第一篇:城乡规划原理复习大纲
化工原理复习大纲
《化工原理》复习考试大纲
(总分150分 考试时间3小时)
课程编号:2108504
课程名称:化工原理
Principles of Chemical Engineering
先修课程:高等数学、物理、物理化学
适用专业:化学工程、化学工艺、轻化工程类专业
使用教材:姚玉英.化工原理(新版).天津大学出版社,1999
主要参考书:陈敏恒等.化工原理.化学工业出版社,1998
蒋维钧主编.化工原理.清华大学出版社,1998
课程性质、目的、任务和要求:
课程性质:化工原理课程是化学工程、化学工艺、轻化工程类专业及相近专业的一门主干课,是学生在具备了必要的高等数学、物理、物理化学等基础知识之后必修的技术基础课。
课程任务:运用自然科学的原理考察、解释和处理工程实际问题,从理论上阐明化工生产中的各个单元操作过程的基本原理,讨论具有规律性的问题,探索强化过程的途径,通过定量计算、实验技能和设计能力的训练,培养学生牢固的工程观点,为其以后的专业课学习打下良好的基础。
课程目的:经过本课程的学习,使学生掌握化工生产中基本单元操作的原理、典型设备的构造、性能和操作原理,设计和计算方法。通过理论解析和在理论指导下的实验研究、课程设计,树立正确的科学思考方法,训练其运用基本理论和方法考察、解释、分析和处理工程实际问题的能力。
具体要求如下:
⑴掌握不同单位制间的单位换算和流体的物性参数的求取;流体静力学方程、连续性方程和柏努利方程的内容及其应用;流体在管路中流动类型的确定、阻力的计算;流体压强、流速、流量的测量原理、方法。了解管路的构成(管、阀件)、复杂管路的特点及计算。
⑵掌握离心泵的结构、工作原理、性能参数、特性曲线及影响因素;流量调节的方法及操作注意事项;允许安装高度的计算及泵的选型。了解往复泵、离心通风机的构造、工作原理及操作注意事项;真空泵的类型及工作原理。
⑶掌握重力沉降和离心沉降的基本原理;沉降速度的计算;重力沉降室的性能及计算。了解旋风分离器的主要性能及选型;过滤操作的基本概念和过滤设备的结构、性能;过滤基本方程式和恒压过滤。
⑷掌握傅立叶定律、导热系数的概念及平壁、圆筒壁的热传导计算;传热过程的热量衡算、传热总速率方程式、总传热系数、平均温度差的计算;典型对流传热经验关联式的用法及注意事项;了解影响对流传热的因素、强化传热的途径;辐射传热的基本概念;工业上常用列管式换热器的类型、结构。
⑸掌握蒸馏双组分物系的汽液平衡(t~χ图、y ~χ图)关系、拉乌尔定律;汽液平衡方程和相对挥发度的定义;精馏过程的物料衡算,精馏段、提馏段操作线方程及q线方程的计算;梯级图解法求理论板数;最小回流比的计算。了 1
解非理想物系汽液平衡关系、逐板计算法及简捷法求理论板数;特殊情况下理论板数的求法;精馏塔的热量衡算。
⑹掌握吸收气液相平衡关系、亨利定律及其不同的表示形式;吸收速率方程式及其系数之间的关系;填料吸收塔的物料衡算和填料层高度的计算;吸收剂用量的确定及最小液气比的计算。了解传质机理、填料塔的结构特点及流体力学性能、梯级图解法和图解积分法求总传质单元数。
⑺掌握湿空气的性质及各参数的计算方法;在湿焓图上分析湿球温度、露点温度的确定及干燥过程中湿空气状态参数的变化;干燥过程的物料衡算和热量衡算;等焓干燥过程的定义及特点。了解湿物料中水份的性质及分类、干燥过程中恒速干燥和降速干燥阶段的特点、恒定干燥条件下干燥时间的计算;典型干燥器的工作原理、性能。
第二篇:管理学原理复习大纲(定稿)
管理学原理复习大纲
第一章 管理概述
掌握管理的概念及其要素、管理的职能、管理的内容、管理的原则、管理者的角色、管理者的技能。重点掌握管理的概念、管理的职能和管理者的十种角色。 第二章 管理理论形成与发展
掌握古典管理理论中的代表人物、主要理论观点,如泰勒的科学管理理论,核心是提高工作效率;法约尔的一般管理理论,提出了管理的五大职能;韦伯的行政组织理论,提出了理性-合法式权威。掌握梅奥及其所领导的霍桑试验的基本发现,如社会人、非正式组织;麦格雷戈的X-Y理论的基本观点。掌握组织文化的结构和组织文化的塑造途径,学习型组织的五项修炼的内容。重点掌握法约尔提出的管理的五大职能、组织文化的塑造途径、学习型组织的五项修炼的内容。 第三章 决策
掌握决策的概念、决策的类型、决策的影响因素、决策程序;掌握头脑风暴法的概念、德尔菲法的基本含义和特点;掌握盈亏平衡分析法、决策树法和非确定型决策方法的原理和求解思路。重点掌握决策程序、决策的影响因素。 第四章 计划
掌握计划的概念、计划的形式分类;掌握计划的特征;掌握计划的编制程序;掌握计划工作的原理;掌握滚动计划法的特点、目标管理的概念和特点。重点掌握计划的特征、计划的编制程序。 第五章 组织与人事
掌握组织的概念;掌握组织设计的程序;掌握管理幅度、管理层次的概念;掌握各种部门化的特点,能够区分是那种类型的部门化,如许多企业按照早、中、晚三班制安排生产活动,属于时间部门化;掌握组织职权的类型、集权与分权的含义;掌握各种组织结构的含义、特点和优缺点;掌握人员配备的原则、主管人员应具备的素质和能力;掌握组织变革的内容。重点掌握组织设计的程序、各种组织结构的含义与特点和优缺点。 第六章 领导
掌握领导的概念;掌握领导活动的要素;掌握领导的功能;掌握领导职权的组成;掌握领导方式的类型及各自的特点,掌握不同指挥模式下的领导方式的特点;掌握四分图理论、管理方格图理论、领导权变理论的基本思想。重点掌握不同指挥模式下的领导方式的特点、管理方格图理论中五种典型的领导方式的特征、领导活动的要素。 第七章 激励
掌握激励的概念、需要和动机的概念;掌握激励的过程、激励的方法;掌握需要层次理论的五种需要、双因素理论中的两种因素;掌握期望理论、公平理论、强化理论、归因理论的基本思想和代表人物。重点掌握期望理论的内容和应用、需要层次理论的五种需要。 第八章 沟通与协调
掌握沟通的概念,沟通过程的四个主要因素;掌握人际沟通的分类、正式人际沟通的网络形式及适用情形;掌握有效沟通的7C原则和有效沟通的技巧;掌握协调的概念和基本要求。重点掌握有效沟通的7C原则和有效沟通的技巧、协调的基本要求。 第九章 控制
掌握控制的概念、控制系统的3个基本要素;掌握控制的内容;掌握现场控制、前馈控制和反馈控制的含义;掌握控制过程的3个阶段;掌握预算的概念。重点掌握控制的内容。 第十章 创新
掌握创新的概念及创新概念的起源;掌握技术创新的核心内容、制度创新的特征;掌握创新的过程;掌握管理创新的理论依据;掌握管理创新的基本条件;掌握管理创新的过程。重点掌握管理创新的基本条件。
考试题型共五种,填空题、单选题、名词解释、简答题和论述题。上述要掌握的概念出题题型为名词解释,上述要重点掌握的内容出题题型为简答题或论述题。其他内容出题题型为单选题和填空题。希望大家能够按照复习提纲有重点地进行认真复习,对于一些知识能够灵活掌握。
附练习题: 下面是一些练习题(选择题和填空题,对考试有较大帮助,请认真练习): 选择题:
1.企业在销售产品时,需要预估货款回收的可能性。为此,信用审核部门力图以一种低成本的方式处理有关客户资信的材料,但因为过程速度太慢,使许多客户另求他处购货。该项信用审核工作可以说是(
) A.重效率、轻效果
B.轻效率、重效果
C.重效率、重效果
D.效率和效果都不重视
2.古人云“运筹于帷幄之中,决胜于千里之外”,这里的“运筹帷幄”反映了管理的哪一个职能?(
)
A.计划
B.组织
C.领导
D.控制
3.某研究所的一位管理人员告诉自己的朋友,说他在单位的主要职责是给软件开发人员分派具体的工作任务,并指挥和监督各项具体工作任务的完成。由此可推断,这位管理人员是(
)
A.高层管理人员
B.中层管理人员
C.基层管理人员
D.无法判断 4.对基层管理人员而言,其管理技能侧重于(
)
A.技术技能
B.概念技能
C.人际技能
D.营销技能 5.管理人员与一般工作人员的根本区别是(
)
A.需要与他人配合完成组织目标
B.需要从事具体的文件签发审阅工作
C.需要对自己的工作成果负责
D.需要协调他人的努力以实现组织目标 6.在同不合作的供应商进行谈判的时候,管理者扮演的是(
