材料化学 - 豆丁网

　　名词解释题1.腐蚀：腐蚀是材料在环境介质的化学作用（包括电化学作用）以及与物理因素协同作用下发生破坏的现象。材料发生腐蚀应具备以下条件：材料和环境构成同一体系，相互作用，材料发生了化学或电化学破坏。2.材料腐蚀学：材料腐蚀学是研究材料在各种环境中，与环境介质发生化学或电化学过程的有关科学、技术和实践；其中主要内容是获取与积累材料腐蚀数据，认识材料腐蚀过程的基本规律和机理，发展材料服饰防护技术——包括发展耐蚀材料与保护技术、评价与技术检测3.化学腐蚀：材料与周围非电解质之间发生纯化学作用而引起的腐蚀损伤称为化学腐蚀。4.电化学腐蚀：金属和电解质接触时，由于腐蚀电池作用而引起的金属腐蚀现象称为电化学腐蚀。5.全面腐蚀：腐蚀发生在整个材料与介质接触的表面，也称为均匀腐蚀。6.局部腐蚀：虽然材料与介质全面接触，但是腐蚀优先发生在材料表面的局部区域或微区，也称为不均匀腐蚀。一般包括点蚀、缝隙服饰、丝状腐蚀、电偶腐蚀、晶间腐蚀、成分选择性腐蚀等，这些腐蚀类型一般属于电化学腐蚀。7.高温腐蚀：金属高温腐蚀（高温氧化）是指金属在高温下与气氛中的氧、硫、氮、碳等元素发生化学或电化学反应导致金属的变质或破坏过程。以上是指金属的广义氧化，狭义的高温氧化主要是指金属与氧反应形成各类的氧化物。8.四面体间隙：由四个氧离子包围的空位称为四面体间隙。9.八面体间隙：由六个氧离子包围的空位称为八面体间隙。11.固溶体型氧化物：即一种氧化物溶入另一种氧化物中，但两种氧化物中的金属元素之间无一定的定量比例。12.内氧化：当氧向合金内部的扩散速度快,且BO的热力学稳定性高于AO化将发生在合金内部,所形成的BO颗粒分散在合金内部,这种现象称之为内氧化。13.热腐蚀：热腐蚀是指金属材料在高温工作时,基体金属与沉积在工作表面的沉积盐(Na2SO4)及周围工作气体发生综合作用而产生的腐蚀现象。14.腐蚀电池：只能导致金属材料破坏而不能对外界作有用功的短路的原电池。15.电子导体：在电场的作用下向一定方向移动的荷电粒子是电子或带正电荷的电子空穴。这一类导体叫做电子导体。它既包括普通的金属导体，也包括半导体。16.离子导体：在电场作用下向一定方向移动的荷电粒子是带正电荷的或带负电荷的粒子。这一类导体叫做离子导体。例如电解质溶液或融熔盐就是这类导体。17.零电荷电位：在改变电极电位的过程中，总会找到某一个电位值，在这一电位值下，金属的表面既不带有过剩的正电荷，也不带有过剩的负电荷。这个电极电位值，叫做该电极系统的零电荷电位。18.原电池：将化学能转化为电能的装置称为原电池。19.电极极化：一个电极系统偏离平衡态，导致电极电位偏离平衡电极电位的现象叫做该电极的极化现象。20.单电极体系：只有一个电极反应（但进行着正、反向反应）存在的电极体系叫做单电极体系。21.法拉第电阻：如果通以外电流使电极电位稍稍偏离平衡值，则这个微小过电位值η同相应于这一过电位的稳定的外测电流密度的比值，与i（交换电流密度）成反比，称为法拉第电阻R（电极表面处浓度）。与之相应的阴极电流密度叫做极限扩散电流密度。23.均相电极：电极材料是由一种均匀的金属材料构成的电极，这种电极叫做均相电极。24.稳态电位：平衡电位比较高的电极按阴极反应的方向进行，平衡电位比较低的电极反应按阳极反应的方向进行。即两个电极反应必然均发生了电极极化，前者发生阴极极化，电极电位负移；而后者发生阳极极化，电极电位正移。由于是短路原电池，故最终两个电极反应极化到一个共同的极化电位值E。我们把这个电位称为该孤立电极的混合电位。该电位可以在很长时间内保持不变，故也称稳态电位或静态电位。25.电极反应的偶合：在一个孤立的电极上同时以等当的速度进行着一个阳极反应和一个阴极反应的现象叫做电极反应的偶合。26.腐蚀电流密度：腐蚀电极在没有外加电流时的阳极反应与阴极反应的速度，即金属的腐蚀溶解速度，相应的电流称作腐蚀电流密度。