1 重量法
1.3.2 深度法
1.3.3 电流密度指标
1.4 金属耐蚀性评定
【选读材料】钢铁时代
【科学家简介】杰出的腐蚀科学家——赫伯特·尤利格
思考练习题
第2章 腐蚀过程热力学
2.1 腐蚀原电池的概念
2.1.1 腐蚀电池及其工作历程
2.1.2 腐蚀电池的类型
2.1.3 电化学腐蚀的次生过程
2.2 平衡电极电位和非平衡电极电位
2.2.1 平衡电极电位
2.2.2 非平衡电位
2.3 金属电化学腐蚀倾向的判断
2.4 电位-pH图
2.4.1 H?O的电位-pH图
2.4.2 Fe的电位-pH图的原理
2.4.3 Fe-H?O体系电位-pH图的绘制
2.4.4 Fe-H?O体系电位-pH图在腐蚀控制中的应用
2.4.5 理论电位-pH图的局限性
【选读材料】世界腐蚀大会
【科学家简介】M.布拜
思考练习题
第3章 电化学腐蚀动力学
3.1 电化学反应速度
3.1.1 电极过程
3.1.2 电极反应速度
3.1.3 交换电流密度
3.2 极化作用
3.2.1 腐蚀电池的极化现象
3.2.2 极化原因及类型
3.2.3 过电位
3.3 单电极电化学极化方程式
3.3.1 改变电极电位对电化学步骤活化能的影响
3.3.2 单电极电化学极化方程式
3.4 浓差极化
3.4.1 液相传质的三种方式
3.4.2 理想情况的稳态扩散过程
3.4.3 浓差极化公式与极化曲线
3.5 电化学极化和浓差极化同时存在的极化曲线
3.6 瓦格纳混合电位理论
3.6.1 共轭体系
3.6.2 腐蚀电位
3.7 活化极化控制的腐蚀体系
3.7.1 影响腐蚀速度的电化学参数
3.7.2 影响腐蚀电位的电化学参数
3.8 腐蚀金属电极的极化行为
3.8.1 外加极化电流与腐蚀金属电极的极化
3.8.2 腐蚀金属电极极化曲线方程式
3.9 极化曲线
3.9.1 理想极化曲线与实测极化曲线
3.9.2 极化曲线在腐蚀研究中的重要意义
3.10 测定金属腐蚀速度的电化学方法
3.10.1 强极化区的Tafel直线外推法
3.10.2 微极化区的线性极化法
3.10.3 弱极化区的三点法
3.11 伊文斯腐蚀极化图及应用
3.11.1 腐蚀极化图的概念
3.11.2 腐蚀极化图的应用
【选读材料】能源、材料领域的电化学研究进展
【科学家简介】国际著名电化学家:阿伦.J.巴德
思考练习题
第4章 电化学腐蚀的阴极过程
4.1 阴极去极化反应的几种类型
4.2 析氢腐蚀
4.2.1 析氢腐蚀的必要条件
4.2.2 析氢腐蚀的基本步骤
4.2.3 析氢腐蚀的阴极极化曲线与析氢过电位
4.2.4 析氢腐蚀的控制
4.2.5 减小析氢腐蚀的途径
4.3 吸氧腐蚀
4.3.1 吸氧腐蚀的必要条件与特征
4.3.2 氧去极化过程的基本步骤
4.3.3 氧还原过程中阴极极化曲线
4.3.4 吸氧腐蚀的控制
4.3.5 影响吸氧腐蚀的因素
4.3.6 析氢腐蚀与吸氧腐蚀的简单比较
【选读材料】酸雨的危害
【科学家简介】伊文斯
思考练习题
第5章 金属的钝化
5.1 金属的钝化现象
5.1.1 金属钝化的两种方式——化学钝化与电化学钝化
5.1.2 金属钝化的阳极极化曲线
5.1.3 金属钝态的稳定性——佛莱德电位
5.2 金属的自钝化
5.3 金属钝化理论
5.3.1 成相膜理论
5.3.2 吸附理论
5.4 影响金属钝化的因素
5.4.1 合金成分的影响
5.4.2 钝化介质的影响
5.4.3 温度的影响
5.5 钝化膜破坏引起的腐蚀
5.5.1 过钝化
5.5.2 活性离子对钝化膜的破坏
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【科学家简介】著名材料科学家:李薰
思考练习题
第6章 金属的局部腐蚀