)
A.企业家角色
B.干扰对付者角色
C.资源分配者角色
D.谈判者角色 7.管理者需要具有多种技能。其中,管理者对组织发展的远大目标、战略方向的判断力,即洞察组织与环境相互影响因素的能力、确定和协调各方面关系的能力,以及权衡不同方案优劣的能力,这些能力属于以下哪种技能?(
) A.技术技能
B.概念技能
C.人际技能
D.战略技能
8.在做出是否收购其他企业的决策中,管理者必须从多个角度出发全面分析拟购企业的目前状况及可能的发展余地等情况,这时管理人员需要的技能主要是(
) A.技术技能
B.概念技能
C.人际技能
D.诊断技能 9.泰勒认为,科学管理的中心问题是(
) A.提高劳动生产率
B.增加工资
C.增加利润
D.时间动作分析 10.马克斯韦伯认为宜于作为理想组织体系的基础的权力是(
)
A.继承的权力
B.传统的权力
C.超凡的权力
D.理性-合法的权力 11.企业中存在“非正式组织”的观点来源于(
)
A.现代管理理论
B.管理过程理论
C.科学管理理论
D.霍桑试验结论 12.(
)是从乐观肯定的观点来看待员工的。
A.X理论
B.Y理论
C.超Y理论
D. Z理论
13.“企业管理应随机应变,不存在普遍适用的最好的技术和方法”是(
)的观点。
A.社会系统学派
B.经验主义学派
C.权变理论学派
D.管理科学学派 14.管理的计划职能的主要任务是要确定(
)
A.组织结构的蓝图
B.组织的领导方式
C.组织目标以及实现目标的途径
D.组织中的工作设计
15.计划的灵活性原理是指计划工作中体现的灵活性越大,则由于未来意外事件引起的损失的危险性就越(
)
A.大
B.小
C.灵活
D.捉摸不定
16.某顾客到一百货商店考察,查阅了其规章制度手册,有三条引起他的注意:我们只售高贵、时髦的衣服和各种高级用具;货物售出超过30天,不再退还购货款;在退还顾客购货款前,营业员需注意检查退回的货物,然后取得楼层经理的批准。试问这三条规定各自属于常用计划的哪一种形式?(
) A.都是规则
B.都是政策
C.分别是政策、程序、规则
D.分别是政策、规则、程序 17.目标管理中,主管对员工人性的判断是基于(
)
A.X理论
B.Y理论
C.超Y理论
D. 经济人 18.目标管理中,目标的制定是通过(
)
A.自上而下
B.自下而上
C.双向沟通
D. 单向沟通 19.决策树适合哪种类型的决策?(
)
A.确定型决策
B.风险型决策
C.不确定型决策
D. B和C 20.某公司为了寻找改进管理的途径而召开头脑风暴会议。在会议上大家各抒己见,但是少数人提出的方法很荒诞,甚至有时让人感觉离题太远。对于这种情况应该如何处理?(
)
A.委婉地打断他,让别人发言
B.及时、断然地打断他,这样才可以防止其他人也犯同样的错误
C.会议应该让大家畅所欲言,不应该干预
D.只有在他谈论和主题无关的话题时才打断他
21.某企业生产某种产品,固定成本为20万元,单位可变成本为100元,每台售价200元,则该产品的盈亏平衡点产量是(
)
A.400台
B.2000台
C.4000台
D.20000台 22.银行设立商业信贷部属于(
)
A.职能部门化
B.生产过程部门化
C.产品部门化
D.用户部门化 23.一个金属公司铝试管厂,生产部门由铸造部、锻压部、制管部、成品部、检验包装部5个部门组成,这属于(
)
A.职能部门化
B.生产过程部门化
C.产品部门化
D.用户部门化 24.一个企业中处于较低层次的管理人员所做出的决策数量很多且很重要,在决策时受到的限制很少,则可以认为该企业(
)
A.管理人员的素质较高
B.高层主管比较开明
C.组织集权程度较高
D. 组织分权程度较高 25.“金无足赤,人无完人”体现在人员甄选的原则上是(
)
A.用人所长原则
B.人事动态平衡原则
C.因事择人原则
D.因材器用原则 26.某知名医科大学附属医院外科护士长,在处理危重病人时,应表现为(
) A.专制式领导风格
B.放任式领导风格
C.民主协商式领导风格
D.参与式领导风格
27.如果你是一位股票投资者,你在反复比较了几只股票之后,终于决定购买其中的一只股票。后来的行情表明,这只股票是表现最好的。这时你的后悔值应当为(
)
A.0
B.正值
C.负值
D.不好判断 28.根据权变理论,领导是否有效取决于(
)
A.稳定的领导行为
B.领导者的品质权威
C.领导者能否适应其所处的具体环境
D.是专制型领导还是民主型领导 29.宾馆的管道系统出了毛病,因维修部经理正准备出差,便委托维修科长处理,但几天后管道系统仍然渗漏,宾馆总经理听完汇报后,准备追求事故的责任,责任应当由谁来承担?(
)
A.维修科长
B.维修部经理
C.维修工人
D.工程部经理 30.激励过程是(
)
A.需要-动机-行为-绩效
B.绩效-行为-动机-需要 C.动机-行为-绩效-需要
D.行为-绩效-动机-需要
31.一个尊重需要占主导地位的人,下列哪种激励措施最能产生效果?(
) A.提薪
B.升职
C.解聘威胁
D.工作扩大化
32.激励理论中的双因素理论,涉及一个叫做“保健因素”的概念。它指的是(
) A.能影响和促进员工工作满意感的因素
B.能保护员工心理健康的因素
C.能影响和预防员工不满意感发生的因素
D.能预防员工生理疾病的因素 33.中国企业引入奖金机制的目的是发挥奖金的激励作用,但到目前,许多企业的奖金已经成为工资的一部分,奖金变成了保健因素。这说明(
) A.双因素理论在中国不怎么适用
B.保健和激励因素的具体内容在不同国家是不一样的 C.防止激励因素向保健因素转化是管理者的重要责任 D.将奖金设计成为激励因素本身就是错误的
34.商鞅在秦国推行改革,他在城门口立了一个木棍,声称能将木棍从南门移到北门的奖励500金但没人去尝试。根据期望理论,这是由于(
)
A.500金的效价太低
B.居民得到报酬的期望太低
C.居民对完成要求的期望太低
D.大家都不敢尝试
35.王鹏的父亲为了鼓励他发奋学习,向他提出:如果在下学期每门功课考试都达到90分以上,就给物质奖励。在下述什么情况下,王鹏会受到激励而用功学习?(
)
A.平时成绩较好,有可能功课都考90分以上 B.奖励的东西是王鹏最想要的
C.父亲说话向来都是算数的
D.上述三种情况同时存在
36.某企业规定,员工上班迟到一次,扣发当月50%的奖金,自此规定出台之后,员工迟到现象基本消除,这是哪一种强化方式?(
) A.正强化
B.负强化
C.惩罚
D.忽视
37.小刘大学毕业后,在一家公司工作。几年来他工作积极,最近和其他人合作,成功地开发了一个新程序,领到了较丰厚的奖金。开始时很高兴,随后不久,他无意之中看到了领发奖金一览表,脸色一下子就阴沉了下来。下列哪种理论可以较恰当地予以解释?(
)
A.双因素理论
B.期望理论
C.公平理论
D.需要层次理论 38.班主任走进课堂的时候发现王明和李进两位同学趴在桌上睡觉。王明平时是个认真学习的学生,而李进平时表现较差。班主任把他们叫醒说道:“你看王明同学多刻苦,看书看得睡着了;而李进同学怎么一看书就睡觉呢?”请问班主任对两个同学采用的是什么激励理论?(
)
A.期望理论
B.归因理论
C.公平理论
D.强化理论 39.以下哪种方式是物质性奖励?(
)
A.参与决策
B.休假
C.分红
D.调动工作岗位 40.通过组织明文规定的渠道进行信息交流和传递的沟通方式是(
) A.正式沟通
B.非正式沟通
C.上行沟通
D.下行沟通 41.管理界有这么一种主张:如果你想表扬某人,最好形成文字;而如果你想批评某人,那么只需要打个电话说一下就可以完事了。按照这种主张,不同的强化方式各应采取何种沟通方式?(
)
A.正强化宜采取书面沟通方式,负强化宜采取口头沟通方式
B.正强化宜采取书面沟通方式,一般性的批评宜采取口头沟通方式
C.正强化宜采取口头沟通方式,负强化宜采取书面沟通方式
D.正强化宜采取口头沟通方式,惩罚宜采取书面沟通方式
42.课堂上有学生不认真听课,和其他同学在讲话,老师用严厉的目光盯着他以示警告。这属于(
)
A.正式沟通
B.非正式沟通
C.口头沟通