27.吸氧腐蚀：氧气作为氧化剂或去极化剂，导致金属作为阳极的金属不断被腐蚀。这种腐蚀过程称为氧去极化腐蚀或吸氧腐蚀。28.电偶腐蚀：电偶腐蚀也叫做异种金属腐蚀或接触腐蚀，是指两种不同电化学性质的材料在与周围环境介质构成回路时，电位较正的金属腐蚀速率减缓，而电位较负的金属腐蚀加速的现象。29.电偶序：电偶序就是根据金属在一定条件下测得的腐蚀电位或稳定电位（非平衡电位）的相对大小排列而成的次序表。30.点蚀：点蚀又称小孔腐蚀，是一种腐蚀集中在金属表面很小范围内并深入到金属内部甚至穿孔的孔蚀形态。31.点蚀电位：点蚀通常在某一临界电位以上发生，该电位称作点蚀电位或击破电位。32.保护电位：点蚀在某一临界电位以下停止，该电位称作保护电位或再钝化电位。33.点蚀系数：点蚀对容器等设备的贯穿程度用点蚀系数（或点蚀因子）来表示，即：平均腐蚀深度最大腐蚀深度点蚀系数＝34.缝隙腐蚀：金属表面因异物的存在或结构上的原因而行程缝隙，从而导致狭缝内金属腐蚀加速的现象，称为缝隙腐蚀。35.去钝化临界pH值：金属由钝态转变为活化态时的pH值，称之为去钝化临界pH36.活化型缝隙腐蚀：缝隙内活化阳极和缝隙外钝化阴极构成大阴极、小阳极面积比的腐蚀电池，两极电位差通常为50~100mV，有时高达600mV，造成缝隙内金属的严重腐蚀。这种腐蚀称为活化型缝隙腐蚀。37.点蚀型缝隙腐蚀：一般发生在氧化性介质（如充气的海水）和材料耐蚀性较好（腐蚀电位较高）的场合。这种缝隙腐蚀起源于点蚀，由于Cl-粒子浓度增高，使钝化金属的点蚀电位降低，以至腐蚀电位超过点蚀电位，使缝隙内金属钝化膜遭到破坏，产生点蚀型缝隙腐蚀。38.丝状腐蚀：发生在处于一定湿度大气环境中有有机涂层保护的钢、铝、镁、锌等材料表面的一类常见腐蚀类型，腐蚀形态呈细丝状。39.垢下腐蚀：由于各种固态沉积物在金属表面形成垢层，引起垢层下的腐蚀，称之为垢下腐蚀。40.晶间腐蚀：晶间腐蚀是金属在适宜的环境中沿着或紧挨着材料的晶粒间界发生和发展的局部腐蚀破坏形态。41.层状腐蚀：具有沿晶腐蚀倾向的材料经轧制或锻压加工后，在一定的腐蚀条件下，沿着与表面平行的晶界方向发生的沿晶腐蚀。又叫剥层、剥蚀或层蚀腐蚀。42.应力腐蚀开裂：应力腐蚀开裂（SSC）是受拉伸应力作用下的金属材料在某些特定的介质中，由于腐蚀介质和应力的协同作用而产生滞后开裂或滞后断裂的现象。43.腐蚀疲劳：腐蚀疲劳是指金属材料在循环应力或脉动应力和腐蚀介质共同作用下，所产生的脆性断裂的腐蚀形态。44.机械疲劳：机械疲劳是指材料在交变应力作用下导致疲劳裂纹萌生、亚临界扩展，最终失稳断裂的过程。45.交变应力：交变应力（疲劳应力）是指大小或大小和方向随时间改变的应力。46.循环应力：按一定规律呈周期性变化的应力叫做周期变动应力或等幅疲劳应力，简称循环应力。47.材料的疲劳强度：材料在疲劳寿命为时不发生疲劳断裂的最大应力称作材料的条件疲劳极限或疲劳强度。50.氢缺陷：某些金属在室温下实测的氢浓度（称表观溶解度）往往比点阵中的溶解度高很多。原因是除了少量氢处于晶格间隙外，绝大部分氢处于各种缺陷位置，如晶界、第二相（夹 杂沉淀）、位错、空位、孔隙等，这些缺陷就是所谓的氢陷阱。 51.冲刷腐蚀：冲刷腐蚀是金属表面与腐蚀流体之间由于高速相对运动引起的金属损伤。 52.空泡腐蚀：空泡腐蚀[也称空蚀，气（汽）蚀]是一种特殊形式的冲刷腐蚀，是由于金属表 面附近的液体中空泡溃灭造成表面粗化、出现大量直径不等的火山口状的凹坑，最终丧失使 用性能的一种破坏。 53.摩擦副磨损腐蚀：摩擦副磨损腐蚀是摩擦副接触表面的机械磨损与周围环境介质发生的 化学或电化学腐蚀的共同作用。 54.微动腐蚀：微动腐蚀（又称微振腐蚀）是腐蚀磨损的一种形式，是指两个相互接触、名 义上相对静止而实际上处于周期性小幅相对滑动（通常为振动）的固体表面因磨损与腐蚀交 互作用所导致的材料表面破坏现象。 