電化學和金屬腐蝕

1、電化學與金屬腐蝕5.1原電池原電池 一、組成和反應 1.化學能轉化為電能的裝置n能自發(fā)進行的反應才具有能量，即G Cl2 Fe3+ I2 Cu2+ Sn4+ Zn2+還原能力：Mn2+ Cl- Fe2+ I- Cu Sn2+ Zn二、氧化還原反應方向判斷 反應方向性：rG (還原劑) 此時，E 正極 負極 0 ，這樣 rG-nFE Cl2/Cl-=1.36 反應可自發(fā)標態(tài)下：2Fe3+2I2Fe2+I2 自發(fā)否？ Fe3/Fe2 I2 /I Fe3+可以氧化 I。已知: I2 /I= 0.54 V, Fe3/Fe2= 0.77 V 在上述體系中加入KCN，使cCN-=1.0K穩(wěn)Fe(CN)63

2、= 1.01042 , K穩(wěn)Fe(CN)64= 1.01035此時反應能否自發(fā)？此時cFe3+= cFe2+=1/K穩(wěn)IIIIIIII636)(1穩(wěn)穩(wěn)KKccCNCNFe氧化劑的 Fe3/Fe2 Fe3/Fe2+0.0592lg 0.77+0.0592lg 0.77+0.0592(-7) 0.36 V還原劑I2/I- I2 /I - 0.54 Fe3/Fe2+此時Fe3+不能氧化I23FeFeccIIK1IIIK1穩(wěn)穩(wěn)K穩(wěn)Fe(CN)63= 1.01042 , K穩(wěn)Fe(CN)64= 1.01035三、反應程度K的求法rG RTlnK rG nFE RTlnK nFE 2.303 RTlgK

3、nFE 298K時lgK 0592.02.298314.8303.296485oonEnE公式0592. 0lgonEoK例：求反應2Fe3+ + Cu 2Fe2+ + Cu2+平衡常數(shù)解：根據(jù)反應設計電池如下：(-) CuCu2+Fe3+ ，F(xiàn)e2+Pt (+) E = 正極 負極 Fe3+/Fe2+ Cu2+/Cu 0.7710.3410.430V lgK =n E/0.0592 =20.430/0.0592=14.55 K 3.61014例：求溶度積 Ksp 如：AgCl Ag Cl 解：據(jù)反應設計電池(-) Ag Ag Cl AgClAg (+) E = 正極負極AgCl /Ag Ag

4、/Ag =0.2220.7990.577K n E/0.05919.78 Ksp K 1.710-10四、元素電位圖A Cu2+ 0.152 Cu+ 0.521 Cu 0.34 B Cu(OH)2 -0.08 Cu2O -0.358 CuA MnO4-_0.56_MnO42-_2.26_MnO2 _0.95_Mn3+_1.51_Mn2+ -1.18_M (不穩(wěn)定) （不穩(wěn)定） _1.51_ 4.4 化學電源一、一次電池1.鋅錳電池(-) ZnZnCl2 ,NH4ClMn2O3 MnO2Ag (+)2.鋅汞電池(-) ZnZnO ,KOHHgO HgC (+)二、二次電池1.鉛蓄電池(-) Pb

5、PbSO4 ,H2SO4(1.251.30gcm-3) PbO2 (+)2.鉻鎳電池(-) CdCd(OH)2, KOH(1.191.21gcm-3), Ni(OH)2 NiO(OH) C(+)三、燃料電池連續(xù)的電池(-) CH2(p)| KOH(aq)O2C(+)電池反應：2H2(g)+O2 (g) 2H2O (l) 4.5 電解電解電鍍 4.6 金屬的腐蝕及防護腐蝕陰極保護法不管是中醫(yī)學還是西醫(yī)學，從二者現(xiàn)有的思維方式的發(fā)展趨勢來看，均是走向現(xiàn)代系統(tǒng)論思維，中醫(yī)藥學理論與現(xiàn)代科學體系之間具有系統(tǒng)同型性，屬于本質相同而描述表達方式不同的兩種科學形式?？赏诂F(xiàn)代系統(tǒng)論思維上實現(xiàn)交融或統(tǒng)一，（d

