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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β37

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