1、06 级金属电化学腐蚀与防护教学大纲课程编号：课程名称：金属电化学腐蚀与防护 Electrochemical Corrosion and Protection of metal适用专业：06 级材料科学与技术，化学工程与工艺，环境工程总学时：32 总学分：2一目的与任务：本门课程为材料科学与工程，化学工程与工艺，环境工程等专业的专业课。课程系统的讲述了金属材料腐蚀的基本规律和作用机理腐蚀控制的根本原理和具体应用技术。主要内容包括金属电化学腐蚀热力学金属电化学腐蚀动力学均匀腐蚀和金属钝化，以及在各种不同过程下的腐蚀与保护的处理技术。通过本门课程的学习，学生将能够比较深入的理解和掌握什么是金属的腐
2、蚀？腐蚀发生的条件过程和机理是什么？应该采取何种手段和措施来预防和控制金属的腐蚀？在教学中要特别注意培养学生分析和解决实际问题的能力。要采取启发分析和研讨式的授课方式形成师生的同步互动；开拓学生的思维和创造能力，把课堂变成学术研究的会场。讲授中要紧密结合生产实际和科学技术前沿领域的最新发展成果，使学生能够脚踏实地，站的更高，看得更远，毕业后能够胜任愉快的完成自己的本职工作，并为更深一步的研究和发展打下坚实的基础。二课程内容及学时安排（一） 课程内容1. 第一部分讲述腐蚀热力学和动力学的基本理论，以及与金属腐蚀相关的电化学基础知识（1）电极体系和电极电位要了解电极体系的组成，电极反应及其分类，电
3、极电位及其构成，平衡电极电位和能斯特方程。要能够准确的写出电极反应，计算电极和电池的电动势，并能够用能斯特方程求解平衡电极电位。（2）金属在介质中的腐蚀倾向要掌握热力学判据和电化学腐蚀判据的基本原理，并能用吉布斯自由能的变化化学位的变化和金属电极电位的高低来判断金属的电化学腐蚀倾向。（3）腐蚀原电池要清楚腐蚀原电池的概念，组成，特点和类型，能够清楚的控制腐蚀原电池的构成和发展。（4）电位-PH 图要使同学懂得电位-PH 图是表示不同物质热力学平衡关系的电化学相图。它源于实践，经实验而构成，是一种理想状态的表述。要明了它的绘制过程和适用范围。（5）电极的极化明确电极的极化条件特点种类，产生极化的
4、原因和类型，了解极化曲线及其测量的具体方式。（6）电化学极化与浓度极化要明白电化学极化的基本理论和 B-V 方程的推导过程和具体应用，掌握浓度极化浓度极化与电化学极化的混合控制理论和具体方法。（7）腐蚀金属电极的极化行为要了解活化极化控制的腐蚀体系的极化行为，与阴极过程由浓度极化控制时腐蚀金属电极的极化，从理论上控制和消除腐蚀形成的条件基础。2.第二部分讲述氢氧的去极化腐蚀，金属的钝化和各种常见的局部腐蚀的规律与特点，以及自然环境及化工生产中的腐蚀。（1）析氢腐蚀和吸氧腐蚀掌握析氢和吸氧腐蚀的机理。明了氢氧的去极化腐蚀的原理和过程。（2）均匀腐蚀懂得什么是均匀腐蚀。明了均匀腐蚀速度计算方法。（
5、3）金属的钝化了解金属的钝化现象，清楚阳极钝化Flade 电位和腐蚀金属的自钝化。掌握金属的钝化理论，知道影响金属钝化的因素。（4）局部腐蚀清楚电偶腐蚀点腐蚀缝隙腐蚀丝状腐蚀晶间腐蚀应力腐蚀和选择性腐蚀的基本原理主要特征影响因素和防止措施。懂得如何从根本上控制局部腐蚀的危害。(5)自然环境中金属的腐蚀明了金属在自然水土壤大气和微生物中腐蚀的过程机理主要特征和影响因素。知道如何采取具体的防护和控制措施来抑制金属的腐蚀。（6）化工生产中的腐蚀要掌握在不同种类的化工生产中，所存在的不同腐蚀类型。懂得如何针对不同的腐蚀类型，采取有效的防护措施。3.第三部分讲述金属腐蚀的电化学防护技术，缓蚀剂技术，表面