D.非语言沟通 43.假设你是一名负责情报工作的间谍,有着非常坚定的意志,并能保证绝不背叛。你有4名为你收集情报的工作人员,他们不过是为了经济报酬。为了保证谍报网的安全,并能收集情报。你最有可能采取的网络沟通方式为(
) A.链式沟通
B.环式沟通
C.轮式沟通
D.Y式沟通 44.某保险公司为开发一项新业务,从不同部门抽调若干员工组建了一个项目团队,为激励他们高度热情地投身于新工作,你认为选择哪一种沟通媒介最合适?(
)
A.电子邮件
B.电话
C.面谈
D.简报 45.控制的最根本目的在于(
)
A.寻找错误
B.衡量下属绩效
C确保行为按计划发展
D.约束下属 46.“治病不如防病,防病不如讲究卫生”。根据这一说法,以下几种控制方式中,哪一种方式最重要?(
)
A.同期控制
B.实时控制
C.反馈控制
D.前馈控制 47.强化是通过奖惩手段修正员工的行为,它属于(
)
A.预防性控制
B.反馈控制
C.前馈控制
D.同期控制 48.由于环境因素的变化,组织目标不能实现时,组织应该采取的措施是(
) A.修正计划
B.激励员工克服困难
C.调整组织结构
D.撤换领导 49.一个人每天或每周必须生产一定数目的零件,他必须保持废品率不超标,他必须在指定的六个月时间内完成预定的工作,在生产特定数目的零件时不能超过所规定的物料消耗。对于控制来讲,这是在(
)
A.衡量实际绩效
B.进行差异分析
C.采取纠偏措施
D.明确控制标准 50.衡量推销人员的工作绩效,应采用的比较客观和有效的标准是(
) A.销售人员给顾客打电话的次数
B.销售人员花费在销售上的时间 C.销售人员在每件产品上的单位销售费用
D.销售人员的销售额是否比平均水平高出一定数量
51.1912年,(
)首次提出“创新理论”。他认为,创新是对“生产要素的重新组合”。
A.亚当斯密
B.约瑟夫熊彼特
C.赫伯特西蒙
D.彼得德鲁克 52.下列选项中,不属于创新活动的是(
)
A.设备的更新改造
B.产品的开发
C.质量的检验
D.工艺的改进 53.制度创新需要从(
)角度来分析企业系统中各成员间正式关系的调整和变革。
A.社会经济
B.技术
C.社会变化
D.组织结构 54.(
)是企业技术创新的核心内容。
A.要素创新
B.产品创新
C.要素组合方法创新
D.流程创新 55.“亡羊补牢”属于(
)。
A.预防性控制
B.反馈控制
C.前馈控制
D.同期控制 56.目标管理的宗旨在于(
)。
A.用“自我控制的管理”代替“压制性的管理”
B.用“民主式的管理”代替“独裁式的管理”
C.用“参与式的管理”代替“压制性的管理”
D.用“自我控制的管理”代替“独裁式的管理”
57.新思维广告公司是一家大型广告公司,业务包括广告策划、制作和发行。考虑到一个电视广告设计至少要经过创意、文案、导演、美工、音乐合成、制作等专业的合作才能完成。下列何种组织结构能最好地支撑该公司的业务要求?(
) A.直线制
B.职能制
C.矩阵制
D.事业部制
58.某地2元福利彩票销售时经常会出现人潮汹涌的现象,如果用期望值理论对此事进行解释,最合理的可能是下列哪项?(
)
A.能有一个机会对社会有所回报,是许多人所渴望的
B.期望概率虽然低,但许多人还是想碰碰运气
C.效价太高了,以致许多人忘记了概率的问题
D.由于综合的激发力量受到了媒体宣传的影响,所以已经偏离正常的规律 59.(
)组织结构采用“集中政策、分散经营”的管理原则。 A.直线制
B.职能制
C.矩阵制
D.事业部制 60.使计划数字化的工作被称为(
)。
A.规划
B.决策
C.预测
D.预算
填空题:
1.管理的原则主要有____________、人本原则、效益原则和适度原则。 2.一般认为,组织文化有三个层次结构,即___________、制度(行为)层和观念层。
3.按决策问题的条件分类,决策分成确定型决策、______________和不确定型决策。
4.SWOT分析是对组织的优势、劣势、_____________和威胁进行分析。 5.德尔菲法的特点包括____________、反馈性、反复性和收敛性。
6.盈亏平衡分析法通过分析产销量、__________和利润三者的关系,掌握盈亏平衡点,从而选出能产生最大利润的经营方案。
7.计划工作的原理包括限定因素原理、____________、灵活性原理和改变航道原理。
8.滚动计划法是按照“______________”的原则制定一定时期内的计划,然后按照计划的执行情况和环境变化,调整和修订未来的计划,并逐期向后滚动,将短期计划、中期计划和长期计划结合起来的一种计划方法。
9.目标管理的特点包括参与管理、___________、下放权力和绩效反馈。 10.组织内的职权有三种,分别是直线职权、____________和职能职权。 11.人员配备过程中必须依循的原则包括因事择人的原则、______________和人事动态平衡的原则。
12.主管人员应该具备的素质和能力包括个人素质、管理能力和_________________。
13.组织的变革一般包括3个主要内容,即________________、工作制度的变革和人事管理的变革。
14.领导的本质是______________。
15.领导的功能包括组织功能、指挥功能、_________________和控制功能。 16.领导者的职权由合法权和______________组成。
17.按领导权力的控制和运用方式来分,领导方式可分为集权式、___________和均权式。
18.领导行为四分图将领导行为的内容归结为两个方面,即以人为中心和以_______为中心。
19.___________是需要与行为的中介。
20.双因素理论中的双因素分别是激励因素和______________。
21.根据强化的性质和目的,强化可分为正强化和_____________两种基本类型。 22.按照人的行为的原因,可将人的行为归为内因行为和______________。 23.沟通过程的4个主要因素是输出者、____________、信息和沟通渠道。 24.根据信息流动的方向,将沟通分为上行沟通、下行沟通和_______________。 25.根据沟通形式划分,可将沟通分为口头沟通和_________________。 26.控制系统的三个不可缺少的基本要素分别是施控者、受控者和________________。
27.控制过程的三个阶段分别是确立标准、衡量绩效和_____________。 28._______控制是指管理人员对即将出现的偏差有所分析和预见,及时采取措施,使预期的偏差不至于发生。
29.对创新的研究起源于美籍奥地利经济学家______________,他于1912年在其著作《经济发展理论》中首次提出“创新”概念。
30.成功的创新要经历“寻找机会、____________、迅速行动、坚持不懈”这样几个阶段的努力。
31.管理创新的过程包含三个阶段,依次是创新的提出、____________和争取内外部的认可。
32.管理创新的理论依据包括企业本性论、_______________和员工本性论。 33.工作再设计的主要方法通常包括工作轮换、______________和工作丰富化。 34.激励的方法可分为精神激励法和_____________________两大类。
35.决策树是由决策点、方案枝、状态点、____________和结果点5类要素组成的树状图。
第三篇:《室内设计原理》考试复习大纲2014
1. 室内设计的定义和内涵。
2. 室内设计的类型、特点、依据、原则和基本观点。
3. 室内设计的程序步骤。
4. 室内设计风格和流派。
5. 室内空间的属性、个性化、空间形态的构思与创造、空间分隔、过渡与引导的方法、空间序列。
6. 室内色彩设计的方法、色彩的物理、心理、生理效应。
7. 室内照明设计的种类与布置方式,建筑照明。
8. 室内陈设设计的种类与方法。
9. 室内绿化设计的原则。
10. 室内空间与界面设计的方法。
第四篇:海洋工程材料复习大纲金属电化学腐蚀原理
第二章
金属电化学腐蚀原理
§2.1
腐蚀的基本概念
2.1.1
什么是腐蚀(corrosion)?
