范文一：金属电化学腐蚀的防护

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金属电化学腐蚀的防护

1(选摄耐腐蚀材料

选择耐腐蚀材料的方法有两种

选择。

(1)金属材料

金属这类材料中，根据电动序的大小的不同，它们耐腐蚀的能力也不同，通常可分为 4类:

?化学性能十分稳定。不需要任何防护就可以在较严酷的气候中使用，如金、银、金 铜合金、不锈钢等;

?耐用性较高。在无防护时，可用于室内或一船气候中，在湿热和盐雾条件下，必须 由防护涂覆，如倍钢、铬镍钢、锡、镣、铅、锡、锡极合金等;

?耐化学性能较低。在有一定防护时才能用于室内一般气候条件，如纯铁、碳钢、铸 铁、坡莫合金、锡锌青铜、黄铜、铝、硬铝、锌等;希迪电子

?耐腐蚀性极差。只有在可靠的涂覆下

锰钢、镍铬硅钥、铅、镁、锌合金等。

(2)非金屑材料

在有些条件下，可以考虑用非金届材料代替金属材料，以求得更好的防蚀效果。非金 屑材料很多，如塑料、玻璃钢、橡胶、陶瓷等，只要使用得当，都可以作为电子产品的防蚀 材料。

2(合理设计金厕结构

(1)避免接触腐蚀 所谓接触腐蚀是指不同电极的金属相接触时，电位较低的金属发生的腐蚀。因为不 同金届相接触的情况在电子产品中很常见，设计不合理，就会发生接触腐蚀，所以设计时 应引起足够重视，可以采取下列方式避免产生接触腐蚀* ?通过合理选材降低相互接触的金属(或金属镀层)之间的电位差。一般规定村互 接触的两种金属的电位差要小于o(5v，甚至更低。但要注意，电极电位是与溶液有关的，同一种金属在不同的溶液中其电位值是不一样的，所以绝不能以标准电极电位的电位

差为计算依据，必须根据金局材料在所考虑的溶液中的电位来计算电位差。

?必须把不允许接触的金属材料装配在一起时，可以通过电镀来改变金届表层的电 位或采用在两种金属之间垫绝缘材料的方法来避免接触腐蚀。

(2)避免不合理的结构设计

不合理的结构形式常引起机械应力、热应力、积水等现象产生，从而在金属表面形成 电化学不均匀性，引起或者加速金属的腐蚀，故设计时应尽量避免这些不合理的结构，如 避免积水结构，避免在潮湿较大的情况下采用点焊或铆接结构等。

3(采用耐腐蚀覆差层

在金属表面施加覆盖层，使金属与周围介质隔离开来，避免腐蚀，这是电子产品应用 员普遍的防护方法。根据构成覆盖层的物质不同，可将覆盖层分为3类，即金属覆盖层、 非金属覆盖层和化学处理层。

(1)金属覆盖层

一般称为金属镀层，从其功能来分，金属镀层有防腐镀层、防腐一装饰性镀层、导电性 铰层、耐磨性镀层、中间镀层、焊接性镀层等。常用的镀层金属有;锌、镐、锡、铜、铬、镍、

银、金、把、铅锡合金等。贴片钽电容其中锌、锅、锡等主要作为防腐性镀层使用。

若按镀层金属和基体金属电位的相对高低来分，金属镀层可分为阴极镀层和阳极镀 ----------------------------精品word文档 值得下载 值得拥有----------------------------------------------

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层。如锌、锡比铁的电位低，腐蚀时锌或铜作为阳极被腐蚀，保护了铁，所以锌镀层、钥镀 层均为钢铁零件的阳极性链层。而锡则为钢铁零件的阴极镀层，在镀层表面完整无孔时， 也可以保护钢铁不受腐蚀，但若镀层表面破裂，则铁为腐蚀电池的阳极，先被腐蚀。

(2)化学层处理

是利用化学或电化学的方法使金属表面形成某种化合物，而形成覆盖层，以达到防腐 目的。化学处理有发蓝、氧化和钝化。在黑色金属上用化学方法形成一层氧化膜称为发 蓝;用化学或电化学方法在铝及铝合金表面形成一层氧化膜称为氧化;把钢铁零件故人磷 酸盐溶液中浸泡，获得一层磷酸盐薄膜称为钝化或磷化。

(3)非金屑覆盖层

不含金属的覆盖层即为非金属覆盖层，用得最广的是油漆覆盖层。漆膜具有一定的 防护(防锈防腐)与装饰作用(如赋予鲜艳的色彩、美丽的花纹等)，此外某些油漆还赋予零 件以绝缘、耐高温、保护色等特殊性能。除油漆外，非金属覆盖层还有塑料涂敷层，以及对 金属腐蚀起短期防护作用的机油、凡士林等。

(4)基本要求

无论娜一种覆盖层，除了必须在介质中具有足够的稳定性外，还应满足下列基本要 求，才能具有良好的防护性能。

?结构紧密完整无孔，不透过介质;

?与基本金属戳接力强;

?硬度高、耐磨;

均匀分布在被保护的金属表面。 ?

4(电化学保护

通过外加电流使阴极金属的电位降低到与阳极相等，钽电容则腐蚀不会产生，这称为阴极保

护，或者将要保护的金属与外电源的正极相连，使金属电位升高，由活性状态转为钝态称 为阳极保护, 阴极保护和阳极保护均称为电化学保护。wxq$#

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范文二：金属的电化学腐蚀

《金属的电化学腐蚀》教学设计

武汉市第六中学 陆洪明

教学目标

● 应用原电池原理，了解金属电化学腐蚀的原因。

● 了解金属腐蚀的危害，认识金属腐蚀造成的经济影响。

● 了解一些选择防铁生锈方法时应考虑的因素，知道金属防护的重要方法, 培养学生对社会重大课题的决策能力和创新意识。

● 培养学生形成从科学、技术、社会、经济多角度综合分析的思维方法。 教学重点 金属电化学腐蚀

教学难点 金属电化学腐蚀；钢铁腐蚀

教学方法 启发式、讨论法、实验及多媒体辅助教学法

教 具 电脑、大屏幕、实物投影仪、投影片

教学设计流程图：

教学过程

第 1 页 共 5 页

部分1 了解有关金属腐蚀的知识

【引言】日常生活中, 我们常常会见到金属腐蚀的现象。比方说:削铅笔的小刀有时会生锈；

家里的防盗网当表面油漆剥落时极易生锈……（要求学生补充, 并且指出铁生锈是金属腐蚀现象中最常见的一种）

【学生演讲】(二分钟) 介绍金属腐蚀造成的影响。

【设问、过渡】 钢铁为什么会生锈？我们怎么样利用化学知识来减小金属腐蚀？ 让我们一

起来学习有关金属腐蚀的知识。以铁生锈为例来简单说明：

【投影】 炼铁 ------还原反应 氧化反应

【分析】铁锈的生成是将铁返回到它的原始状态-----氧化铁。所以，金属腐蚀就是游离态的

金属单质被氧化成化合态的金属氧化物或其他化合物的过程，可表示为：

【板书】金属腐蚀的实质：M - ne- → Mn+

金属腐蚀的分类：化学腐蚀

电化学腐蚀

【提问】举例说明什么是化学腐蚀和电化学腐蚀?