6、层技术，以及防腐设计和腐蚀的检测与监测技术。（1）电化学保护懂得阳极和阴极保护的基本原理，主要控制参数。能够进行有效的电化学保护。（2）缓蚀剂要明白各种不同类型缓蚀剂的缓蚀机理和影响因素。要懂得如何在实际应用中进行有效的缓蚀处理（3）防腐蚀表面层技术要了解各种不同类型表面层技术的不同保护机理和处理技术。明确如何进行实际工程的操作处理。（4）防腐蚀设计清楚正确选材的原则步骤，懂得材料设计结构设计和工艺设计的具体要求和实施。能够有效合理的选择防腐蚀的具体操作方案。（5）腐蚀试验检测与监测明确点腐蚀试验晶间腐蚀试验应力腐蚀破裂试验的操作过程检测方式。懂得如何进行实际的检测和监测。（二）学时安排1.第
7、一讲（2 学时）（1）第 1 章绪论；（2）第 2 章金属电化学腐蚀热力学2.1 极化体系和电极电位2.2 金属在介质中的腐蚀倾向教学重点：金属在介质中的腐蚀倾向教学难点：电极电位2.第二讲（2 学时）(1)第 2 章金属电化学腐蚀热力学2.3 腐蚀原电池；2.4 电位-PH 图及其在腐蚀研究中的应用；（2）第 3 章金属电化学腐蚀过程动力学3.1 电极的极化现象；教学重点：电极的极化现象；教学难点：电位-PH 图的绘制；3.第三讲（2 学时）（1）第 3 章金属电化学腐蚀过程动力学3.2 电化学极化与浓度极化；3.3 共轭体系与腐蚀电位；3.4 腐蚀金属电极的极化行为；教学重点：腐蚀金属电极
8、的极化行为；教学难点：电化学极化B-V 方程的导出4.第四讲(2 学时)（1）第 3 章金属电化学腐蚀过程动力学3.5 伊文思极化图及其应用；3.6 电化学腐蚀的阴极过程；（2）第 4 章均匀腐蚀和金属钝化4.1 均匀腐蚀的概念；4.2 均匀腐蚀速度表示；4.3 金属的钝化；教学重点：电化学腐蚀的阴极过程；教学难点：均匀腐蚀速度计算5.第五讲（2 学时）（1）第 4 章均匀腐蚀和金属钝化4.3 金属钝化；（2）第 5 章局部腐蚀5.1 电偶腐蚀；5.2 点腐蚀；5.3 缝隙腐蚀与丝状腐蚀；教学重点：Flade 电位与金属钝化态的稳定性；教学难点：金属钝化理论；6.第六讲（2 学时）（1）第 5
9、 章局部腐蚀5.4 晶间腐蚀；5.5 应力作用下的局部腐蚀；5.6 选择性腐蚀；教学重点：应力作用下的局部腐蚀；教学难点：腐蚀疲劳；7.第七讲（2 学时）第 6 章自然环境中金属的腐蚀6.1 金属在自然水中的腐蚀；6.2 土壤腐蚀；教学重点：海水腐蚀；教学难点：海水腐蚀的电化学特征；8.第八讲（2 学时）第 6 章自然环境中金属的腐蚀6.3 大气腐蚀；6.4 微生物腐蚀；教学重点：大气腐蚀的过程机理和特征；教学重点：微生物腐蚀；9.第九讲（2 学时）第 7 章化工生产中的腐蚀7.1 化工生产中的腐蚀与防护；7.2 无机化工生产中的腐蚀与防护；7.3 有机化工生产中的腐蚀与防护；教学重点：无机化
10、工生产中的腐蚀与防护；教学难点：化肥工业中的腐蚀与防护；10.第十讲（2 学时）第 8 章电化学保护8.1 电化学保护概述；8.2 阴极保护；8.3 阳极保护；教学重点：阴极保护；教学难点：牺牲阳极阴极保护法；11.第十一讲（2 学时）第 9 章 缓蚀剂9.1 概述；9.2 缓蚀剂的缓蚀作用机理；9.3 缓蚀作用的影响因素；9.4 缓蚀剂的应用；教学重点：缓蚀剂的缓蚀作用机理；教学难点：缓蚀剂的电化学机理12.第十二讲（2 学时）第 10 章 防腐蚀表面层技术10.1 金属镀层防护技术；10.2 金属表面转化层技术；教学重点：电镀技术；教学难点：金属的氧化技术；13.第十三讲（2 学时）（1）