埃文斯:金属腐蚀是金属从元素态转变为化合态的化学变化及电化学变化。
方坦纳:金属腐蚀是金属冶金的逆过程。
尤利格:物质(或材料)的腐蚀是物质(或材料)受环境介质的化学、电化学作用而被破坏的现象。
曹楚南:金属腐蚀是金属材料由于受到介质的作用而发生状态的变化,转变成新相,从而遭受破坏(的现象)。
目前一致认可的定义是:材料腐蚀是材料受其周围环境介质的化学、电化学和物理作用下引起失效破坏的现象。
金属腐蚀是金属与周围环境(介质)之间发生化学或电化学作用而引起的破坏或变质。
非金属腐蚀是非金属材料由于在环境介质的化学、机械和物理作用下,出现老化、龟裂、腐烂和破坏的现象。
2.1.2
金属腐蚀的分类
1.
按腐蚀过程的历程分类:
1)化学腐蚀(chemical
corrosion)
金属表面与非电解质发生纯化学反应而引起的损坏。通常在干燥气体及非电解质溶液(如石油、苯、醇等)中进行。特点:在腐蚀过程中,电子的传递在金属与氧化剂之间进行,腐蚀不产生电流。例如,化工厂里的氯气与铁反应生成氯化亚铁。
2)物理腐蚀(physical
corrosion)
金属由于单纯的物理溶解作用所引起的损坏。在液态金属中可发生物理腐蚀。例:用来盛放熔融锌的钢容器,由于铁被液态锌所溶解而损坏。
3)电化学腐蚀(electrochemical
corrosion)
金属表面与电解质溶液发生电化学反应而产生的破坏,反应过程中有电流产生。
电化学腐蚀至少有一个阳极反应和阴极反应,并有流过金属内部的电子流和介质中的离子流构成电流回路。
阳极反应:金属的氧化过程,金属失去电子而成为离子,进入溶液;
阴极反应:氧化剂的还原过程,电子在阴极被氧化剂(氧气、H+)吸收。
电化学与力学作用共同导致破坏:应力腐蚀破裂、腐蚀疲劳
2.
按腐蚀的形式分类:
1)全面腐蚀(general
corrosion)
腐蚀分布在整个金属表面上,可以是均匀的,也可以是不均匀的。例:碳钢在强酸、强碱中发生的腐蚀。
2)局部腐蚀(localized
corrosion)
腐蚀作用仅局限在金属表面的某一区域,而表面的其他部分则几乎未被破坏。
(1)无应力条件下的腐蚀形态:电偶腐蚀、小孔腐蚀(点蚀、坑蚀)、缝隙腐蚀、晶间腐蚀、选择性腐蚀、剥蚀(层蚀)、丝状腐蚀等。
(2)有应力条件下的腐蚀形态:应力腐蚀开裂、腐蚀疲劳、磨损腐蚀、氢损伤等。
无应力条件下的腐蚀形态:
a.
电偶腐蚀(galvanic
corrosion):异种金属相互接触,在电解质介质中发生的电化学腐蚀。例:普通碳钢与铜接触,共处于海水中的腐蚀。
b.
小孔腐蚀(pitting
corrosion,又称点蚀、坑蚀):一种腐蚀集中于金属表面很小的范围内并深入到金属内部的腐蚀形态。
小孔腐蚀发生于易钝化的金属,如不锈钢、钛、铝合金等。
c.
缝隙腐蚀(crevice
corrosion):当金属表面上存在异物或结构上存在缝隙时,由于缝内溶液中有关物质迁移困难所引起缝隙内金属腐蚀的现象。
例如,金属铆接板、螺栓连接的结合部等情况下金属与金属形成的缝隙,金属同非金属(包括塑料、橡胶、玻璃等)接触形成的缝隙,以及砂粒、灰尘、脏物及附着生物等沉积在金属表面上形成的缝隙等等。含氯溶液最易引起缝隙腐蚀----缝隙腐蚀的机理?
d.
晶间腐蚀(intergranular
corrosion):
在金属晶粒未受到明显侵蚀情况下,在晶粒边界上发生腐蚀,并沿着晶界向纵深发展的现象。
晶间腐蚀的原因:晶界处存有杂质或合金偏析,如铝合金的铁偏析、黄铜的锌偏析、高铬不锈钢的碳化铬偏析等。
e.
选择性腐蚀(selective
corrosion):
由于合金组分电化学性质的差异或合金组织的不均匀,造成金属中某组分或相优先溶蚀到电解质溶液中的现象。
实例:黄铜脱锌、灰口铸铁的“石墨化”腐蚀
有应力条件下的腐蚀形态:
a.
应力腐蚀开裂(stress
corrosion
cracking):
金属在拉应力和腐蚀介质共同作用下发生的破坏。
三个基本条件:特定的合金成分、足够大的拉应力、特定的腐蚀介质
实例:奥氏体不锈钢--海水(Cl-)、低合金钢—海水(H2S)、铜合金—海水(NH4+)
特点:肉眼难以观察、没有预兆、突然破坏。危害最大的局部腐蚀。
b.
腐蚀疲劳(corrosion
fatigue):金属在交变循环应力和腐蚀介质共同作用下发生的破坏。
特点:最易发生在能产生孔蚀的环境中,蚀孔引起应力集中;对环境没有选择性,氧含量、温度、pH值、溶液成分均可影响腐蚀疲劳
实例:海水中高铬钢的疲劳强度只有正常性能的30%--40%。
c.
氢损伤(hydrogen
damage):由于氢的存在或氢与材料相互作用,导致材料易于开裂或脆断,并在应力作用下发生破坏的现象。
氢损伤的三种形式:氢鼓泡、氢脆、氢蚀。
d.
磨损腐蚀(erosion
corrosion):由于腐蚀介质和金属表面之间的相对运动引起金属的加速破坏或腐蚀。
磨损腐蚀的三种形式:摩振腐蚀、冲击腐蚀(湍流腐蚀)、空泡腐蚀。
摩振腐蚀:又称磨损氧化,发生在大气中。多发部件:引擎、机车、螺栓
冲击腐蚀:湍流对金属突出部位冲击。泵出口处、管路弯头
空泡腐蚀:水泡的水锤作用去除保护膜。螺旋桨叶片、内燃机活塞套
3.
按腐蚀的环境分类:
1)自然环境腐蚀:大气腐蚀、海水腐蚀、土壤腐蚀、微生物腐蚀
2)工业环境介质中的腐蚀:
(1)化工介质中的腐蚀:酸碱盐溶液、有机化合物、含水的有机溶剂介质等
(2)熔融介质中的腐蚀:熔融盐、高温液体金属
4.
按腐蚀的温度分类:
1)常温腐蚀:2)高温腐蚀
5.
按腐蚀时是否有水存在分类:
1)湿腐蚀;2)干腐蚀
§2.1
电化学腐蚀原理
金属与环境介质发生电化学作用而引起的破坏过程称为电化学腐蚀。主要是金属在电解质溶液、天然水、海水、土壤、熔盐及潮湿的大气中引起的腐蚀。它的特点是在腐蚀过程中,金属上有腐蚀电流产生,而且腐蚀反应的阳极过程和阴极过程是分区进行的。
金属的电化学腐蚀基本上是原电池作用的结果。
2.1.1
腐蚀原电池
将锌片和铜片浸入稀硫酸水溶液中,再用导线把它们连接起来组成原电池(图2-1)。这时由于锌的电位较低,铜的电位较高,它们各自在电极/溶液界面上建立的电极过程平衡遭到破坏,并在两个电极上分别进行电极反应,这时就有电流产生。电子自负极通过外导线流向正极,即从锌片流向铜片,电流则从正极流向负极,即从铜片流向锌片。
锌电极(阳极):
Zn→Zn2++2e
(氧化反应)
铜电极(阴极):
2H++2e→H2↑
(还原反应)
整个电池反应
:
Zn+2H+→Zn2++H2↑
铜锌电池作用的结果:锌溶解了,即锌在电解质溶液中受到了腐蚀。所以,电化学腐蚀是原电池作用的结果,这种原电池称为腐蚀原电池.或称腐蚀电池。
铜锌电池中锌电极,因为它是一种较活泼的金属,电位较负,容易失去电子而溶解成为正离子,就遭到腐蚀;而铜的电位较正,不易失去电子,不溶解而不腐蚀。阳极锌与阴极金属电位差愈大,锌的腐蚀速度愈快。如果我们将铜和锌直接接触,并一起浸入稀硫酸水溶液中,也将发生与上述原电池同样的反应(直接接触腐蚀)。
直接接触腐蚀与原电池的区别:锌溶解后所提供的剩余电子不是通过外电路,而是流入与它直接接触的铜,并在铜表面为溶液中的氢离子所吸收,氢气在铜表面形成并逸出。只要溶液中有氢离子存在,阴极反应就会继续进行,锌就会继续溶解。
上述铜锌腐蚀电池铜电极和锌电极尺寸较大,肉眼可见,属于宏观腐蚀电池。但是,通常我们见到的,即使是一块金属,浸入腐蚀介质中,如一块工业用锌放入硫酸溶液中,也会发生溶解。
原因:工业锌中含有铁杂质,杂质电位一般较锌的电位高,于是构成了锌为阳极,杂质为阴极的许许多多微小的腐蚀电池。这种腐蚀电池称为微观腐蚀电池。
2.1.2
腐蚀电池的电极过程
金属电化学腐蚀由下列三个过程组成:
(1)阳极过程,即金属溶解:
Mn+·ne→Mn+
+
ne
(2)电子从阳极区流入阴极区,
(3)阴极过程,从阳极区来的电子被去极化剂(如酸性溶液中的氢离子或中性和碱性溶液中的溶解氧等)所吸收。
例如:氢离子的还原反应
H+
+
e→H
H+H
→H2
发生金属的电化学腐蚀必须具备三个条件:
(1)金属表面上的不同区域或不同金属在腐蚀介质中存在着电极电位差,
(2)具有电极电位差的两电极处于短路状态,
(3)金属两极都处于电解质溶液中。
阳极:金属离子从阳极转入溶液,在阳极-溶液界面上发生氧化反应而释放电子;
阴极:在溶液-电极界面上发生接受电子的还原反应。
这两种反应除有分子、离子外,还有电子参加反应,故叫电化学反应
2.1.3
腐蚀电池的类型
1.