【阅读】（2000年人教版）高二化学教材P106～P107

【学生回答】铁和氯气直接反应而腐蚀; 钢管被原油中的含硫化合物腐蚀均为化学腐蚀。钢

铁在潮湿的空气中生锈是电化学腐蚀。

【过渡】钢铁在潮湿的空气里所发生的腐蚀，就是电化学腐蚀的最普通的例子。在一般情况

下，金属腐蚀大多是电化学腐蚀。

【提问】 电化学腐蚀是怎样形成的？它具有哪些特征？让我们通过实验来研究学习有关电

化学腐蚀的知识。

部分2 有关电化学腐蚀的知识。

【过渡】上堂课我们已学习了有关原电池的知识，现在我们从金属腐蚀的角度来分析铜--锌

原电池实验的原理。

【课件演示】 铜-锌原电池实验

【投影、复习】原电池反应：Zn(-)： Zn - 2e- → Zn2+ (氧化反应)

Cu(+)： 2H + + 2e- → H2↑ (还原反应)

总的反应方程式： Zn + 2H+ → Zn2+ + H2↑

【启发】铜-锌原电池实验可看作锌被腐蚀的过程，属于哪类金属腐蚀？

【回答】电化学腐蚀。

【讨论】（全班分小组讨论, 小组代表小结. ）

第 2 页 共 5 页

【结论】 1．电化学腐蚀形成条件：不纯金属或合金、电解质溶液环境。

特征：原电池反应，并伴有电流的产生。

2．化学腐蚀：金属直接跟物质接触发生化学反应。

电化学腐蚀：原电池反应。

在一般情况下，这两种腐蚀往往同时发生，只是电化学腐蚀比化学腐蚀要普遍

得多。

【引申、学生设计实验】如何加快锌粒在硫酸溶液中的腐蚀？（铝条、铜丝、硫酸铜溶液、

硫酸溶液、硫酸钠溶液）

3．原电池原理

4．Zn + Cu2+ → Zn2+ + Cu

Zn(-)： Zn – 2e- → Zn2+

Cu(+)： 2H + + 2e- → H2↑

Zn + 2H+ → Zn2+ + H2↑

【提问】通过对实验的研究，大家是否对电化学腐蚀有了进一步的了解。请问：

电化学腐蚀的实质是什么？

【学生回答】 原电池反应，较活泼的金属失去电子被腐蚀发生氧化反应，并伴有电流的产

生。

【展示】铁钉（预先做好实验：一个浸没在酒精里、一个一半浸没在自来水中）

的腐蚀

【师生共同讨论】运用原电池原理分析钢铁腐蚀的成因。教师随着学生的认知需

要不断改变决策。

【课件演示】钢铁的电化学腐蚀

【归纳分析】铁锈的生成不可缺少的是空气和水。钢铁是铁碳合金，在干燥的空气里不易腐

蚀，但在潮湿的空气里，在钢铁的表面形成了一层电解质溶液的薄膜，它跟钢铁里的铁和少量的碳在钢铁制品表面形成了无数微小的原电池，加快了钢铁的腐蚀。

【板书】钢铁腐蚀： Fe(-) 2Fe - 4e- → 2Fe2+

C (+) 2H 2O + O2 + 4e- → 4OH-

【过渡】我们学习了有关金属腐蚀的知识，并了解了金属腐蚀主要是由原电池反

应而引起的电化学腐蚀。 金属腐蚀虽然有害，有时却可以利用。例如，工业上通过控制一定条件，利用Fe 3+ 腐蚀铜板来制备电子线路板就是利用金属腐蚀的一个很好例子。但是，金属腐蚀大多数是有害的，是须防止的。

部分3 决策讨论----有关金属腐蚀防护的应用

第 3 页 共 5 页

【提问】 大多数金属腐蚀我们是要防止的。那么，怎么样来进行金属的防护呢？请大家结

合内因（金属的本性）和外因（介质）两因素来考虑，请阅读教材中有关内容，回

【回答】5．金属铝比较活泼，表面可生成致密的氧化物保护膜，使金属钝化，保护了内层

金属不再被腐蚀。

6．不纯的金属易形成原电池而使金属发生电化学腐蚀。

【过渡】介质对金属腐蚀的影响也很大，如果金属在潮湿的空气中接触腐蚀性气体或电解质

溶液，都容易被腐蚀。因此，要经常对机器和仪表进行保养。

【提问】既然我们已经清楚了金属腐蚀的原因，那么就应该从其腐蚀的原因着手，来加强金

属的防护。请大家举一些日常生活中金属防护的例子，来说明有哪些防护方法。

【学生讨论、回答】 1．改变金属的内部结构，如制成不锈钢。

2．在金属表面覆盖保护层，如喷漆、涂油、电镀等。

【启发】除以上方法外，还可以用原电池的原理来保护金属。请同学们根据原电池的原理想

一想被保护的金属应做原电池的哪一极？

【回答】作正极。

【启发】对。像轮船的尾部和在船壳的水线以下部分，装有一定数量的锌块，就是为了使锌

块和船体形成原电池，腐蚀了锌块而保护了轮船。这种利用原电池原理来减少金属腐蚀的方法叫做电化学保护法。

【引申讨论】金属的防护通常指的是防锈，但在实际问题中（如投影问题7～11），

要求你针对所给出的不同情况，去决定应分别采用哪种防锈方法。这项工作请大家在小组讨论中进行。有一些做决定时应考虑的因素需要大家记住。

【投影、讲解】

● 金属制品需要保护多长时间？很明显，如果金属制品只需保存很短的时间，就没有

必要去考虑给它一个长久的保护。

● 金属制品将用在哪里？如果金属制品主要用于室外，它就需要较好地进行保护。 ● 金属制品是干什么用的？金属制品用途不同，保护方法也不同。例如，金属制品要

接受高温，就不能用油漆进行保护。

● 金属制品外观重要吗？某些保护方法也是为了装饰外观用的。例如，镀铬。

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部分4 进一步的讨论和实验

【问题、讨论】假如有人发明了一种又便宜、又简单的方法，生产出一种永不生锈的钢铁。

显然这一发明会带来很大的益处，从科学、技术、社会发展多角度出发，你认为它也可能带来坏处吗？（培养学生从科学、技术、社会、经济多角度综合分析的思维）

【作业】课本习题一、2， 二、4、5， 三、1，2。

【板书设计】

第四节 原电池原理及其应用（第二课时）

三、金属的电化学腐蚀

1、金属腐蚀的实质： M – ne- → M n+

金属腐蚀的分类： 化学腐蚀

电化学腐蚀

3、钢铁腐蚀： Fe(-)： 2Fe - 4e- → 2Fe 2+

C (+)： 2H 2O + O2 + 4e- → 4OH-

4、金属防护的方法：①改变金属的内部结构。

②在金属表面覆盖保护层。

③电化学保护法。

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范文三：金属的电化学腐蚀

第四节 金属的电化学腐蚀

教学目的：

知识与技能：1、了解金属电化学腐蚀的原理，掌握金属电化学腐蚀的概念及分类。 2、认识金属腐蚀的危害。

过程与方法：通过科学探究，培养动手操作能力和根据所学知识解决实际问题的能力。 情感态度与价值观：通过了解金属发生腐蚀的原因，感受化学对人类生产、生活的影响。

教学重点：金属的电化学腐蚀原理 教学难点：金属吸氧腐蚀的电化学原理 教学过程：

【引入】在日常生活中，很多领域我们都使用了各种各样的金属材料，例如： 【展示图片】标志性建筑艾菲尔铁塔、自由女神像、汽车、轮船、铁桥。。。。。。 【设问】金属在长期使用过程中最大的问题是什么？ 【学生】腐蚀、生锈 【展示资料】

据估计，世界各发达国家每年因金属腐蚀而造成的经济损失约占其国民生产总值的2% --4% ，超过每年各项大灾（火灾、风灾及地震等）损失的总和，有人甚至估计每年全世界腐蚀报废和损耗的金属约为一亿吨。

【老师】金属为什么会腐蚀？其原理又是什么？带着这样一个问题，我们一起来学习金属的电化学腐蚀。

【板书】第四节 金属的电化学腐蚀

【老师】钢铁是目前人类使用量最大的金属材料，钢铁腐蚀生锈我们随处可见，下面我们就以探究影响钢铁腐蚀的因素为例来探究金属的电化学腐蚀原理。

昨天我们布置了分组实验，下面请同学们拿出各自的实验装置，认真观察实验现象，然后互相比较并讨论，将讨论的结论填写在导学案的表格中。

学前探究

探究影响钢铁腐蚀的因素：

【老师】由以上实验现象说明钢铁腐蚀生锈与哪些条件有关? 【学生】金属腐蚀与空气、水、电解质等有关.