55.金属大气腐蚀：金属大气腐蚀是指其在服役过程中，与大气环境发生化学或电化学反应 而失效的过程。 56.土壤腐蚀：埋在土壤中的金属及其构件的腐蚀称作金属的土壤腐蚀。 57.金属的高温硫化：金属的高温硫化是金属材料与含硫气体（如S 等）反应形成硫化物的过程。 58.缓蚀剂：缓蚀剂是一种以适当的浓度和形式存在于环境（介质）中时，可以防止或减缓 腐蚀的化学物质或几种化学物质的混合物。 59.物理吸附：物理吸附是具有缓蚀能力的有机离子或偶极子与带电的金属表面静电引力和 范德华引力的结果。 60.化学吸附：化学吸附是缓蚀剂在金属表面发生的一种不完全可逆、直接接触的特性吸附。 62.阳极保护：在外加电流作用下，金属在腐蚀介质中发生钝化，使腐蚀速度显著下降的保 护方法称为阳极保护。 63.阴极保护：金属在外加电流的作用下，发生阴极极化使金属的阳极溶解速度降低，甚至 极化到非腐蚀区使金属完全不腐蚀，这种方法称为阴极保护。 64.保护电位：保护电位是指通过阴极极化使金属结构达到完全保护或有效保护所需达到的 电位值，习惯上把前者称为最小保护电位，后者称为合理保护电位。 65.过保护：当被保护金属结构的电位太负，不仅会造成电能的浪费，而且还可能由于表面 析出氢气，造成涂层严重剥落或金属产生氢脆的危险，这种现象称为“过保护”。 66.最小保护电流密度：在阴极保护中，可使被保护结构达到最小保护电位所需的阴极极化 电流密度称为最小保护电流密度。 67.牺牲阳极保护：牺牲阳极保护方法是在被保护金属上连接电位更负的金属或合金作为牺 牲阳极，依靠牺牲阳极不断腐蚀溶解产生的电流对被保护金属进行阴极极化，达到保护的目 68.外加电流阴极保护：外加电流阴极保护是利用外部直流电源对被保护体阴极极化实现对被保护体的保护的方法。 69.热浸镀：热浸镀是把金属构件浸入熔化的镀层金属液中，经过一段时间取出，在金属构 件表面形成一层镀层。 70.渗镀：渗镀法是把金属部件放进渗镀层金属或它的化合物的粉末混合物、熔盐浴及蒸气 等环境中，通过热分解或还原等反应析出的金属原子在高温下扩散到金属中去，在其表面形 成合金化镀层。 71.电镀：电镀是指在直流电的作用下，电解液中的金属离子还原，并沉积到零件表面形成 有一定性能的金属镀层的过程。 72.化学镀：化学镀是利用合适的还原剂使溶液中的金属离子还原并沉积在具有催化活性的 基体表面上形成金属镀层的方法。 73.玻璃腐蚀：由于玻璃表面存在着裂纹和缺陷，在大气、水、酸或碱等介质参与下，会发 生化学反应为主的物理、化学的侵蚀。首先导致玻璃表面变质，随后侵蚀作用逐渐深入，直 至玻璃本体完全变质的过程，就是玻璃的腐蚀。 74.高分子材料腐蚀（老化）：高分子材料在使用过程中，由于受到热、氧、水、光、微生物、 化学介质等环境因素的综合作用，其化学组成和结构会发生一系列变化，物理性能也会相应 变坏，如发硬、变脆、变色、失去强度等，这些变化和现象称为高分子材料腐蚀（老化）。 77.生物医用材料：生物医用材料又称生物材料，是指和生物系统相结合，以诊断、治疗或 替换机体中的组织、器官或增进其功能的材料。 思考简答题1.根据腐蚀形态，可将腐蚀分为哪几类。 答：1）全面腐蚀；2）局部腐蚀；3）应力作用下的腐蚀断裂。 2.化学腐蚀和电化学腐蚀的区别和联系是什么。 答：材料与周围非电解质之间发生纯化学作用而引起的腐蚀损伤称为化学腐蚀。其特点是材 料表面的原子与非电介质中的氧化剂直接发生氧化还原反应，腐蚀产物生成于发生腐蚀反应 的表面，当它较牢固的覆盖在材料表面时，会减缓进一步的腐蚀。腐蚀反应过程中不伴随电 流的产生。 金属和电解质接触时，由于腐蚀电池作用而引起的金属腐蚀现象称为电化学腐蚀。特点在于 腐蚀历程可分为两个相对独立的并同时进行的阳极和阴极过程。特征为受蚀区域是金属表面 的阳极，腐蚀产物常常产生在阳极与阴极之间，不能覆盖被蚀区域，通常起不到保护作用。