宏观腐蚀电池
(1)异金属电池
这是两种或两种以上不同金属相接触,在电解质溶液中构成的腐蚀电池,又称腐蚀电偶。在实际金属结构中常常有不同金属相接触,可观察到电位较负的金属(阳极)加速腐蚀,而电位较正的金属(阴极)腐蚀减慢,甚至得到保护。构成异金属电池的两种金属电极电位相差愈大,引起的局部腐蚀愈严重。这种腐蚀破坏称为电偶腐蚀。例如,舰船推进器是用青铜制的,舰船在海洋中航行时,由于青铜的电位较高,钢制船体的电位较低,由此构成腐蚀电池,钢制船体成为阳极而遭受腐蚀。
(2)浓差电池(典型的例子是由氧浓差引起的船体水线腐蚀)
同一种金属浸入同一种电解质溶液中,若局部的浓度不同,即可形成腐蚀电池。如船舷及海洋工程结构的水线区域,在水线上面钢铁表面的水膜中含氧量较高;在水线下面氧的溶解量较少,加上扩散慢,钢铁表面处含氧量较水线上要低得多。含氧量高的区域,由于氧的还原作用而成为阴极,溶氧量低的区域成为阳极而遭到腐蚀。由于溶液电阻的影响,通常严重腐蚀的部位离开水线不远,故称水线腐蚀。
(3)温差电池
浸入电解质溶液中金属各部位由于温度不同可能形成温差电池。温差电池腐蚀常发生在热交换器、锅炉等设备中,例如碳钢热交换器,高温部位的碳钢电位低,成为腐蚀电池的阳极;低温部位碳钢电位高,成为阴极,形成了温差电池。
2.
微观腐蚀电池
在同一金属表面上由于电化学不均匀性而产生许多微小电极,形成微观腐蚀电池。引起金属表面电化学不均匀的原因很多,主要有以下几种:
(1)金属化学成分的不均匀性。
一般工业纯金属含有杂质,而工业用金属材料绝大部分为合金,属多相金属,如碳钢中的Fe3C,不同相的化学成分不同,电化学性质就不同,在电解质溶液中形成阴极,则加速基体金属的溶解。合金成分的偏析也会引起电化学不均匀性,形成微电池。
(2)金属组织的不均匀性。
现在工业用金属绝大部分为合金,是多晶体金属,表面存在无数的晶粒边界。晶界存在成分不均的晶体缺陷,在电解质溶液中由于晶格畸变,能量较高显得不稳定,因而先行溶解腐蚀,如不锈钢的晶间腐蚀即属此类。
(3)金属物理状态的不均匀性。
金属在加工和装配过程中常受到局部塑性变形及应力不均匀性。一般变形较大部位成为阳极,如钢板弯曲较大部位总是首先受到腐蚀。金属构件在使用中往往受力不均。经验证明,应力集中部位通常为阳极,首先遭到破坏。
(4)金属表面防护膜的不完整性。
金属表面防护膜不均匀、不完整或有孔隙,则表面膜与孔隙下的基体金属形成微观腐蚀电池。多数憎况下基体金属电位较负,成为微电池的阳极,形成孔-膜电池,常造成点蚀(构成大阴极小阳极的不利情况)。如右图铝合金表面的小孔腐蚀。
§2.2
金属的电极电位
2.2.1
双电层理论
金属在腐蚀介质中产生电化学腐蚀的基本条件之一是金属表面不同区域存在着电极电位差而形成腐蚀原电池,有腐蚀电流产生。原电池产生电流的机理可用双电层理论说明:
金属浸入电解质溶液中,其表面上的金属正离子由于受到极性水分子的吸引,发生水化作用,有进入溶液而形成离子的倾向,将电子留在金属表面。如果水化时所产生的水化能足以克服金属晶格中金属离子与电子间的引力,则金属离子脱离金属表面进入与金属表面相接触的溶液层中形成水化离子,金属晶格上的电子受水分子电子壳层同性电荷的排斥,不能进入溶液,仍然留在金属内。
类型A:金属水化离子带正电,留在金属表面的电子带负电,由于正负电荷相互吸引,于是在与溶液接触的金属表面聚集一定数量的电子,形成了负电层;在与金属接触的溶液层中聚集一定数量金属离子,形成了正电层。即在金属/溶液界面上形成了双电层。
类型B:如果金属离子的键合能超过金属离子的水化能,则金属表面可能从溶液中吸附一部分正离子,结果在金属表面带正电,与金属表面相接触的液层带负电,形成了另一种双电层。(其电位的分布恰好和A类型的双电层相反)
由于双电层的形成,在金属和溶液的界面上产生了电位差
金属电极电位的大小是由金属表面双电层的电荷密度(单位面积上的电荷数)决定的。金属表面的电荷密度与很多因素有关。首先它取决于金属的性质。此外,金属表面状态、温度以及溶液中金属离子的浓度等都对金属的电极电位有影响。它们之间的关系可用能斯特方程式来表示:
EM/Mn+—金属离子活度为α时金属的平衡电极电位;
E0M/Mn+—金属离子活度为1时金属的平衡电极电位(金属的标准电极电位),
R—气体常数;
T—绝对温度;
F—法拉第常数,
n—参与反应的电子数,
αMn+—溶液中的金属离子活度
金属实际腐蚀过程中,电极上可能同时存在两个或两个以上的电极过程,电极上不可能出现物质交换和电荷交换都达到平衡的情况,这种情况下的电极电位称为非平衡电极电位,或称为不可逆电极电位。这里特别指出,非平衡电极电位不服从能斯特方程式,它只能由实验来测定。在研究金属腐蚀时,非平衡电极电位具有很重要的实际意义。
金属电极电位的绝对值,无论是平衡的还是非平衡的,都无法用实验来测定。但是它的相对值则可用比较的方法准确地测定。为此,规定标淮氢电极的电极电位为零。在测定金属电极电位时,将待测电极与标准氢电极组成原电池,此原电池的电动势就是待测电极的电位值。
2.2.2
金属的标准电动序
当金属浸入含有自身离子的电解质溶液中,且离子活度等于1时所测定的电极电位称为该金属的标准电极电位。
金属-金属离子平衡
(单位活度)
电极电位(相对于标准氢电极25
oC,V)
金属-金属离子平衡
(单位活度)
电极电位(相对于标准氢电极25
oC,V)
钝
性
金
属
或
阴
极
Au-Au3+
+1.498
钝
性
金
属
或
阴
极
Co-Co2+
–0.277
Pt-Pt2+
+1.2
Cd-Cd2+
–0.403
Pd-Pd2+
+0.987
Fe-Fe2+
–0.440
Ag-Ag+
+0.799
Cr-Cr3+
–0.744
Hg-Hg2+
+0.788
Zn-Zn2+
–0.763
Cu-Cu2+
+0.337
Al-Al3+
–1.662
H2-2H+
0.000
Mg-Mg2+
–2.363
Pb-Pb2+
–0.126
Na-Na+
–2.714
Sn-Sn2+
–0.136
K-K+
–2.925
Ni-Ni2+
–0.250
表2-1
金属的标准电动序
氢电极实际制作和携带使用都很不方便,在实际使用中广泛使用表2-2所列的参比电极。
电极
电位(相对于标准氢电极25
oC,V)
电极
电位(相对于标准氢电极25
oC,V)
铜/硫酸铜
+0.32
甘汞(当量KCl)
+0.28
银/氯化银/饱和KCl
+0.20
甘汞(饱和KCl)
+0.25
银/氯化银/海水
+0.25
锌/海水
–0.78
表2-2
常用参比电极及其电位(25oC)
§2.3
电极的极化作用
前面介绍了金属发生电化学腐蚀的原因是由于形成了腐蚀原电池。而任一个腐蚀原电池的反应包活两个电极过程及一个液相传质过程。电极过程涉及电极/溶液之间电荷的传递,即在界面上必然发生电极反应。电极反应速度决定于金属溶解的快慢和腐蚀电流的大小。因而我们要弄清影响电极反应速度亦即金属电化学腐蚀速度的各种因素和变化规律,从而提出控制反应速度的有效措施。金属电化学腐蚀过程中所发生的极化作用和去极化作用是影响金属腐蚀速度的主要因素。
2.3.1
电极的极化
一块孤立的金属上同时进行两个电极反应时,能得到某一个稳定的电位。它的数值既不等于阳极反应的平衡电位,也不等于阴极反应的平衡电位,而是介于两者之间。这个现象就是由于电极的极化作用引起的结果。
电池的极化--由于电流流过而引起腐蚀电池两电极间电位差减小的现象,阳极电位向正的方向移动的现象称为阳极极化,阴极电位向负的方向移动的现象称为阴极极化。腐蚀电池极化可使腐蚀电流强度减少,从而降低了金属的腐蚀速度。如果没有极化现象发生,电化学的腐蚀速度要比实际观察到的快几十倍甚至几百倍。所以从电化学保护的观点看,极化作用是非常有利的,探讨产生极化作用的原因及其影响因素,对研究金属腐蚀与防护具有十分重要的意义。
2.3.2
产生极化的原因
腐蚀电池在未接通前,两个电极上都达到电荷平衡,没有电流流过,电路一旦接通,两个电极上的平衡即遭破坏,发生了电子从阳极向阴极转移的过程,随着电子的转移,电极电位发生相应的变化——极化。
1.