【老师】这是为什么呢？

【学生】在上诉条件下钢铁形成了碳铁原电池，发生了原电池反应。 【老师】通过预习，同学们知道钢铁生锈其实是发生了原电池反应。

F e

C

负: Fe - 2e- =Fe 正:O2+2H2O+4e- =4OH Fe +2OH- =Fe(OH)2

4Fe(OH)2 +O2 +2H2O=4Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O 3·nH2O+(3-n) H2O

【板书】1、定义：不纯金属或合金与电解质溶液接触, 发生原电池反应而损耗的过程. 【老师】钢铁上面的水膜还有可能处于酸性较强的环境

2+

-2+

+

负: Fe - 2e- =Fe2+ 正: 2H++2e- =H2 【板书】2、分类

负

: Fe - 2e- =Fe2+ 正: 2H++2e- =H2 【小结】 【思考】如图Ⅰ所示，U 形管内为红墨水，a 、b 试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液(呈酸性) ，并各加入生铁一块，放置一段时间后，出现如图Ⅱ所示变化，请思考产生这种变化的原因。

图Ⅰ

图Ⅱ

【练习】炒过菜的铁锅未及时洗净(残液中含NaCl) ，第二天便出现红棕色的锈斑[该锈斑为Fe(OH)3失水的产物]. 试回答铁锅电化学腐蚀相关的下列问题： 1. 正极反应为：_______________________________ 2. 负极反应为：_______________________________ 3. 原电池反应为：_____________________________ 4. 最后生成红棕色的锈斑的化学方程式:

_________________________________________

范文四：电化学腐蚀的原因

电化学腐蚀的原因是由于某些原因产生了腐蚀电池，腐蚀电池的基本元素:两个电极，腐蚀液，导线， 而两个电极本身具有自己的电极电位。电极电位的形成是因为金属原子氧化为金属离子进入溶液，而金属表面留有过剩的电子，使金属表面电位很负，显然，

正负极:

按照经典微电池腐蚀理论，从热力学上讲，金属发生电化学腐蚀需两个条件:一是构成腐蚀电池，即阴、阳极区之间存在电位差

2. 气体电极

某些贵金属和化学稳定性比较高的金属，当它们浸入到不含有自己离子的溶液中，它们不能以离子形式迁移到溶液中，溶液中也没有沉积在电极上的物质，只有溶解于溶液中的一些气体物质吸附在电极上，并使气体离子化，而在相界面上只交换电子而不交换离子，这种电极称为气体电极，包括氢电极，氧电极，还有氯电极。讲前二个。

，(1)氢电极:如把铂浸入到酸溶液中，并通入氢气。在电极上发生H22H+2e的反应，,即氢离子从铂电极上取得电子，使铂带正性，溶液呈负电性。

(2)氧电极: 金属铂在溶液中吸附溶解的氧，形成氧电极。其反应为:

,O2+4e+2H2 O 4OH ,

,这些氧吸附在铂上，并从铂上取得电子，产生OH离子，使铂带上正电性，溶液呈负电性。

某些正电性金属(如铂)或导电的非金属(如石墨)在电解质溶液中，它们不能被水化而进入溶液，若溶液中也没有金属离子沉积上去，这时将出现又一种类型的双电层，双电层符号与图3—5b中的一样。这时，正电性的金属铂上能吸附一层氧分子，氧化性的氧分子在铂上夺取电子并和水作用生成氢氧离子。其电化学反应为

,OHOeOH，，244 22

这种电极称为氧电极，类似的还有氢电极，二者也常统称为气体电极。气体电极的特点是作为电极的固体金属或非金属材料本身并不参与电极反应，只起导电的作用

:简要介绍了中国工程院咨询项目《中国工业和自然环境腐蚀问题调查与对策》的进展,包括能源、交通、建筑、机械、化工、基础设施、水利和军事设施等典型的行业和企业的腐蚀损失。用,,,,,方法和,,,,方法所得到的年腐蚀损失结果相近,分别为2008亿元和2288亿元人民币。如果包括间接损失,借鉴国外利用国民经济投入 产出表的计算结果进行对比,我国每年腐蚀总损失可达5000亿元以上,约占国民生产总值(,,,)的5%。应如同对待医学和环保一样重视腐蚀问题。提出了从国家的层面上加强腐蚀管理,进一步制定防腐蚀的国家规划和立法,完善防腐蚀的标准和规范体系以及加强基础研究和腐蚀工程教育的建议。

目的和意义:

腐蚀是悄悄自发进行的一种冶金的逆过程。自然环境(大气、土壤、海洋、生物和微生物等)和工业介质(酸、碱、盐、工业水、熔盐、燃气等)都有可能造成材料的腐蚀,它的危害遍及所有的行业,包括冶金、化工、能源、矿山、交通、机

械、航空航天、信息、农业、食品、医药、海洋开发和基础设施等。除了材料、能源的消耗和设备的失效等直接损失外,腐蚀还可能进一步引起物料的污染和产品质量下降、工艺流程的中断、装置的泄漏、爆炸和人员伤亡以及大规模的环境污染等间接损失。这类间接的腐蚀损失往往会比直接损失更大,甚至难以估算。为了预防和减轻腐蚀的危害,人们不得不付出相当的代价。这种代价称之为腐蚀损失(,,,,,,,,,,,,,,,),即国民经济为解决腐蚀问题而付出的总费用。以合理的代价取得所需要的腐蚀防护效果是腐蚀控制工程的任务。由于腐蚀问题已经成为影响国民经济和社会可持续发展的重要因素之一,目前,经济发达国家和地区正在以大幅度提高能源效率、资源效率和环境效率作为国家发展的战略目标和前瞻性投资的依据。特别是近20年来我国国民经济生产总值急剧增长,经济结构和管理模式都发生了很大变化,各行业的

p2

腐蚀状况与过去有了明显的不同,特别是随着大规模基础设施建设投入的增加,腐蚀控制问题更关系到国家的百年大计,对我国腐蚀状况的了解就变得尤为重要。我们应该通过腐蚀调查对腐蚀所造成的损失有一个比较准确的估计,以便进一步寻求控制腐蚀的对策和措施。腐蚀调查的结果可以为有关部门的宏观决策提供科学依据。基于上述理由,1999年4月6日中国工程院化工、冶金与材料学部常委扩大会议决定正式启动中国工程院咨询项目“中国工业与自然环境腐蚀问题调查与对策”。这个项目由中国科学院金属腐蚀与防护研究所(现中国科学院金属研究所)具体组织实施,历时3年,于2001年末基本完成,2002年又进一步作了补充和修订。本次调查实际上是建国以来我国所进行的最大规模的一次全行业腐蚀调查,得到了腐蚀界同行的积极响应和支持。在实施过程中我们邀请了4位院士和联系不同专业领域的30多位腐蚀专家,任务是以典型调查为主,搞清我国腐蚀状况,尽可能地对经济损失做出较准确的估算,对存在的主要腐蚀问题及采取的防护措施提出建议。由于受到当前国情的限制,许多数据来之不易。调查所得到的结果虽然还不够完整,但全部资料都直接来自基层,较为可靠并具有典型性。我们相信,由此引出的调查结论和建议,对国家经济建设和腐蚀学科的规划和发展都会有重要的参考价值。