6.1 局部腐蚀概述
6.2 小孔腐蚀
6.2.1 孔蚀的概念
6.2.2 孔蚀发生的机理
6.2.3 孔蚀的影响因素
6.2.4 孔蚀的防护措施
6.3 缝隙腐蚀
6.3.1 缝隙腐蚀的概念
6.3.2 缝隙腐蚀机理
6.3.3 缝隙腐蚀与孔蚀的比较
6.3.4 缝隙腐蚀的影响因素
6.3.5 缝隙腐蚀的防护措施
6.4 电偶腐蚀
6.4.1 电偶腐蚀的概念
6.4.2 电偶腐蚀的原理
6.4.3 差数效应
6.4.4 电偶腐蚀的影响因素
6.4.5 控制电偶腐蚀的措施
6.5 晶间腐蚀
6.5.1 晶间腐蚀的形态及产生条件
6.5.2 晶间腐蚀机理
6.5.3 晶间腐蚀的防护措施
【选读材料】拯救自由女神像
【科学家简介】M.G.方坦纳
思考练习题
第7章 金属在自然环境中的腐蚀
7.1 大气腐蚀
7.1.1 大气腐蚀的分类及特点
7.1.2 大气腐蚀机理
7.1.3 大气腐蚀的主要影响因素
7.1.4 防止大气腐蚀的措施
7.2 海水腐蚀
7.2.1 海水腐蚀区域的划分
7.2.2 海水的性质及对金属腐蚀的影响
7.2.3 海水腐蚀的电化学特征
7.2.4 海水腐蚀的防护措施
7.3 土壤腐蚀
7.3.1 土壤的组成和性质
7.3.2 土壤腐蚀的电化学特征
7.3.3 土壤腐蚀常见的几种形式
7.3.4 土壤腐蚀的防护技术
7.4 钢筋混凝土腐蚀
7.4.1 钢筋混凝土腐蚀机理
7.4.2 钢筋混凝土结构的腐蚀防护
【选读材料】中国工业与自然环境腐蚀调查
【科学家简介】当代金属腐蚀与防护专家:柯伟院士
思考练习题
第二篇 腐蚀电化学测试方法
第8章 腐蚀电化学测量基本知识
8.1 腐蚀电化学测量概述
8.1.1 腐蚀电化学测量的特点
8.1.2 腐蚀电化学研究方法的类型
8.1.3 腐蚀电化学研究方法发展
8.2 电极电位的测量
8.2.1 电位测量技术
8.2.2 腐蚀电化学测量系统的组成
8.3 电极系统
8.3.1 研究电极及其制备
8.3.2 辅助电极及其作用
8.3.3 参比电极
8.3.4 Ag/AgCl微参比电极
8.4 电解池及其应用
8.4.1 电解池材料
8.4.2 电解池的设计与应用
8.4.3 几种常用的电解池
8.5 电化学测量仪器
8.5.1 恒电位仪工作原理
8.5.2 恒电位仪的电路组成
8.5.3 恒电位仪使用方法
8.5.4 计算机控制的恒电位仪/恒电流仪
8.6 电化学实验前的准备
8.6.1 二次蒸馏水的制备
8.6.2 氢气和氮气的净化
8.6.3 镀铂黑的方法
【选读材料】石英晶体微天平及其在大气腐蚀研究中的应用
【科学家简介】中国最年轻的中科院院士:卢柯院士
思考练习题
第9章 稳态极化曲线测量
9.1 稳态
9.1.1 稳态的概念
9.1.2 稳态测量方法的特点
9.2 稳态极化曲线测量
9.2.1 控制电位法
9.2.2 控制电流法
9.2.3 控制电流法和控制电位法的选择
9.2.4 自变量的给定方式
9.3 慢扫描法测定稳态极化曲线
9.3.1 动电位扫描法
9.3.2 线性电流扫描法
9.4 稳态极化测量在腐蚀电化学研究中的应用
9.4.1 金属腐蚀机理的研究
9.4.2 金属腐蚀速度的极化测量
9.4.3 金属局部腐蚀的研究——动电位法测定孔蚀特征电位
9.4.4 金属钝态及其影响因素的研究
【选读材料】电化学极化过程实验数据处理分析的研究
【科学家简介】燃料电池专家:衣宝廉院士
思考练习题
第10章 电化学阻抗谱方法
10.1 电化学阻抗谱的基本知识
10.1.1 阻抗的概念
10.1.2 交流阻抗的复数表示
10.1.3 电化学阻抗谱的种类
10.1.4 电化学系统的等效电路
10.1.5 电化学交流阻抗法的特点
10.2 电化学控制引起的阻抗
