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三、 实验步骤及现象
1． 用塑料绳系好四片试样。二片分别放入20%、40%的HNO3溶液中，另二片分别放入60%的HNO3溶液中，在20%、40%的HNO3溶液中试样反应剧烈，有黑色沉淀溶入溶液和棕黄色浓烟冒出，在60%的HNO3溶液中的二片试片无任何反应发生。
2． 将60%HNO3溶液中的一片试片取出，再放到20%HNO3溶液中，看到该试片也不与溶液反应，而放入另一片钝化过的试样在1MHCl溶液中，该试样表面发生腐蚀反应，有气泡冒出。
四、 现象分析及结论
1． 在20%的HNO3溶液中试样发生剧烈活性溶解反应 阳极反应：Fe →Fe2+ + 2e
- 阴极反应：2H+ + NO3 + e →NO2↑+ H2O
此时阴极反应不是析H2反应，其原因是由于析H2反应的电极电位低于N5+还原成N4+的电极电位。
2． 在60%的HNO3溶液中试样被钝化，生成一层表面膜（氧化膜或钝化膜）可能是发生如下反应的结果：
3Me +3H2O →Me2 O3 +6H+ +6e
这层氧化膜很薄且致密，有效地隔离了金属与介质的接触，使阳极反应受到阻滞。表面膜在介质中难溶，金属获得很好的耐蚀性。腐蚀速度可降低105-6倍。试样在浓HNO3中获得钝性的原因，是由于浓HNO3的强氧化性，使NO3-去极化反应的平衡电位很高，有Ec > Epp 。见图4。由于强烈的阴极去极化反应，阴极还原电流在E = Epp时大于金属阳极的致钝电流，即： ic > ipp ,金属的腐蚀电位Ecorr 落在钝化区，金属获得钝性，这称为自钝化。
3． 经钝化的金属试样，能够保持钝性，再放到稀HNO3溶液中不会发生活性溶解，但如果将钝化膜破坏，则不能保持钝态，金属又会遭受强烈的腐蚀。如放在HCl溶液中，钝化膜受到Cl-的破坏，钝化膜出现孔洞，未能自行修补的话，金属就会失去钝性。 五、 思考题
金属自钝化的条件是什么？ +E
Ec
Ecorr
Epp
ip ic ipp i
图4 阳极钝化曲线示意图
实验4 缓蚀剂的缓蚀效果
一、 目的
观察和了解在腐蚀介质中加入一定量缓蚀剂对抑制金属腐蚀的效果。 二、 实验物品
低碳钢试样，烧杯，镊子，塑料绳，玻璃棒，丙酮棉，砂纸，
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2%六次甲基四胺，12%HCl溶液 三、 实验步骤及现象
1． 将试样用砂纸打磨，用丙酮脱脂、干燥。
2． 将配好的HCl溶液倒入玻璃皿内，用镊子放入试样并观察现象。 3． 5min后滴入缓蚀剂，观察现象。 四、 现象分析及结论
1． 在HCl中低碳钢试样发生析H2腐蚀，放出H2 。 2． 在HCl中加入缓蚀剂，抑制了碳钢的腐蚀。
3． 六次甲基四胺是一种缓蚀剂，加入腐蚀介质中可以抑制和降低金属的腐蚀速度。 4． 该缓蚀剂的缓蚀作用是由于在金属表面生成一层吸附性保护膜，防止了介质的侵蚀。 5． 在HCl溶液中，六次甲基四胺是一种阴极性缓蚀剂，抑制了阴极反应。减轻了腐蚀，其反应如下：
(CN2)6N4 + 6H2O + 4HCl = 6HCHO + 4NH4Cl
五、 思考题
在什么条件下采用缓蚀剂比较好？使用缓蚀剂需注意什么问题？
实验5 阴极保护—牺牲阳极法
一、 目的
了解牺牲阳极法阴极保护的原理。 二、 实验物品