2 国内外腐蚀调查的背景和历史70年代前后许多工业发达国家相继都进行过较为系统的腐蚀调查。美国、英国、日本、前苏联、西德、波兰、瑞典、澳大利亚、印度等国都作过类似的腐蚀调查[1]。这对普通群众防腐蚀意识的启蒙,腐蚀科学的发展和腐蚀防护技术的进步都起了重要作用。这些报告达到了一种共识:国民经济为腐蚀付出了巨额的代价,其数值可占各国,,,的1%,5%,但其中大约四分之一是可以通过改善防腐蚀措施来避免的。

现在离70年代的调查已经过去30年了。在此期间各国的经济状况和相应的产业结构都发生了显著变化。情况的变化使人们感到再次进行腐蚀损失调查的必要。此外,人们在与腐蚀相抗争的同时也逐渐学会利用系统工程的观点和方法来看待世界,例如利用设备使用寿命期内总费用的全分析(,,,, ,,,,,,;,,,,,,)方法和以风险分析为基础的检测(,,,,,,,,,,,,,,;,,,,)概念来处理腐蚀问题。因此近年来一些国家又开展了不同规模的腐蚀调查。2.1 美国的腐蚀调查[2,3]1949年美国采用,,,,,方法估计年腐蚀损失为55亿美元。1975年在美国由,,,,,,,,,,,,,,,,，

,,,,,,,,和,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,共同进行腐蚀调查。该调查结果推算美国年腐蚀损失为825亿美元,相当于,,,的4.9%。1995年,,,,,,,,,,,,,,,,，,,,,,,,,对20年来的变化进行重新评估,调查表明美国每年腐蚀损失为3000亿美元,相当于4%,5%,,,。其中包括如下各项开支:(1)设备和结构的更换;(2)生产的损失;(3)维护与修理的费用;(4)过剩的能力和多余的设备;(5)腐蚀控制;(6)指定的技术支持;(7)保险;(8)设备存货。1999年议会委托拨款100万美元。要求由,,,,;,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,和,,,,，,,,,,,,,,,,,执行一个评估美国金属腐蚀的计划。其目的是要提供一个在经济上有效、能减少腐蚀损失的策略,以减少腐蚀对公共安全、环境和经济的影响。该项研究主要针对美国经济有重要影响的36个部门,如桥梁、地下管线、机场、汽车、飞机、水、卫生系统和电力等部门,采用经济效益和风险分析方法,评估防蚀战略的经济效益。现已公布了部分调查结果。美国1998年总的腐蚀损失为2757亿美元,其中直接经济损失为1379亿美元。具体腐蚀损失数据见表1。对于每个行业最后的分析包括:(1)按设备、结构和装置分类;(2)鉴别腐蚀类型及其防护;(3)在行业内认定那些有可能大量节约的区域;(4)腐蚀损失数据编辑和经济分析;(5)案例研究报告;(6)推荐防护措施。报告内容包括对于金属腐蚀和防护对策总的经济效果并评估所推荐的防护对策的寿命周期以及应用新研究成果所须付出的代价。20年来美国的,,,约增长了4倍,由于从设计到维修过程中普及了耐蚀材料和采用了适宜的防蚀方法,腐蚀研究和防蚀技术的进步使整体损失由占,,,4.9%减少到4.2%。2.2 日本的腐蚀调查[4,7]70年代由日本腐蚀防蚀协会和日本防锈技术?2?柯伟:中国工业与自然环境腐蚀调查的进展

表1 1998年美国腐蚀调查数据[11]行业部门直接腐蚀损失(亿美元)占总直接腐蚀损失(%)公共设施 电信,供电,燃气,饮用水和排污47934.7运输业 船舶,飞机,汽车,铁路车辆,危险品运输29721.5基础设施 燃气和液化气输送管线,水路和港口,危险品贮存,机场,铁路,高速公路和桥梁22616.4政府国防,核废料贮藏20114.6生产和制造业 油气勘探和生产,石油炼化,化学,石油化工,制药,采矿,造纸,电子,日用品,食品加工,农业17612.8协会共同负责,设立了腐蚀损失调查委员会,用,, ,,,方法(即从制造和生产方面推算)和,,,,方法(从各个使用领域推算)评估了日本的腐蚀损失,该调查结果在1976年以“我国腐蚀调查报告书”为题发表。虽然日本的腐蚀损失调查仅推算了直接损失,但也达到1.8%,,,的巨大数额。日本腐蚀防蚀协会于1999年开展了新一轮为期2年的腐蚀调查。近20多年来日本的产业结构发生了很大的变化,制造业下降,第三产业活动增长,钢、水泥和纸浆的生产停滞,半导体和计算机的生产急剧上升。这次腐蚀损失调查包括6个部门:能源、运输、建筑、化学、金属和机械工业。结果表明用,,,,,和,,,,两种方法估算的1997年全日本腐蚀损失分别为39380亿日元和52580亿日元,占当年,,,的0.77%和1.02%。若同时考虑腐蚀的间接损失,即用输入/输出分析法,整个腐蚀损失要比用,,,,,方法估算的值高2,4倍。从调查结果可以看到腐蚀损失增加到1.54倍。扣除通货膨胀的影响这段时间内,,,增长到2.13倍。这意味着腐蚀损失比例是在下降。2.3 英国的腐蚀调查[8,10]1969年英国,.,.,,,,领导的委员会在英国贸易和工业部的支持下,进行了英国的腐蚀调查。发表了知名的,,,,报告,估计英国腐蚀的总损失相当于,,,的3.5%。

近年来,英国在工业贸易部支持下,由涂料研究协会和材料学会联合组成了调查委员会,开展了题为“腐蚀损失、风险评估方法和减少腐蚀损失的措施”的研究。其中包括三个主要内容:(1)评价腐蚀对英国经济所造成的损失;(2)认定和普及减少腐蚀损失的措施:改进设计、选材和防护涂层;(3)建立风险评估方法求得最佳的资源利用。他们认为1971年以来腐蚀发生作用的部门和类型发生了许多变化,例如:制造业的比重减少、重工业向轻工业的转移,所用材料也发生了变化;在各种工业中应用新材料、新工艺,出现了不同的腐蚀环境。因而他们的调查集中注意力于下述五个领域:(1)化工和石化相关的工厂和设备;(2)食品和饮料工业;(3)海洋离岸加工和设备;(4)钢结构;(5)汽车生产加工及相关的零件。这些行业都面临苛刻腐蚀环境,并采用了不同的腐蚀控制方法。由于对腐蚀过程认识的深入以及采用了更好的材料和防护方法,腐蚀损失有所降低,但在近海油气开采及腐蚀性较强的化工企业仍会遇到严重的腐蚀损失。估计在这些行业,基建投资和运行成本都会增加10%,相当于营业额的1%,2%。化工企业估计出来的腐蚀损失差别很大,取决于被加工介质的腐蚀性,从小于0.1%到9%。他们预言,今后操作条件会变得更加苛刻而且由于现存工厂的老化,腐蚀损失的压力会进一步上升。2.4 中国的腐蚀调查在1980年7月,我国由国家科委腐蚀学科组向化工、石油、冶金、纺织、轻工、二机和建材等7个部门发送了《腐蚀管理与腐蚀损失调查表》,并进行了走访。由于缺乏统计数据,以及调查内容和调查方法不完善,只反映了几个部门企业的腐蚀损失[12]。1986年,由武汉材料保护研究所负责组织调查。1986年我国机械工业的腐蚀损失达到116.245亿元。1999年,潘连生(原化工部副部长,中国化工防腐蚀技术协会理事长)在“99中国国际腐蚀控制大会”的报告中指出:“据统计中国化工腐蚀损失约占总腐蚀损失的11%,去年(1998年)我国因腐蚀造成的损失已达到2800亿元,腐蚀严重的石油和化学工业的损失已达到300亿元左右,化工生产中因腐蚀造成的事故约占总事故的31%”[13]。从各国调查的结果来看取得完整的统计数据几乎是不可能的,但是各国调查的大体趋势是一致的,其中准确的典型案例也彼此相符。因此,在同一行业中,以局部的抽样来推断行业的腐蚀损失是可信?3?柯伟:中国工业与自然环境腐蚀调查的进展