10.2.1 电化学极化下交流阻抗法测定R〓、R〓和C〓
10.2.2 电荷传递控制的腐蚀体系
10.3 扩散控制引起的阻抗
10.3.1 交流电极化引起的表面浓度的波动
10.3.2 浓差极化时可逆电极反应的法拉第阻抗
10.3.3 浓差极化时腐蚀电极反应的法拉第阻抗
10.4 电化学阻抗数据的测量技术
10.4.1 电化学阻抗测试的特点
10.4.2 频率域的测量技术
10.4.3 时间域的测量技术
10.5 电化学阻抗谱的数据处理与解析
【选读材料】我国电化学“十一五”发展规划
【科学家简介】腐蚀电化学家:曹楚南院士
思考练习题
第三篇 金属的电化学防护技术
第11章 缓蚀剂
11.1 概述
11.1.1 缓蚀剂的定义
11.1.2 缓蚀剂分子的结构特征
11.1.3 缓蚀剂的技术特性
11.2 缓蚀剂的分类
11.2.1 按化学成分分类
11.2.2 按作用机理分类
11.2.3 按缓蚀剂所形成的保护膜特征分类
11.2.4 按物理状态分类
11.2.5 按用途分类
11.3 缓蚀剂的作用机理
11.3.1 缓蚀剂的电化学机理
11.3.2 缓蚀剂的物理化学机理
11.3.3 缓蚀剂的协同作用
11.4 缓蚀作用的影响因素
11.4.1 介质流速的影响
11.4.2 温度的影响
11.4.3 缓蚀剂浓度的影响
11.5 缓蚀剂的测试评定及研究方法
11.5.1 实验室中缓蚀剂性能测试
11.5.2 现场条件下缓蚀剂性能测试
11.6 缓蚀剂的应用
11.6.1 在石油与化学工业中的应用
11.6.2 在化学清洗中的应用
11.6.3 在冷却水系统中的应用
11.6.4 在大气腐蚀中的应用
【选读材料】自组装膜技术在金属防腐蚀中的应用
【科学家简介】弗朗西斯.L.拉克
思考练习题
第12章 电化学保护法
12.1 阴极保护法
12.1.1 阴极保护的基本原理
12.1.2 阴极保护的基本控制参数
12.1.3 外加电流阴极保护法
12.1.4 牺牲阳极保护法
12.1.5 阴极保护的应用范围
12.2 阳极保护法
12.2.1 阳极保护的基本原理
12.2.2 阳极保护的主要参数
12.2.3 阳极保护参数的测定
12.2.4 阳极保护应用及实例
【选读材料】阴极保护也有一段奇特的历史
【科学家简介】哈维汉克
思考练习题
第13章 电镀
13.1 电镀概述
13.1.1 电镀的定义
13.1.2 电镀的目的
13.1.3 镀层的分类
13.1.4 合格镀层的条件
13.1.5 电镀液的组成及功能
13.2 电镀的基本原理
13.2.1 电镀的阴极过程——电沉积过程
13.2.2 电镀的阳极过程
13.2.3 电流效率
13.3 影响电镀质量的因素
13.3.1 电镀溶液的影响
13.3.2 工艺因素的影响
13.4 电镀液的性能
13.4.1 镀液的均镀能力和深镀能力
13.4.2 电镀时阴极上电流的分布
13.4.3 最佳电流密度及均镀能力的测定方法
13.4.4 提高镀液均镀能力的机械措施
13.5 常用镀层举例
13.5.1 电镀锌
13.5.2 电镀铜
13.6 电镀工艺过程中的镀前预处理和镀后处理
【选读材料】鲜花电镀技术
【科学家简介】电化学专家:屠振密教授
思考练习题
附录
附录1 一些物理化学常数
附录2 几种气体在水中的溶解度
附录3 甘汞电极相对标准氢电极的电极电位
附录4 线性极化技术中B的文献值
附录5 水的饱和蒸气压
附录6 酸性溶液中的标准电极电位E?(298K)
附录7 碱性溶液中的标准电极电位E?(298K)
附录8 清除各种金属腐蚀产物的化学方法
参考文献
主题索引
元素周期表
S
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