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0.1MHCl溶液，烧杯，碳钢片，Zn片，高阻电子mV计（或数字电压表如PZ26）,甘汞电极，导线，夹子等。
三、 实验步骤及现象
1． 砂纸打磨试样、洗净、去脂、干燥。 2． 在盛有0.1MHCl溶液的二个烧杯中，分别放入碳钢片和Zn与碳钢相连的碳钢片，可看到碳钢片上面有气泡逸出，与Zn相连的碳钢片上也有气泡逸出。
3． 分别在放入后的20min和1h后，直接测量试样相对于甘汞电极的电极电位。 四、 现象分析与结论
1． 在HCl中碳钢试样发生析H2腐蚀，碳钢表面逸出H2气泡,碳钢本身既是阳极又是阴极，发生全面腐蚀。与Zn相连的碳钢片与Zn组成宏电池，Zn为阳极发生活性溶解，碳钢为阴极发生析H2反应，表面不被腐蚀。
2． 在电位测量中可知，碳钢的电位为其腐蚀电位。Zn与碳钢连接后，Zn电极为阳极，电位极化升高，碳钢电极为阴极，电位极化降低，最后的腐蚀电位落在碳钢电极与锌电极之间的一个数值上。
该腐蚀电位低于单个碳钢的腐蚀电位，若此腐蚀电位低于碳钢的阳极溶解反应的标准电位-0.44V,则认为碳钢被完全保护。腐蚀电位稍高于-0.44V时认为碳钢被部分保护。起保护作用都是以锌的腐蚀溶解为代价。 五、 思考题
金属怎样才能得到阴极保护？
附录1. CR-3型多功能腐蚀测量仪的使用方法
CR-3型多功能腐蚀测量仪是一台基于线性极化技术原理和电偶腐蚀原理的新型腐蚀测
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量仪，它可用于：
①腐蚀速度测量（线性极化法和弱极化法）； ②电偶电流测量； ③电偶电位测量 ； ④自腐蚀电位测量；
⑤各种恒电位条件下的极化测量； ⑥数字电表测量直流电流和直流电压 该仪器可用于评定金属耐蚀性、评价缓蚀剂、检验环境腐蚀性、测定牺牲阳极输出电流，用于工业设备腐蚀监测和装备阴极保护监测车，用于腐蚀研究、腐蚀失效分析及防腐设计等。 CR-3型多功能腐蚀测量仪可自动跟随自腐蚀电位。具有极化电位范围宽和电流测量范围大、控制精度高、工作性能稳定、使用简便以及体积小、重量轻等特点。该仪器采用三位半数字表显示测量值，并备有模拟量和数字量输出接口，可供连接记录仪、打印机和计算机使用，进行自动记录和数据处理，还备有直流电源插孔，可在野外或无交流电源供电的条件下使用。
1． 前面板元件功能说明
CR-3型多功能腐蚀测量仪的前面板元件结构如图5所示。
（1） 电极输入：线性极化测量和电偶测量时分别按表３接测量电极。
表３ 电极接线说明 电极输入导线 黄色 红色 兰色 线性极化测量 工作电极(W) 辅助电极(A) 参比电极(R) 电偶测量 电极Ⅰ 电极Ⅱ 参比电极
（2） 极化值：线性极化测量时，给定极化电位ΔE选择。
（3） 量程：用于线性极化测量和电偶测量时切换电流量程或电位量程选择。 4 3 2
CR—3型多功能腐蚀测量仪 极化
5 量程 极化值 采样
1
IA IC IA/C Ig Ek Eg 测量 电极输入 工作选择 校准 6
7
图5. CR-3型多功能腐蚀测量仪前面板元件结构图
（4） 数字显示屏：最大显示值为1999。电流测量时，“-”为阴极化数据，无符号（即“+”） 为阳极化数据；电位测量时，显示值为参比电极相对于工作电极的电位（注意：其
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