的。例如若以法国1995,1996年期间油气开发为例作分析,生产每桶油用于腐蚀的花销为0.29美元,油价每桶为15,30美元,这相当于销售额的1%,2%。其中三分之一是基建成本,其余是操作成本。在全部的腐蚀花费中占有重要份额的部分,包括涂料和涂装(,,,0.06/桶)、失效的修理包括生产损失(,,,0.06/桶)、检测(,,,0.057/桶)、化学处理(,,,0.034/桶)、耐蚀材料(,,,0.02/桶)、其他腐蚀防护措施(,,,0.06/桶),以及在腐蚀设计阶段相关的花费(,,,0.019/桶)。虽然花费已经相当低了,但他们估计通过改进现有技术,腐蚀的花费可以再下降10%。他们强调的是决不能靠放松腐蚀控制的方法来降低成本,因为这样一来腐蚀损失至少会增加20%,50%。十分明显,各行业的情况不同也应采取不同的方法来分析腐蚀的损失和危害。3 本次腐蚀调查的实施过程和调查方法本次调查实施过程中邀请了4位院士和能源、交通、建筑、机械、化工、基础设施、水利和军事设施与装备等八个重点工业部门的三十多位腐蚀专家组成调查组,参照国外调查经验结合我国实际采用典型调查和统计相结合的方法,选择腐蚀问题比较普遍或严重、有典型性和代表性、专业人员基础好和可用资料较为完整的企业(行业)作为重点,向他们分发调查问卷,组织座谈和专题讨论,统一汇总。为了避免工作重复,也尽可能收集和利用已发表的部分行业的调查统计资料和文献,进行比

较和分析。除自然环境腐蚀状况外,根据行业不同由相关领域的专家提交典型腐蚀调查报告20份:1.石油天然气开采与储运腐蚀调查2.石油炼化装置腐蚀调查3.中国海洋石油工业腐蚀调查4.电力系统的腐蚀与对策5.广东核电腐蚀调查6.火电厂热力设备腐蚀调查7.铁道行业腐蚀状况调查8.我国汽车腐蚀损失估算9.重庆市汽车大气环境下的腐蚀调查10.公路、桥梁、码头、建筑等基础设施腐蚀调查11.广播电视钢塔桅的自然环境腐蚀调查与对策12.水利枢纽金属结构腐蚀初步调查13.郑州市燃气系统腐蚀调查14.中国化工与石油化工腐蚀问题调查与对策15.泸州天然气化学工业(集团)公司腐蚀调查16.仪征化纤股份有限公司化工厂腐蚀调查17.上海地区制药企业腐蚀调查18.重点化工企业防腐蚀工作调查研究成果汇编19.机械工业腐蚀调查20.军事装备腐蚀国际上至今还没有确定的统一的调查方法,目前采用的有,,,,,法、,,,,法以及,,,,,,,,方法。(1),,,,,方法 ,,,,,方法是从生产、制造方面单纯地累加直接防蚀费进行评估。例如,要算出表面涂装、镀层等表面处理、耐蚀材料、防锈油、缓蚀剂、电化学保护、腐蚀研究、腐蚀检测等所需费用。(2),,,,方法 ,,,,方法是按各使用领域的腐蚀损失和防蚀费的总和进行推算。由于使用领域涉及到许多方面,而且同一使用领域的使用地点分散在全国各地,调查相当困难,于是采用函调的方法,并进行有针对性的访问,在得到可靠的数据后利用统计方法推算。(3),,,,,,,,方法 ,,,,,,,,方法是根据企业生产关联表,用投入/产出矩阵方法进行统计,对同一系统在同一条件下,将无腐蚀、含腐蚀,腐蚀被控制三种情况下的总费用进行比较,推算腐蚀损失。结合我国具体条件,此次采用发送咨询调查表、向专家咨询和文献调研的方法,分别用,,,,,方法和,,,,方法对我国腐蚀损失进行了估算。4 腐蚀损失的调查结果4.1 ,,,,,方法计算结果,,,,,方法计算的结果见表2。表2 从生产、制造方面计算的防蚀费防蚀方法防蚀费(亿元)占总防蚀费的比例(%)表面涂装1518.4475.63金属表面处理234.1611.66耐蚀材料250.2512.46防锈油20.10缓蚀剂10.05电化学保护1,20.10腐蚀研究费-腐蚀调查费-计2007.85应该说明,在作上述计算时,没有包含其它的表面处理费,在耐蚀材料费中,没有包含进口设备用的不锈钢,没有包含普通钢本身腐蚀更新的费用,没有?4?柯伟:中国工业与自然环境腐蚀调查的进展

包含铜、镍等金属材料和使用有机材料、无机材料的费用,没有包含表面处理和耐蚀材料制作设备的施工费等。4.2 ,,,,方法计算结果对重点行业:能源、交通、建筑、机械、化工等行业的重点企业的腐蚀情况进行了调查,并根据已有的数据,用,,,,方法计算,结果见表3。表3 ,,,,方法调查结果部门腐蚀损失(亿元)化学工业300能源部门(电力、石油、煤)172.1交通部门(火车、汽车)303.9建筑部门(公路、桥梁、建筑)1000机械工业512.43合计2288.43应该说明,由于未得到确定的或有代表性的数据,表3中未包含冶金工业(钢铁和有色金属)、轻工、船舶工业、海洋和内河运输、核工业、航空工业、兵器装备、电子信息等行业的腐蚀损失。4.3 讨 论用,,,,方法仅调查了部分行业的腐蚀损失,而用,,,,,方法则仅推算了直接腐蚀损失。为了推算我国的腐蚀损失(包括直接和间接损失),必须评估间接腐蚀损失。但对间接腐蚀损失的评估遇到了困难,原因是受调查企业对腐蚀所造成的间接腐蚀损失的估算差异很大。这显然是与统计间接腐蚀损失时所涉及的范围有关。通常认为间接腐蚀损失比直接腐蚀