6、f高血壓958心臟病983u6糖尿病87fr）成為中西醫(yī)在新的發(fā)展水平上實現(xiàn)交融或統(tǒng)一的支撐點，希冀籍此能給中醫(yī)學以至生命科學帶來良好的發(fā)展機遇，進而對醫(yī)學理論帶來新的革命。編輯本段現(xiàn)代中醫(yī)史（4f腫瘤fbb癌癥yuw3胃癌d65io腸癌.f2tr肺癌65ff）替了事實認識，決定最終結果勞而無功”，因此，中、西醫(yī)學應并存共榮而不必強求統(tǒng)一。 （df4肺炎88gdg青霉素d25f肝炎df6）盡管目前中、西醫(yī)學還不可能融合成為一種統(tǒng)一的醫(yī)學模式，但可以獨立發(fā)展，并存共榮，整合互補。（45傳染病q566丙肝964jo乙肝28jgsx甲肝gh）緣于現(xiàn)代信息論、（df肺25s血液f369血小板t5172

7、紅血球gdf55m白血球fd2）系統(tǒng)論和控制論的影響，西醫(yī)學的發(fā)展趨勢若僅僅是單純地重視分析而忽略了整體結構和整體功能，無疑將漸行漸窄。而中醫(yī)講究“感悟”，（4f腫瘤fbb癌癥yuw3胃癌d65io腸癌.f2tr肺癌65ff）未免夾帶有很多主觀因素，難以客觀地定量，定性。若中醫(yī)的診察疾病能參考現(xiàn)代醫(yī)學的微觀分析，將辨證與辨病相結合，實現(xiàn)宏觀與微觀的統(tǒng)一，使中醫(yī)診斷客觀化，即把分析與綜合相結合的方法引入中醫(yī)理、法、方、藥的研究，使二者有機結合，互相借鑒、補充，避免各自的片面性、局限性，這將有利于中西醫(yī)學的優(yōu)勢互補，（df高血壓958心臟病983u6糖尿病87fr） “和而不同”，多元發(fā)展。近年來

8、，中醫(yī)藥在防治非典、禽流感和艾滋病方面發(fā)揮的獨特作用也證實了二者的有機結合，具有肯定的臨床療效。編輯本段東西方醫(yī)學交融（df高血壓958心臟病983u6糖尿病87fr）不管是中醫(yī)學還是西醫(yī)學，從二者現(xiàn)有的思維方式的發(fā)展趨勢來看，均是走向現(xiàn)代系統(tǒng)論思維，中醫(yī)藥學理論與現(xiàn)代科學體系（45傳染病q566丙肝964jo乙肝28jgsx甲肝gh）之間具有系統(tǒng)同型性，屬于本質相同而描述表達方式不同的兩種科學形式?？赏诂F(xiàn)代系統(tǒng)論思維上實現(xiàn)交融或統(tǒng)一，成為中西醫(yī)在新的發(fā)展水平上實現(xiàn)交融或統(tǒng)一的支撐點，希冀籍此能給（df高血壓958心臟病983u6糖尿病87fr）中醫(yī)學以至生命科學帶來良好的發(fā)展機遇，進而對醫(yī)

9、學理論帶來新的革命。編輯本段現(xiàn)代中醫(yī)史（df4肺炎88gdg青霉素d25f肝炎df6）軸心時代中、西醫(yī)學的峰巔之作機械加工是一種用加工機械對工件的外形尺寸或性能進行改變的過程。按被加工的工件處于的溫度狀態(tài)分為冷加工和熱加工。一般在常溫下加工，并且不引起工件的化學或物相變化稱冷加工。一般在高于或低于常溫狀態(tài)的加工會引起工件的化學或物相變化稱熱加工。冷加工按加工方式的差別可分為切削加工和壓力加工。熱加工常見有熱處理煅造鑄造和焊接。另外裝配時常常要用到冷熱處理。例如：軸承在裝配時往往將內圈放入液氮里冷卻使其尺寸收縮，將外圈適當加熱使其尺寸放大，然后再將其裝配在一起。火車的車輪外圈也是用加熱的方法將其

10、套在基體上，冷卻時即可保證其結合的牢固性（此種方法現(xiàn)在依舊應用于某些零部件的轉配過程中）。 機械加工包括：燈絲電源繞組、激光切割、重型加工、金屬粘結、金屬拉拔、等離子切割、精密焊接、輥軋成型、金屬板材彎曲成型、模鍛、水噴射切割、精密焊接等。 機械加工：廣意的機械加工就是指能用機械手段制造產(chǎn)品的過程；狹意的是用車床（Lathe Machine）、銑床(Milling Machine)、鉆床(Driling Machine)、磨床(Grinding Machine)、沖壓機、壓鑄機機等專用機械設備制作零件的過程。1959年，Richard P Feynman(1965年諾貝爾物理獎獲得者)就提出了