11、第 10 章 防腐蚀表面层技术10.3 金属覆盖层；10.4 热喷涂技术；（2）第 11 章 防腐蚀设计11.1 金属材料的正确选择；教学重点：金属材料的正确选择；教学难点：热喷涂技术；14.第十四讲（2 学时）第 11 章 防腐蚀设计11.1 金属材料的正确选择；11.2 防腐蚀结构设计；教学重点：金属材料的正确选择；教学难点：防腐蚀结构设计；15.第十五讲（2 学时）（1） 第 11 章 防腐蚀设计11.3 工艺流程选择；11.4 防腐蚀方法的选择；（2）第 12 章 腐蚀试验检测与监测12.1 几种典型局部腐蚀的腐蚀试验；12.2 腐蚀的检测与监测；教学重点：腐蚀的检测与监测；教学难点：
12、晶间腐蚀试验；16.第十六讲（2 学时）第 12 章 腐蚀试验检测与监测12.2.2 常用的腐蚀检测监控技术；教学重点：渗透法与线性极化电阻； 教学难点：腐蚀电位监测；（三）课程总学时分配表学时分配实践序号 章节 教学内容 理论 实验 上机 实训 其他1 12.12.2 金属电化学腐蚀热力学 22 2.32.43.1 金属电化学腐蚀动力学 23 3.23.33.4 金属电化学腐蚀动力学 24 3.53.64.1-4.3 均匀腐蚀和金属钝化 25 4.35.1-5.3 局部腐蚀 26 5.4-5.6 局部腐蚀 27 6.16.2 自然环境中金属的腐蚀 28 6.36.4 自然环境中金属的腐蚀 2
13、9 7 化工生产中的腐蚀 210 8 电化学保护 211 9 缓蚀剂 212 10.110.2 防腐蚀表面层技术 213 10.310.411.1 防腐蚀表面层技术 214 11.111.2 防腐蚀设计 215 11.311.412.112.2防腐蚀设计 216 12.2.2 腐蚀试验检测与监控 2三考核与成绩评定本课程为考试科目，平时成绩不少于三次，占总成绩的 20，期末考试占总成绩的 80。成绩评定采用百分制，60 分为及格。四教学大纲编写说明1. 本课程的教学环节包括：课堂讲授（采用多媒体课件）学生自学习题答疑期中和期末考试。要求学生做到课前认真预习课堂认真听讲课后认真复习，能够独立完成
14、作业，对学习内容吸收消化。2. 习题课和课外作业是培养学生分析问题和解决问题的重要环节，在教学中应予以足够重视。要着重培养学生的逻辑思维能力和想象能力，使学生逐步学会分析综合归纳演绎概括类比等重要思想方法，同时要重视培养学生的独立思考创新和自学的能力。3. 通过本课程的教学，使学生了解电化学腐蚀的机理，认识电化学腐蚀的规律，掌握腐蚀控制与防护的最新技术，获得解决金属电化学腐蚀方面的实际能力，为参加工作走向社会打下良好的基础。五教科书及参考书目1. 教科书：金属电化学腐蚀与防护。张宝宏丛文博杨萍编。化学工业出版社，教材出版中心，2005 年 8 月第一版，2007 年 9 月北京第二次印刷。2. 参考书：1曹楚南，腐蚀电化学原理。北京：化学工业出版社，第二版。2查全性， 电极过程动力学导论。北京：科学出版社，2004，第三版。3赵麦群等，金属的腐蚀与防护。北京：国防工业出版社，2002。执笔：祁景玉 教研室主任（审签）：教学院长或教学部主任（审签）：