损失大。根据现有数据,石油工业的间接腐蚀损失是直接腐蚀损失的3倍,某化纤厂为6,8倍,某电厂为1.3倍。间接腐蚀损失如何评估?美国是将直接腐蚀损失加倍计算总腐蚀损失,即间接腐蚀损失与直接腐蚀损失相当,日本则是将用,,,,,方法推算的结果代入到投入/产出方法中计算,得到腐蚀损失(包括直接和间接腐蚀损失)是用,,,,,方法推算结果的2.43倍,即间接腐蚀损失是直接腐蚀损失的1.43倍,我国控制腐蚀的水平远不如美国、日本,设我国间接腐蚀损失是直接腐蚀损失的1.5,2倍看起来是合理的。这样我国的腐蚀损失为5,6千亿元。从各种防蚀费用占总防蚀费的比例来看,我国与日本有较大的差距。我国的防蚀费有75.6%用在涂装上,在其它方面,如表面处理、缓蚀剂、电化学保护的防蚀则用的较少。日本的涂装法占总防蚀费的58.4%(1997年)和62.5%(1975年),金属表面处理费占25%左右。这说明许多先进的防蚀技术在我国尚未普遍采用。5 战略目标和任务通过本次腐蚀调查我们清楚地看到腐蚀损失的严重性和普遍性,即便按当前不十分完全的统计,每年为腐蚀支付的直接费用已达人民币2000亿元以上。如果考虑间接损失,腐蚀费用的总和估计可达5000亿元,约占国民经济总值的5%。这是一笔相当可观的开支,每个国民平均每年要支付近500元的腐蚀费用。如何以最小的投入换取最佳防护效果是国家计划与发展部门值得优先考虑的问题。在解决有限资源的利用和环境保护等重大课题的过程中,腐蚀与防护作为一项可供直接利用的重要技术应该充分发挥自己的作用。虽然腐蚀与国家经济建设和国防建设的关系十分密切,但由于腐蚀与防护是跨行业、跨部门,带有共性的科学技术,并不直接创造经济效益,所以它并不太引人注意。因此,为了控制腐蚀,取得社会的共识很重要。在工业发达的社会中,全面腐蚀控制是使国民经济和国防设备和基础设施处于良好运行状态和持续安全运行的保障,是国家现代化进程中不可缺少的重要组成部分。因此,提请全社会关注腐蚀问题,认识腐蚀损失的严重性,特别是引起各级领导的高度重视,及早采取预防措施是腐蚀工作者义不容辞的责任。腐蚀相当于材料和设施的癌症。如果说医学是研究和保护人类自身健康的科学;环境科学是研究和保护包括人类在内的整个生物界与自然相互依存的环境的科学,那么腐蚀科学则是研究和保护人类物质文明赖以建立和发展的基础设施———金属结构和设备的一门科学。因此,我们期望政府和社会能像关注医学、环境科学和减灾一样关注腐蚀问题。我们在新世纪的战略目标是:加强腐蚀与防护工作的统一管理,发展腐蚀与防护技术,普及防腐蚀知识,实现国家的全面腐蚀控制,减少经济损失,节约资源,保护环境。其中特别值得提出的有4项重要任务。1)在大规模经济建设高潮时期,特别关注基础设施的腐蚀与防护 工业发达国家的经验已经表明,如果不注意腐蚀的防护,基础设施投入的高峰?5?柯伟:中国工业与自然环境腐蚀调查的进展

期往往就是几十年后腐蚀问题频繁出现的高峰期。本次调查表明,我国基础设施方面的腐蚀费用高达1000亿人民币。当前中国正在进入大规模的经济建设时期,应特别关注基础设施建设中的腐蚀问题。例如,海港、铁路、公路、桥梁、机场和工业基础设施都将使用大量传统的结构材料,是腐蚀消耗的大户。大规模基础设施建设与自然环境腐蚀关系十分密切,如何增加基础设施的使用寿命、始终保持良好的设备服役性能,是将来能否降低生产成本,保持企业竞争力的关键。我国腐蚀防护技术的应用在不同行业中是不平衡的。石油、化工、电力和铁路等部门虽然腐蚀问题比较集中,但因有较好的工作基础和专业队伍,腐蚀得到遏制;其他

行业情况有所不同。当前,西部开发中遇到的特殊自然环境有许多新的腐蚀问题,如涂层的快速老化、高盐地区的腐蚀,酸雨和污染等。正在开展的以西气东输、南水北调、西电东送、青藏铁路为代表性的一系列重大工程,是关系千秋万代的历史性工程,其重要性无论怎样估计都不会过分,与之相关的环境腐蚀试验研究具有很强的前瞻性、长期性和公益性。三峡大坝设计寿命要求是500年,正是由于60年代初期腐蚀网站在三峡地区埋设了试样,后来才能为三峡工程建设提供防腐蚀所需要的技术数据。西气东输天然气高压管线要经过10多种土壤的地域,要经受土壤、大气、水环境腐蚀的考验;青藏铁路是世界上海拔最高的高原铁路,经过某些高海拔无人区,在服役阶段要求做到免维护,所以对材料器件的环境适应性要求非常高。因此有组织地强化重大工程腐蚀问题的研究,从基础设施设计方案的论证到使用维护,都要充分利用已有的腐蚀知识和防护手段,从而使国家在这些工程中投入的巨大资金能够合理使用。这对我国的经济建设和国防安全有很重要的现实意义。2)以预防为主,避免短期行为,提倡“在使用寿命期内总费用的技术/经济综合分析”的概念,使我国腐蚀控制水平尽早进入世界先进行列 建造成本的提高可换取维修成本和间接损失的大幅度下降。随着国民经济实力的增长和人民生活质量的提高,中国进入,,,等社会条件的变化,材料和制品的质量、耐用度和可靠性已成为提高市场竞争力的关键因素。社会将会更有条件接受“在使用寿命期内总费用的技术/经济综合分析”等新的概念。特别是设计部门和计划财务部门能够及时转变观念。预期今后土木建筑、电力、通讯、交通设施和装备将要求更多地使用耐候钢,工业和民用生活设施中不锈钢用量会大幅度地增加;汽车、家电等耐用消费品要求优质耐蚀钢板和涂层钢,在防治自然环境腐蚀和大型工业基础设施中采用综合防护技术———高质量涂层和阴极保护。3)继续加强腐蚀站网的建设和自然环境下的材料腐蚀数据积累及规律研究,完善数据库,实现腐蚀数据和资源的共享 我国加入,,,后,大量材料、制品的应用需要有适应我国的环境技术条件,才能争取国际贸易中的主动权。国家环境腐蚀网站是我国基本国情数据的一个重要产出单位,是一项长期不能间断的基础性工作,其研究成果形成的共享数据库和专家咨询系统的应用,不限于某一部门、行业或企业,如同水文、地质、气象、生态、环境观测网站一样,是一项基本国情的调查,不可或缺且具有明显的全社会的公益性质。材料的环境腐蚀试验研究是一项长期艰巨的工作,需要稳定的人力和物力的投入,若中断试验再恢复就非常困难。二十年前,国家曾投入了很大一笔建设试验站的专项经费,先后下达了三个重大项目给予资助,但到目前试验站主要设施还是当年建设的,网站试验设施、运行条件及经费投入已不能胜任。特别是经过经济体制改革,一些部门撤销,已没有了在“六五”、“七五”、“八五”期间,为国家科研项目相匹配的配套经费来源,全国腐蚀站网的生存面临新的危机。这种状况亟待改变,具有需要抢救的性质。4)继续加强腐蚀科学基础研究,关注高新技术发展对腐蚀科学提出的新的要求和防腐蚀新技术的应用,关注自主知识产权开发和保护 近年来国际上十分注意对环境和人体健康的保护,加强了环保立法,因而对新涂料和缓蚀剂的发展提出了更高的要求,包括开发防污损生物附着涂层、水基和无溶剂型涂层开发等,特别要求提倡发展绿色化学。这是新世纪的一种挑战,也是一种机遇。金属的腐蚀与防护从学科特点来看,是一门由材料、冶金、化学、电化学、物理、力学和微生物学等多门学科交叉渗透所形成的边缘性的技术科学。相邻学科近代理论和试验技术的发展为开发新型涂料和缓蚀剂提供了可能。例如利用电化学微探针技术和电子光学原位技术从分子水平上研究缓蚀机理,包括缓蚀剂分子和特性官能团在表面的吸附和缓蚀机理、表面自组装膜