阳极极化的原因
阳极过程是金属失去电子,金属离子从晶体转移到溶液中形成水化离子的过程:
只要该过程受到阻滞,就会产生阳极极化,影响上述阳极过程的因素有三:
(1)活化极化(由于溶解后金属离子从电极表面迁移出去的过程受阻所致)
在腐蚀电池中,金属失去的电子通过金属(或导线)可非常迅速地从阳极流到阴极,但金属离子溶解的速度却很慢,这样就引起阳极双电层上负电荷减少,过多的正电荷积累,结果使阳极电位向正的方向移动,产生阳极极化。由于这一原因引起阳极过程阻滞产生的极化称为活化极化,又称电化学极化。
(2)浓差极化(由于水合金属离子的浓度增加而阻滞金属的继续溶解所致)
阳极过程中产生的水化金属离子首先进入阳极表面附近的溶液中,若水化金属离子向外扩散得很慢,就会使阳极附近的液层中金属离子的浓度逐渐增加,阻碍了金属的继续溶解,引起阳极过程阻滞,必然使阳极电位往正的方向移动,产生阳极极化,由此引起的极化称为浓差极化。
(3)电阻极化(电极电阻值的增加阻碍了电子向阴极转移的过程)
某些金属在一定条件下有阳极电流流过时易在表面生成致密的保护膜,使得金属的溶解速度显著降低,电极过程受到阻滞,阳极电位剧烈地向正的方向移动。由于保护膜的形成,使电池系统的电阻也随着增加,故由此引起的极化称为电阻极化。
2.阴极极化的原因
阴极过程是溶液中吸收电子的物质D,亦即去极化剂〔如溶液中的氢离子和溶解氧,又叫做阴极去极化剂),在阴极吸收电子的过程:
D
+
e→[D·e]
影响该过程的因素有两个:
(1)活化极化(接收电子的反应慢)
若由阳极来的电子过多,去极化剂吸收电子的反应慢,则在阴极积累剩余电子,电子密度增加,使阴极电位越来越负,即产生了阴极极化。这种极化亦称为电化学极化。
(2)浓差极化(接收电子的物质,即去极化剂向阴极扩散的速度慢)
溶液中的去极化剂向阴极表面扩散较慢.或阴极反应产物向外扩散较慢,都会引起阴极电位向负的方向移动,引起阴极极化。
2.3.3
极化曲线图
如图2-9所示,用控制电流的方法就可测出不同电流下的电极电位。当可变电阻很大时,外电路流过很小的电流,然后减小可变电阻,外电路电流逐渐增大,这时观察到伏特表上电压的读数减小。当外电路电阻降至最小值,接近电池短路状态时,通过的电流量大,伏特表上的电压最小,这说明通过两个电极的电流愈大,它们的极化愈严重,于是两极间的电位差愈小。
为了单独研究阴极与阳极的极化,可以在上述试验的同时,分别测定它们的电位变化,可得到阴极和阳极的电位随电流增大而变化的曲线,如图2-10所示。此图称为极化曲线图。
2.3.4
腐蚀体系的控制因素
阴极控制的腐蚀过程
金属腐蚀时,电极极化作用主要发生在阴极上,而阳极极化作用较小,如图2-13所示。金属腐蚀速度主要由阴极反应决定。所以,这种条件下可通过改变阴极极化曲线斜率来控制腐蚀速度。例如金属Fe、Cu等在中性或碱性电解液中的腐蚀都与溶解氧在阴极的还原反应有关。采取脱氧的方法,降低溶液中氧的浓度以增加阴极极化阻力,可达到明显的缓蚀效果。
阳极控制的腐蚀过程
金属腐蚀时,电极极化作用主要发生在阳极上,而阴极极化作用较小,如图2-14所示。金属腐蚀速度主要由阳极反应决定。所以任何影响阴极反应的因素都不会使金属的腐蚀速度发生明显变化,而任何能增大阳极极化率极化率的概念是…………………………………………………..待补充
的因素都能使腐蚀速度减小。例如能在溶液中形成钝态的金属或合金,能急剧地降低腐蚀速度(这样可以提高阳极的电位值)。
§2.4
电极的去极化作用
凡是能消除或减少极化作用的电极过程叫做去极化显然去极化会加速腐蚀的进行,与极化对腐蚀速率的影响对比理解。
。阳极发生的去极化作用称为阳极去极化;阴极发生的去极化作用称为阴极去极化。能阻止极化过程进行的物质称为去极化剂海水中常见的去极化剂是O2和H+
(能够吸收电子)。
很显然,去极化的电极过程将大大加快金属的腐蚀速度。所以从防止或减少金属电化学腐蚀的角度出发,不希望有去极化的电极过程产生。为了控制这一过程的进行,需要研究产生去极化作用的原因,以便采取相应的控制措施。
2.4.1
产生去极化作用的原因
1.
阳极去极化的原因
(1)由于阳极保护膜遭到破坏,如不锈钢在硝酸中生成一层氧化物保护膜,从而发生阳极极化。若在溶液中加入氧离子,就会破坏这层保护膜,使不锈钢的腐蚀速度大为增加。
(2)溶解的金属离子加速离开阳极表面,如铜在氨水或铵盐溶液中能生成铜铵络离子[Cu(NH3)4]2+,使阳极表面附近的液层中铜离子浓度降低,金属的腐蚀加快。
2.
阴极去极化的原因
(1)去极化剂容易到达阴极表面,或阴极表面的反应产物向外扩散速度快,就会发生阴极去极化作用,如搅拌溶液可加快阴极反应的进行。
(2)所有能在阴极获得电子的过程都可以产生阴极去极化作用。其中以氢离子的去极化作用和氧去极化作用最为重要。
2.4.2
析氢腐蚀与吸氧腐蚀
1.