11、微型機械的設想。1962年第一個硅微型壓力傳感器問世，其后開發(fā)出尺寸為50500m的齒輪、齒輪泵、氣動渦輪及聯(lián)接件等微機械。1965年，斯坦福大學研制出硅腦電極探針，后來又在掃描隧道顯微鏡、微型傳感器方面取得成功。1987年美國加州大學伯克利分校研制出轉子直徑為6012m的利用硅微型靜電機，顯示出利用硅微加工工藝制造小可動結構并與集成電路兼容以制造微小系統(tǒng)的潛力。 微型機械在國外已受到政府部門、企業(yè)界、高等學校與研究機構的高度重視。美國MIT、Berkeley、StanfordAT&T的15名科學家在上世紀八十年代末提出小機器、大機遇：關于新興領域-微動力學的報告的國家建議書，聲稱由于

12、微動力學(微系統(tǒng))在美國的緊迫性，應在這樣一個新的重要技術領域與其他國家的競爭中走在前面，建議中央財政預支費用為五年5000萬美元，得到美國領導機構重視，連續(xù)大力投資，并把航空航天、信息和MEMS作為科技發(fā)展的三大重點。美國宇航局投資1億美元著手研制發(fā)現(xiàn)號微型衛(wèi)星，美國國家科學基金會把MEMS作為一個新崛起的研究領域制定了資助微型電子機械系統(tǒng)的研究的計劃，從2019年開始，資助MIT，加州大學等8所大學和貝爾實驗室從事這一領域的研究與開發(fā)，年資助額從100萬、200萬加到1993年的500萬美元。1994年發(fā)布的美國國防部技術計劃報告，把MEMS列為關鍵技術項目。美國國防部高級研究計劃局積極領

13、導和支持MEMS的研究和軍事應用，現(xiàn)已建成一條MEMS標準工藝線以促進新型元件/裝置的研究與開發(fā)。美國工業(yè)主要致力于傳感器、位移傳感器、應變儀和加速度表等傳感器有關領域的研究。很多機構參加了微型機械系統(tǒng)的研究，如康奈爾大學、斯坦福大學、加州大學伯克利分校、密執(zhí)安大學、威斯康星大學、老倫茲得莫爾國家研究等。加州大學伯克利傳感器和執(zhí)行器中心(BSAC)得到國防部和十幾家公司資助1500萬元后，建立了1115m2研究開發(fā)MEMS的超凈實驗室。 日本通產(chǎn)省1991年開始啟動一項為期10年、耗資250億日元的微型大型研究計劃，研制兩臺樣機，一臺用于醫(yī)療、進入人體進行診斷和微型手術，另一臺用于工業(yè)，對飛機

14、發(fā)動機和原子能設備的微小裂紋實施維修。該計劃有筑波大學、東京工業(yè)大學、東北大學、早稻田大學和富士通研究所等幾十家單位參加。 歐洲工業(yè)發(fā)達國家也相繼對微型系統(tǒng)的研究開發(fā)進行了重點投資，德國自1988年開始微加工十年計劃項目，其科技部于19901993年撥款4萬馬克支持微系統(tǒng)計劃研究，并把微系統(tǒng)列為本世紀初科技發(fā)展的重點，德國首創(chuàng)的LIGA工藝，為MEMS的發(fā)展提供了新的技術手段，并已成為三維結構制作的優(yōu)選工藝。法國1993年啟動的7000萬法郎的微系統(tǒng)與技術項目。歐共體組成多功能微系統(tǒng)研究網(wǎng)絡NEXUS，聯(lián)合協(xié)調46個研究所的研究。瑞士在其傳統(tǒng)的鐘表制造行業(yè)和小型精密機械工業(yè)的基礎上也投入了ME

15、MS的開發(fā)工作，1992年投資為1000萬美元。英國政府也制訂了納米科學計劃。在機械、光學、電子學等領域列出8個項目進行研究與開發(fā)。為了加強歐洲開發(fā)MEMS的力量，一些歐洲公司已組成MEMS開發(fā)集團。 目前已有大量的微型機械或微型系統(tǒng)被研究出來，例如：尖端直徑為5m的微型鑷子可以夾起一個紅血球，尺寸為7mm7mm2mm的微型泵流量可達250l/min能開動汽車，在磁場中飛行的機器蝴蝶，以及集微型速度計、微型陀螺和信號處理系統(tǒng)為一體的微型慣性組合(MIMU)。德國創(chuàng)造了LIGA工藝，制成了懸臂梁、執(zhí)行機構以及微型泵、微型噴嘴、濕度、流量傳感器以及多種光學器件。美國加州理工學院在飛機翼面粘上相當數(shù)量的1mm的微梁