和电聚合膜型缓蚀剂的研究、环境相容的缓蚀/杀菌/阻垢多效缓蚀剂的开发等都存在取得突破、形成?6?柯伟:中国工业与自然环境腐蚀调查的进展

自主的知识产权的机遇。此外,在诸多防护方法中,阴极保护仍是最经济有效的工程防护措施,其中集成的配套技术十分重要,也是科技水平的体现。目前我国在监检测、,,,的推广与应用和阴极保护与涂层联合使用的防护技术目前还不够普遍,计算机辅助设计以及根据设计规范/评价判据/专家经验建立的专家系统等智能软件的开发与国外还有较大差距。6 对于进一步加强我国腐蚀与防护工作的建议6.1 建议组成国家腐蚀与防护工作领导小组,协调指导腐蚀与防护工作根据资料调查,工业发达国家都十分重视国家层面上的管理和协调,如前苏联1980年建立了国家防蚀局,即便是市场经济充分发展的国家也是如此,如英国由政府工商部,美国由国家标准局来主管腐蚀与防护有关政策方面的工作。我国在市场经济发展以后,国家层面上对腐蚀问题的协调和管理不但没有增强反而削弱了。目前没有专门机构或人员负责从战略和总体规划上指导、管理和协调腐蚀工作。中国腐蚀与防护学会成立以后,作为群众学术团体,在组织学术交流、普及腐蚀与防护科技知识等方面发挥了很大作用,但对制订国家发展中有关腐蚀的战略规划、标准、规范以及推广先进的腐蚀与防护科学技术等方面,缺乏足够的权威性。鉴于腐蚀与防护工作对国家建设的重要性和跨行业、跨部门的特点,建议由国家科技部牵头,与国家发展计划委员会、国家自然科学基金委员会、国防科工委、国家技术与质量监督局联合组成全国腐蚀与防护工作协调领导小组(或指导委员会)负责组织专家制订腐蚀与防护科技发展规划,切实加强腐蚀与防护工作的协调和管理,避免无序竞争,促进我国腐蚀与防护科技水平的提高。6.2 加强腐蚀工作立法,尽快制定相应的法律、规范和标准,克服当前腐蚀市场的无序状态腐蚀要从源头抓起,以预防为主。建议由国家腐蚀领导小组组织专家起草提案,通过适当渠道提交人民代表大会审议,也能像环境保护一样形成我国有关腐蚀与防护的法律,把腐蚀控制工程和管理纳入法制轨道。根据发达国家的经验以及我国加入,,,后防蚀工作与国际接轨的迫切需要,必须大力加强有关腐蚀与防护标准的研究制订与实施工作;对生产与安全关系密切的还需要制订防腐蚀的相关法律,如大工程的防护方案必须经过专家论证;城市地下管道没有防护设计不能批准施工等。不同行业均应制订腐蚀防护设计的标准与规范,使防护工作有章可循,有法可依;认真实行防蚀施工质量监理制,监理人员必须经过培训考核,持证上岗;企业或工程的腐蚀与防护工作,要有专人负责,有专门的队伍从事该项工作;在生产、制造、施工安装、操作运行的每个环节都要加强防蚀管理。过去,我国材料、制品腐蚀标准与法规建设工作相当落后,化工、石油、建筑等行业虽然参考国外标准也制订了一些国家与行业的防护设计、施工、试验方法、耐蚀性评价等标准,但不系统也不全面,与发达国家相距很远,不能满足国家建设和国际竞争的需要。例如，,,认证、美国的国家标准局、腐蚀工程师学会(,,,,)、金属学会(,,,)、材料试验协会(,,,,)和石油学会(,,，)等研究制订了几千个腐蚀与防护标准和规范。美国仅材料大气腐蚀试验正在执行的有800多项标准,而我们只有十几个。目前我们结合国情应尽快制订材料环境适应性(耐蚀性)系列标准,材料制品、设备、装备、建筑物等防蚀设计系列标准(及规范),腐蚀试验、检测与评价方法系列标准,环境腐蚀性分类与评价系列标准和材料耐蚀性快速评价标准等以适应入世的要求。建议国家技术与质量监督局能统一规划,负责组织专家作好国家腐蚀

与防护系列标准的制订,把目前在各个行业中分散进行的工作联合起来。6.3 制定实现国家全面腐蚀控制的战略规划,稳定经费来源渠道,加强腐蚀网站和腐蚀研究发展中心的建设,实现腐蚀数据和知识的共享腐蚀与防护是国民经济各部门共同需要的共性科学技术,需要稳定的经费支持。建议由国家科技部负责,组织专家,结合国情与国家建设需求,制订腐蚀与防护科学技术发展规划,区别工作性质,明确经费来源的渠道。建议由科技部和自然科学基金委制订腐蚀与防护基础性与公益性研究科技发展规划,设立重点基金,发布指南,通过竞争和择优对本领域的专项基础性研究给予支持;对环境腐蚀与防护公益性的专项研究,如材料(制品)环境腐蚀数据积累与共享、材料环境行为与规律研究、材料(制品)腐蚀环境影响研究等建议国家能给予长期稳定的经费支持。建议科技部与国家发展计划委员会协商设立适?7?柯伟:中国工业与自然环境腐蚀调查的进展

当的经费渠道,继续重点支持和完善国家腐蚀与防护研究基地的建设,为高层次人才培养、创新性的研究和发展和国际合作与交流提供较好的工作平台,使已有的国家腐蚀试验网站,腐蚀与防护国家重点实验室和国家腐蚀工程技术中心成为国家腐蚀领导小组的技术依托,成为腐蚀科学研究和工程的示范基地,成为腐蚀科技和信息网络的核心。组织研究单位与企业部门密切结合,在市场机制的推动下进行拥有自主知识产权的开发和应用研究,做好耐蚀新材料、防护新技术、腐蚀检测监控新方法新技术的研究与开发,做好分工和协调,重视高技术在腐蚀领域的应用,争取在较短时间内,使我国的腐蚀与防护科技水平有显著提高,为我国经济与社会可持续发展提供技术支撑。6.4 普及腐蚀与防护基础知识,加强职业培训和工程继续教育世界各国腐蚀与防护专家普遍认为:如能应用近代腐蚀科学知识和防腐蚀技术,腐蚀的经济损失可以降低25%,30%。我国腐蚀损失比例较高的主要原因是相当多数的建设部门和企业领导对腐蚀的严重性与危害性缺乏足够的认识,不了解防护投入和企业经济效益提高的关系,认为“材料腐蚀不可避免,损坏就修,报废就换”,因此在基建投资和维修保养上投入经费不足。此外,从事设计、制造、施工和管理的工程技术人员通常缺乏腐蚀与防护知识,这也是直接影响防腐蚀新技术的推广应用的重要原因。特别是近年来由于大规模经济建设和市场利益的驱动,我国在劳动力资源方面投入腐蚀领域的比例很大,防腐蚀正在形成一门新兴的产业,甚至整县的人以腐蚀防护产业为生,而合格的工程师和高级管理人员却严重短缺,防腐蚀工程队伍的素质的提高是个很大的问题。在国外明确要求必须技校毕业并经岗位技术培训,考试合格后,持证才能上岗,而我国多数是临时工、农民工承担防腐蚀施工,常识性的错误屡见不鲜,工程质量不易得到保证,留下许多隐患。建议国家科技部、教育部和国家经贸委联合发文,要求大学工程教育中包含必要的腐蚀基础知识,要求工程建设与企业领导参加腐蚀与防护科技知识培训,对有关工程技术人员要通过培训、考核获得资格证书才能持证上岗。我国工程教育的体制正在改革,新体制下如何普及腐蚀和防护知识,培育创新人才是个新的课题。我国腐蚀领域具有自主知识产权的核心技术不多,其根本原因是腐蚀工程师的专业基础知识和学科交叉能力不够。人才资源是第一资源,由于企业中的腐蚀工程师地位不高,吸收、凝聚和稳定人才都不容易,加上许多有经验的老工程师正在成批退休,人才问题就更为紧迫。这种情况长期继续下去我们将很难在国际竞争中取胜。值得一提的是,从1997年起由于高校设置专业调整,将腐蚀与防护专业合并到材料工程(本科)和材料学(硕士、博士研究生)专业,虽然部分院校还保留了这个方向,但培养的专业人数已大大减少,因此,将会影响到这一学科领域的