析氢腐蚀
金属在酸性溶液中的腐蚀,因溶液中有氢离子存在,常常是氢的去极化作用引起的。氢离子在阴极进行还原反应生成氢气逸出。这时阴极表面被氢气所覆盖,可以将阴极看成是气体氢电极。金属电极与氢电极组成腐蚀电池,当金属的电极电位比氢电极的电位更负其结果是阳极金属被腐蚀,电子从阳极流向阴极。从低电势向高电势移动。
时,两电极就存在电位差,阳极就不断溶解,阴极就不断的析出氢气。这种腐蚀称为析氢腐蚀。
氢在阴极上的去极化过程是复杂的,通常分为以下几个连续的分步骤:
(1)水化氢离子H+·nH2O扩散到阴极表面,
(2)水化氢离子脱水:H+·nH2O→H+
+nH2O
(3)氢离子放电成原子态氢:H+
+
e
→H
(4)氢原子结合成氢分子:H
+
H→H2
(5)氢分子形成气泡从阴极表面逸出。
2.
吸氧腐蚀
当溶液中含有氧,在阴极上将进行氧的去极化反应:
由于阴极上氧去极化反应的进行,促使阳极金属不断腐蚀。这种现象称为氧去极化腐蚀或吸氧腐蚀(因电极反应不断消耗溶解氧)。
许多金属在中性和碱性溶液中,如在海水pH值约等于8,属于弱碱性。
、潮湿的大气和潮湿的土壤中都会产生氧去极化腐蚀。与析氢腐蚀比较,氧去极化腐蚀更为普遍更为重要根据腐蚀电化学过程,发生氧去极化腐蚀的阳极临界电位比轻去极化的电位高。这样绝大部分金属基本上都可以发生这样的腐蚀。
。船舶及海洋工程结构在海洋环境下的腐蚀为典型的氧去极化腐蚀过程。
氧的去极化腐蚀可分为两个基本过程:氧的传输过程和氧分子在阴极上的还原反应过程。
氧的传输过程包括:
(1)空气中的氧穿过溶液界面进入溶液,
(2)溶解氧通过对流、扩散均匀分布于液相中,
(3)由于扩散作用氧穿过紧靠阴极表面的扩散层到达电极表面,形成吸附氧。
氧还原过程,在酸性溶液和中性或碱性溶液中反应机制是不一样的。海洋环境中的腐蚀是中性的海水,其还原反应为
此反应可分两步:
§2.5
金属的钝化
金属的钝化在近代金属腐蚀科学中占有很重要的地位,它不仅具有很重要的理论意义,而且对如何提高金属合金耐蚀性的实际问题,有着独特的现实意义。本来是不耐蚀的材料,在特定的条件下变成耐腐蚀、稳定的金属材料,这种现象称为钝化。
2.5.1
金属钝化的因素
引起金属钝化的因素有两种:化学因素及电化学因素。
化学因素引起的钝化,一般是强氧化剂引起的,如硝酸、硝酸银、氯酸、氯酸钾、重铬酸钾、高锰酸钾以及氧等,也称它们为钝化剂。铁在硝酸中的氧化作用很强,不仅使溶解的Fe2+离子和置换出来的H原子发生氧化,甚至能和铁的表面直接发生作用。
钝化还可能由电化学因素引起。金属变成钝态时出现的普通现象是金属的电极电位向贵金属的方向移动,铁的电位从-0.5-+0.2V升到+0.5-+1.0V,铬的电位从-0.6-+0.4V升到+0.8-+1.0V钝化后电位正移,几乎接近贵金属的正电位值。如果能够维持已提高的正电位,即可实现钝化,提高耐蚀性。用外加电流使金属阳极极化即可达到此目的。
2.5.2
金属的钝化理论
金属由活化状态变为钝态是一个很复杂的过程,至今尚未形成一个完整的理论。目前比较能让大家所接受的是成相膜理论和吸附膜理论。
成相膜理论认为,金属在溶解过程中,表面上生成一种致密的、覆盖性良好的固体产物膜。这些反应产物可视为独立的相(成相膜),它把金属表面和溶液机械地隔离开,使金属的溶解速度降低,即转变成为不溶解的钝态。大量的事实证明,成相膜必须是电极反应形成的固体产物,不能形成固体产物的碱金属氧化物是不会导致钝化的。液相反应产生的沉淀并不具备产生钝态的可能,因为它是疏松的。在金属表面只有生成稳定而致密的固相产物膜才能导致钝化。这些固相产物大多是金属氧化物。这种保护膜的厚度在2—10nm之间。
吸附膜理论认为,要使金属钝化.并不需要形成固态产物膜,而只要在金属表面或部分表面上形成氧或含氧粒子的吸附层就可以使表面钝化,这些粒子在金属表面吸附后,改变了金属/溶液界面的结构,使金属电极反应的活化能显著升高,金属表面本身的反应能力降低,而不是膜的隔离作用。能使金属表面吸附而钝化的粒子有氧原子或OH-。
事实上金属在钝化过程中,在不同的条件下,吸附膜与成相膜可以分别起主要作用。可以认为,钝化的难易主要取决于吸附膜,而钝化状态的维持主要取决于成相膜。
§2.6
金属腐蚀图(E-pH图)
大多数金属腐蚀的过程是电化学过程,其实质是发生了氧化还原反应。氧化还原反应与电解质溶液的酸碱性有关,而很多电极反应的电极电位又是随着pH值而变化的,这就存在着一种可能性,即根据腐蚀介质〔电解质溶液〕的pH值、离子浓度(严格说是活度)与电极反应的电极电位值的相互关系来判断电极反应的方向和反应的产物。
E—pH图,即以电极电位为纵坐标,以介质的pH值为横坐标,就所研究体系的各种化学反应或电化学反应的平衡值而作出曲线图。E一pH图反映了在腐蚀体系中所发生的化学反应与电化学反应处于平衡状态时的电位、pH值和离子浓度的相互关系。
§2.7
影响金属电化学腐蚀的因素
金属的电化学腐蚀速度与一系列的因素有关,总的可分为两大类:内在因素和外在因素的影响。
2.7.1
内在因素的影响
1.
金属元素的化学性质
不同金属的化学活泼性不同,腐蚀速度也不同。—般来说,化学活泼性低的金属,如贵金属Pt、Ag、Au等因化学稳定性好,具有良好的耐腐蚀能力。而化学活泼性高的金属,如Li、Na、K等耐腐蚀性极差。但也有一些金属,如Al,化学活泼性虽高,但因表面容易生成—层致密的氧化物保护膜,所以亦有良好的耐腐蚀性能。总的说来。容易生成保护膜的金属,耐蚀性与保护膜的性质有关;不易生成保护膜的金属,耐蚀性与本身的热力学稳定性,即标准电极电位有关。
2.
合金的成分和组织的影响
合金的耐蚀性受合金元素含量的直接影响。单相固溶体合金的耐蚀性与合金元素的含量之间有一种特殊的关系。固溶体如由两种元索组成,一种组分对某种溶液稳定,另一种组分不稳定,则合金的耐蚀性随稳定组分达一定含量时有含阶式的增加,并不是随稳定金属组分的含量增加而逐渐增加。
在两相或多相合金中,因不同的相有不同的电位,当合金与电解质溶液作用时,合金表面形成腐蚀电池,所以通常比单相合金容易腐蚀,各组织之间的电位差愈大,腐蚀的可能性愈大。
3.
金属变形和应力的影响
金属结构在制造和安装过程中,金属由于受到冷热加工而变形,伴随有内应力产生,在使用中同时承受外载荷。在应力集中处和变形处不仅腐蚀过程加速,而且在许多场合下还可能产生晶间腐蚀或应力腐蚀破坏。
4.
金属表面状态的影响
在大多数的情况下,表面粗加工零件的腐蚀速度比精加工的零件大,这是因为:
(1)粗糙金属表面深沟部分氧的到达比较困难,结果成为阳极,表面部位成为阴极,形成氧的浓差腐蚀电池。
(2)精加工表面的保护膜比粗加工表面的膜致密均匀,故有较大的保护作用。
2.7.2
外界因素的影响
1.
电解质溶液pH值的影响
电解质溶液中的pH值对金属腐蚀的电极过程有较大影响。不管金属发生氢去极化腐蚀或氧去极化腐蚀,溶液中的pH值降低,将会使氢电极和氧电极的电位变正,这样必然会使腐蚀电池的阴极过程更容易进行,引起腐蚀的速度加快。
pH值对金属腐蚀的影响有以下几种情况:
a
腐蚀速度与pH值无关(如图a)
b
溶液酸性或碱性增加腐蚀速度均增大
(如图b)
c
碱性增加腐蚀速度降低(如图c,d)
2.
