腐蚀电化学及其测量方法PDF电子书下载

第1章 腐蚀现象和电化学 1

1.1腐蚀现象 1

1.2金属和化合物的稳定性和热力学 3

1.3腐蚀反应 4

1.4电化学反应和电化学测试的特征 5

第2章 电极电位、电极反应和电位-pH图 8

2.1电极电位和电极反应 8

2.1.1电极电位的概念 8

2.1.2电极反应的速率和电流 9

2.1.3电池的电动势和电极电位 10

2.2标准电极电位和平衡电位 12

2.2.1标准电极电位 12

2.2.2电位差和化学做功 13

2.2.3平衡电位和Nemst方程 13

2.2.4平衡电位的偏移和反应的方向 14

2.2.5基准电极（参比电极） 15

2.3水溶液中的金属稳定性和电位-pH图 16

2.3.1金属、金属离子、氧化物的稳定性 16

2.3.2电位-pH图 18

第3章 电极反应速率 22

3.1化学反应和电极反应速率 22

3.1.1反应速率和活化能 22

3.1.2化学势和电化学势 24

3.1.3电极反应的活化能过程 25

3.2 Butler-Volmer方程和交换电流密度 27

3.2.1 Butler-Volmer方程 27

3.2.2 Tafel公式和Tafel系数（过电压较大的区域） 29

3.2.3极化电阻法（过电压较小的区域） 30

3.2.4交换电流密度和极化性、极化曲线 30

3.3接续反应和电极反应参数 33

3.3.1控制步骤和反应次数 33

3.3.2多电子转移反应 34

3.3.3连续电子转移反应 35

3.3.4渗透系数α和β 37

3.4涉及质量转移速率的系统 38

3.4.1电极表面浓度和电极电位、浓度过电压 38

3.4.2由极化产生的浓度变化Ⅰ：恒定电流引发的极化 39

3.4.3由极化产生的浓度变化Ⅱ：恒定电位引发的极化 42

3.4.4 Nernst的扩散层模型和极限扩散电流 43

3.5腐蚀和电极反应及混合电位理论 47

3.5.1腐蚀的阳极反应和阴极反应 47

3.5.2混合电位理论 47

3.5.3腐蚀电位和腐蚀电流密度 49

3.5.4腐蚀电流密度和腐蚀速率 50

3.5.5腐蚀中的电流-电位曲线 51

3.5.6腐蚀的阴极反应 53

3.5.7异种金属接触腐蚀、牺牲阳极、阴极保护 58

第4章 腐蚀现象的电化学方法 66

4.1金属、合金的阳极溶解 66

4.1.1金属的阳极溶解反应机理 66

4.1.2合金的阳极溶解 70

4.1.3合金的选择溶解 73

4.2钝化和钝化膜 74

4.2.1铁系金属的钝化现象 74

4.2.2铁的钝化膜的性质和半导体特性 80

4.2.3不锈钢的钝化 85

4.3几乎均匀环境中的腐蚀 88

4.3.1淡水中的腐蚀 89

4.3.2海水中的腐蚀 91

4.4不均匀环境中的腐蚀 93

4.4.1大气腐蚀 93

4.4.2土壤腐蚀 101

4.4.3透气性差环境中的腐蚀 101

4.4.4微生物引发的腐蚀 103

4.5不产生裂纹的局部腐蚀 104

4.5.1缝隙腐蚀 104

4.5.2点蚀的产生和成长 107

4.5.3晶间腐蚀 109

4.6产生裂纹的局部腐蚀 111

4.6.1应力腐蚀开裂 111

4.6.2氢脆和氢脆机理 113

4.6.3腐蚀疲劳 114

4.7高温腐蚀和高温氧化 115

4.7.1熔盐电化学和熔盐腐蚀 115

4.7.2金属和合金的高温氧化 122

第5章 腐蚀性能评价的电化学测试方法 129

5.1测试体系和测试装置 129

5.1.1工作电极 130

5.1.2对电极 130

5.1.3参比电极 131

5.1.4电化学电解池 132

5.1.5恒电位电流器 134

5.2腐蚀电位、极化曲线的测试 136

5.2.1腐蚀电位的测试 136

5.2.2极化曲线的测试 137

5.2.3循环伏安法 139

5.3 Tafel外推法和极化电阻法 144

5.3.1 Tafel外推法 145

5.3.2极化电阻法 146

5.4控制电流或电位的测试 148

5.4.1控制电流的测试 148

5.4.2控制电位的测试 151

5.5对流伏安测量法 152

5.5.1旋转电极法（旋转圆盘电极和旋转环盘电极） 152

5.5.2通道电极法 156

5.6非稳定法、时域及频域的分析 158

5.6.1时域和频域 158

5.6.2时域及频域的分析示例 160

5.6.3交流阻抗法 166

5.6.4快速傅里叶变换法和谐波分析 167

5.7交流阻抗法和等效电路 168

5.7.1交流阻抗的测试 168

5.7.2电极体系的等效电路 169

5.7.3阻抗特性的表示和腐蚀体系的等效电路 173

第6章 腐蚀反应的电化学实例分析和测试方法 178

6.1极化曲线和腐蚀速率测试 178

6.1.1极化曲线 178

6.1.2腐蚀速率的测试 179

6.1.3电化学噪声分析 179

6.2金属/合金的阳极溶解实例分析 180

6.2.1 Fe的阳极反应机理分析 181

6.2.2酸性氯化物溶液中Fe的阳极溶解机理 184

6.2.3酸性溶液中Cr的阳极溶解反应机理 187

6.2.4 Fe-Cr合金的阳极溶解机理 189

6.3钝化、过钝化及钝化膜 190

6.3.1钝化膜的空间电荷层电容 191

6.3.2光电极化法 192

6.4腐蚀速率及腐蚀环境的监测 193

6.4.1电阻法 193

6.4.2交流阻抗法 194

6.4.3 ACM传感器 196

6.5大气腐蚀 199

6.5.1液膜下腐蚀电位的测试 199

6.5.2 Kelvin法 200

6.5.3液膜系统的交流阻抗 204

6.5.4石英晶体微天平法 207

6.6点蚀和缝隙腐蚀 208

6.6.1点蚀发生的统计特性 208

6.6.2点蚀发生和氯离子浓度 209

6.6.3蚀孔内及缝隙内溶液的化学特性 210

6.6.4点蚀电位和临界点蚀温度的测试 213

6.6.5缝隙腐蚀再钝化电位的测试 215

6.6.6局部腐蚀的局部探针电化学测试 216

6.7晶间腐蚀、应力腐蚀开裂和腐蚀疲劳 217

6.7.1晶间腐蚀 217

6.7.2应力腐蚀开裂 220

6.7.3腐蚀疲劳 222

6.8氢脆化和氢渗透 223

6.8.1渗透氢的检测及定量 223

6.8.2电化学氢渗透法 224

6.8.3氢渗透电流的具体测试实例 227

6.9涂层裂化的评价方法 230

6.9.1涂层的吸水过程 230

6.9.2涂层下腐蚀电化学的评价方法 232

6.9.3交流阻抗法对涂装钢板裂化的评价 236

6.10土壤腐蚀 242

6.11微小电极、扫描电化学显微镜、液流电池 243

附录 249

附录A数字傅里叶积分法计算阻抗 249

附录B与扩散有关阻抗的推导 250

附录C Kelvin法和寄生电容 255

附录D液膜系统的阻抗 257

附录E金属的氢渗透 261

附录F涂膜的劣化过程 277

附录G介质中导体感应电流和导体泄漏电流的分布 281