发展和工程技术上的需求。这种状况需要寻求补救办法。参考文献:[1] ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,(,.,.,,,,).,,,,,,,,,,,;,,,,,,,,,,;,,,,,,,,,,,,,,,,;,,,,[,].,,,,,,:,,,,,,,,,, ,,,,,,,,,,,,,,,;,,1971.[2] ,,,,,,,.,,,;,,,,,;,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,[,].,,, ,,,,,,,1950,6(1):29-33.[3] ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,.,,, ,,,,,,,,;,,,,,;,,,,,,,,,,,,,(70,,,,,,,!),,,,1 7[,].,,,,,,,,,,,,,,, ,,,;,,1980,19(5):34;(6):19,20;(7):17,18;(8):40,41;(9):51,53;(10):27,28;(11):32,34.[4] 日本腐蚀损失调查委员会.わガ国における腐食损失调查报告[,].防食技术,1977,26(7):401,428.[5] 日本腐蚀防蚀协会.わガ国における腐食损失调查报告[,].2000.[6] 日本腐食防食协会,中国?四国支部腐蚀损失调查委员会.中国?四国地域の化学系工业における腐食损失の经济的评价[,].材料と环境,2000,49(7):394,403.[7] 日本腐食コスト调查委员会.わガ国の腐食コスト[,].材料と环境,2001,50(11)490,512.[8] ,,,,,,;,,,,,,,,,,,,,,,,,[,].,,,,,,,,,,,,,,,,,,1999,34(1):1.[9] ,,,,,,;,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,[,].,,,,,,,,,,,,,,, ,,,;,,1999,38(5):26,28.[10] ,,,,,,;,,,,,,,,[,].,,,,,,,,,,,,,,,,,,2000,35(4):257.[11] ,,,,,,,,,, ,, 01 156[,,/,,].,,,,:,,,.,,,,,,,,, ;,,,.,,,/,,,,.,,,,/[12] 国家科委腐蚀科学学科组第三分组.腐蚀损失调查报告[,].1982.[13] 中国化工防腐蚀技术协会.中国化工腐蚀信息[,],1999,(11):4.?8?柯伟:中国工业与自然环境腐蚀调查的进展

范文五：07金属的电化学腐蚀

高二选修化学反应原理单元练习之七

金属的电化学腐蚀

一．选择题

1．下列有关金属腐蚀的说法中正确的是 ：①金属的腐蚀全部是氧化还原反应；② 金属

的腐蚀可分为化学腐蚀和电化腐蚀，只有电化腐蚀才是氧化还原反应，③因二氧化碳普遍

存在，所以钢铁的电化腐蚀以析氢腐蚀为主。④无论是析氢腐蚀还是吸氧腐蚀，总是金属

被氧化。

A. ①③ B. ②③ C . ①④ D. ①③④

2．以下现象与电化腐蚀无关的是

A ．黄铜（铜锌合金）制作的铜锣不易产生铜绿

B ．生铁比软铁芯（几乎是纯铁）容易生锈

C ．铁质器件附有铜质配件，在接触处易生铁锈

D ．银质奖牌久置后表面变暗

3．表面镀有保护金属层的铁片，当镀层有破损时比普通铁片更不易腐蚀的是。

A ．白铁（镀锌铁） B ．马口铁（镀锡铁） C ．镀镍铁 D ．镀铜铁

4．下图各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是

A ．④>②>①>③ B ．②>①>③>④ C ．④>②>③>① D ．③>②>④>①

5．镁铝合金在碱性溶液中开始反应缓慢, 后反应加速, 经分析是氧化膜及微电池作用的结果.

下列叙述正确的是

A ．微电池负极为Mg B ．微电池负极为Al

C ．铝的电极反应式为2H ++2eˉ= H2↑ D ．镁的电极反应式为Mg －2e ˉ= Mg 2+

6．钢铁在潮湿空气中发生电化学腐蚀时，正极发生的主要反应是

A ．Fe-2e ˉ = Fe2+ B ．2H 2O+O2+4eˉ= 4OHˉ

C ．4OH ˉ -4e ˉ=2H2 O +O2 D ．2H ++2eˉ= H2

7．下列事实不能用电化学理论解释的是

A ．轮船水线以下的船壳上装上一定数量的锌块

B ．银质奖章久置后表面变暗

C ．黄铜(铜锌合金) 制作的铜锣不易产生铜绿

D ．纯锌与稀H 2SO 4反应滴入少量的CuSO 4溶液后反应速率加快

8．在铁制品上镀上一定厚度的锌层，以下设计方案正确的是

A ．锌作阳极，镀件作阴极，溶液中含有锌离子

B ．铂作阴极，镀件作阳极，溶液中含有锌离子

C ．铁作阳极，镀件作阴极，溶液中含有亚铁离子

D ．锌用阴极，镀件作阳极，溶液中含有锌离子

9．为研究金属腐蚀的条件和速率，某课外小组学生用金属丝将三根大小相同的铁钉分别

固定在图示的三个装置中，再放置于玻璃钟罩里保存相同的一段时间，下列对实验结束时

现象的描述不正确的是

A ．装置Ⅰ左侧的液面一定会下降 B ．左侧液面装置Ⅰ比装置Ⅱ的低

C ．装置Ⅱ中的铁钉腐蚀最严重 D ．装置Ⅲ中的铁钉几乎没被腐蚀

10．下列过程需要通电才可进行的是：①电离；②电解；③电镀：④电化腐蚀。

A ．①②③ B ．②③ C ．②④⑤ D ．全部

11．白铁皮发生析氢腐蚀，有0.2mol 电子发生转移，下列说法不正确的是

A ．有6.5g 锌被腐蚀 B ．2.8g 铁被腐蚀

C ．正极上H +被还原 D ．在标准状况下有2.24L 气体放出

12. 菜刀上沾有食盐水后，置于空气中一段时间会生锈，其原理是

正极 负极

A ．Fe-2e ˉ= Fe2+ 2H 2O+O2+4eˉ= 4OHˉ

B ．2H ++2eˉ= H2 Fe-2e ˉ= Fe2+

C ．2H 2O+O2+4eˉ = 4OHˉ Fe-3e ˉ= Fe3+

2+二．填空题

13．为省药品和时间，甲、乙、丙三位同学用铜片、锌片、稀硫酸、CuSO 4溶液；直流电

源、石墨电极、导线、烧杯、试管等中学化学常见的药品和仪器（用品），以巧妙的构思，

“接力”的方式，设计了比较铜与锌金属活动性相对强弱的系列实验。试填写下列空白：

（1）甲同学分别将一小片铜片、锌片置于烧杯底部（铜与锌不接触），小心向烧杯中加

入稀硫酸，观察到的现象是 。甲同学的设计思

路是 。

（2）乙同学接着甲的实验，向烧杯中滴加 溶液，进而观察到的现

象是 。

乙同学作出锌、铜金属活动性相对强弱所依据的原理是 。

（3）丙同学使用直流电源、石墨电极组装好电解装置，向乙同学实验后的溶液中补充了

必要的试剂（作为电解液）。反应在调控下随即开始，实验中有关化学反应方程式为

获得的实验明显现象是 。

（4）请你再单独设计一个简单的实验（试剂、仪器自选），探究和证实锌和铜的金属活

动性的相对强弱（简要说明操作和现象）

；

参考答案

1-6CDAABB ；7-12BABBBD ；

13．（1）锌片上有气泡产生，铜片上无气泡。锌能置换出酸中的氢而铜不能。（2）CuSO 4溶液。锌片上有红色铜析出，锌片上产生气泡的速率明显加快。活泼金属可不活泼金属从其盐溶液中置换出来， Zn 、Cu ，稀硫酸组成原电池，Zn 为负极。

（3）2CuSO 4 + 2H2O=电解=2Cu + O2↑+ 2H2SO 4 阴极上有红色铜析出。（4）分别取一小片铜片与锌片于试管中，向试管中加入少量的棕黄色的溶液，稍待，溶液的棕黄色褪去得一近乎无色溶液。

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