溶液的成分及浓度的影响
在中性盐溶液中,腐蚀速度与腐蚀产物的溶解度有关。在金属表面的阳极或阴极部分如生成不溶性物质,就会大大降低腐蚀速度,如Na和K的碳酸盐、磷酸盐溶液中,铁的阳极部分能生成难溶性碳酸铁、磷酸铁薄膜,增大了阳极的极化率。硫酸锌溶液能在铁表面阴极部分生成不溶性的氢氧化锌。所以铁与这些盐溶液接触,都会大大降低腐蚀速度。
腐蚀速度还与溶液中的盐浓度有关。多数金属的腐蚀速度随着盐浓度的增加而加快。当浓度进一步增加时,腐蚀速度又逐渐减小,这是因为电解质溶液中氧的溶解度随盐浓度的增加而逐渐降低,去极化作用减小,所以腐蚀速度减慢。
3.
溶液温度的影响
大多数金属的腐蚀速度随温度的升高而加大,这是因为温度升高,溶液中的离子迁移速度加快,加速了阴极过程的进行。但在吸氧腐蚀过程中,氧在80℃以上溶解度急剧减少,腐蚀速度可能减慢。
4.
腐蚀介质流速的影响
在含有空气但不含大量活性离子的稀溶液中(如中性天然水),溶液运动速度对金属腐蚀速度的影响如图所示。起初当流速不高时,随着流速的增加,腐蚀速度显著增加,这是由于溶解氧到达阴极表面的数量增加;当流速相当大时出现了腐蚀速度的降低,这是由于有足够的氧使金属表面钝化形成了保护膜;流速很大时,强烈地冲击作用破坏了保护膜又使腐蚀速度加快。
5.
外力作用对腐蚀过程的影响
许多金属结构和零部件是在遭受腐蚀介质浸蚀的情况下,同时承受外载荷的机械作用,因而使金属的腐蚀破坏行为复杂化。船舶及海洋工程结构物正是在这样的条件下服役的。研究应力与环境共同作用下的腐蚀破坏很有意义。在这种条件下员常见的破坏形式是“应力腐蚀开裂”和“腐蚀菠劳”。
(1)应力腐蚀开裂
金属结构在拉应力或残余应力和特定腐蚀介质联合作用下发生的脆性破坏称为应力腐蚀开裂。
(2)腐蚀疲劳
金属受到交变循环应力和腐蚀介质的联合作用时发生的脆性断裂称为腐蚀疲劳。船舶螺旋桨、尾轴、透平叶片、化工泵的泵轴等都可能发生腐蚀疲劳断裂。
§2.8
海水腐蚀电化学特征
2.8.1
海水的物理化学性质
海水与金属腐蚀有关的物理化学性质主要有盐度、氯度、电导、pH值、溶解氧、温度、流速及海生物等。
盐度:指海水中全部溶解固体与海水重量之比,通常以每1000克海水中所含的克数表示。大洋的盐度一般为33
‰
-37‰。,平均为34.6‰。
氯度:每1000克海水中所含氯的克数。标准海水的氯度为19.381‰。
盐度与氯度之间的大致关系为:
盐度=0.03+1.805×氯度
除此之外,海水的相对密度、电导率、溶解氧、海生物等都与盐度有关。
盐度受降水、蒸发、入海径流的影响而发生变化。若以P代表降水量,E代表蒸发量,则可根据下列经验公式计算一地的海面盐度:
盐度=34.6+0.0175(E-P)
盐度受降水、蒸发、入海径流的影响而发生变化。
1)高纬区域、雨量特别充沛的区域和有大河流入的沿海区域,盐度一般低于33‰;
2)蒸发量很大的红海,盐度可达到或超过40‰。
3)深层和底层海水盐度变幅很小,一般为34.6-35‰。
海水密度约为1.022-1.028g/mL。
海水密度是温度、盐度和压力的函数。温度升高时密度减小,盐度增加时,密度增大。
海水温度因地理位置、海洋深度、季节、昼夜不同在0-35oC变化。
两极、赤道变化幅度:10oC。温带变化幅度:>20oC
青岛:2.7-24.3oC,平均13.6oC。榆林:20.0-32.2oC,平均27oC
海水pH一般在7.5-8.6,呈弱碱性。表层和近表层海水的pH略高,为8.1-8.3。大洋海水的pH略高。
2.8.2
海水腐蚀电化学特征
海水是一种含有多种盐类近中性电解质溶液,并溶有一定量的氧,这就决定了大多数的金属在海水中腐蚀的电化学特征。除电极电化很负的镁及其合金外,所有金属工程材料在海水中都属氧去极化腐蚀,即氧是海水腐蚀的去极化剂。这种腐蚀称吸氧腐蚀或耗氧腐蚀。镁在海水中既有吸氧腐蚀又有析氢腐蚀。
一种金属在海水中,由于金属及合金表面层物理化学性质的微观不均匀性,如成分不均匀性、相分布的不均匀性、表面应力应变的不均匀性、以及界面处海水物理化学性质们微观不均匀性,导致金属–海水界面上电极电位分布的微观不均匀性。这就形成了无数腐蚀微电池。
海水是典型的电解质溶液,金属的海水腐蚀是典型的电化学腐蚀.其主要特点有:
(1)由于海水氯离子含量很高,因此大多数金属如钢、铸铁、锌、镉等,在海水中是不能建立钝态的。海水腐蚀过程中,阳极的阻滞(阳极极化率)很小,因而腐蚀速度相当高。在海水中用提高阳极阻滞的方法提高钢的耐蚀性是很有限的。普通不锈钢,在海水中钝化膜也是不稳定的,不锈钢中添加钼,可降低氯离子对钝化膜的破坏作用。只有以钛、锆、钽、铌为基的少数合金在海水中才能建立稳定的钝态。
(2)除镁以外的绝大多数金属在海水中的腐蚀是依靠氧去极化反应进行的。尽管表层海水被氧所饱和,但氧通过扩散层到达金属表层的速度却是有限的,它小于氧还原的阴极反应速度。在静止状态或海水以不大的速度运动时,阴极过程一般受氧到达金属表面的速度所控制。所以钢、铸铁等在海水中的腐蚀几乎完全决定于阴极阻滞。由于扩散层中氧的扩散通道已经占满,通过合金化或热处理来改变钢中阴极相的数量和分布对腐蚀速度影响并不大。一切有利于供氧的条件,如海浪、飞溅、增加流速,都会促进氧的阴极去极化反应,促进钢的腐蚀。对普通碳钢、低合金钢、铸铁来说,海水环境因素对腐蚀速度的影响远大于钢本身成分和组织的影响
(3)由于海水电导率很大,海水腐蚀的电阻性阻滞很小。所以海水腐蚀中不仅腐蚀微观电池的活性大,腐蚀宏观电池的活性也很大。海水中不同金属接触时很容易发生电偶腐蚀。即使两种金属相距数十米,只要存在电位差并实现电联结,就可能发生电偶腐蚀。
金属在海水中的腐蚀行为按腐蚀速度受控制情况可分为两大类:
第一类金属的腐蚀速度受阴极过程控制。这类金属在海水中不发生钝化,阳极极化率很小,腐蚀速度受氧的扩散控制,增加含氧量,加速氧的扩散会增加腐蚀速度。碳钢、低合金钢、铸铁、锌和铺等属于这一类。
第二类金属的腐蚀速度受表面钝化膜的控制。这类材料有钛、镍基合金、不锈钢及铝合金等。这是一些在海水中能自钝化的金属,其腐蚀速度主要决定于钝化膜的稳定性。钛及其合金的钝化膜在海水中十分稳定,因此基本不腐蚀。普通不锈钢和铝合金钝化膜在海水中不稳定,当供氧不足时,钝化膜很容易破坏而发生点蚀等局部腐蚀。
§2.9
防止海水腐蚀的措施
根据耐腐蚀性能和结构使用性能要求合理选材:合理选材的要求是既能保证结构的承载能力,又能保证在使用期内金属不发生腐蚀破坏,同时还要兼顾经济效益。
阴极保护:采用阴极保护是海水全浸条件下防止金属腐蚀的有效方法。采用牺牲阳极或外加电流对金属构件实施电化学保护,投资少,保护周期长,与涂层联合保护效果更佳。
表面覆盖层保护:海洋工程结构中大量使用低碳钢和低合金钢,这类钢材在海洋环境中不
耐蚀,采用防腐有机涂层是最普遍的防蚀方法,除应用防腐涂料外,有时还采用防污剂防止生物沾污。
1)金属发生电化学腐蚀必须具备的三个条件?
2)微观腐蚀电池的类型?
3)双电层理论简述
4)产生电极极化的原因?
5)腐蚀体系的控制因素?
第五篇:规划原理复习--重点(红色)
城市规划原理(总规部分)复习纲要
一、名词解释:(每题3分,共15分)
1.城市用地:用于城市建设和满足城市机能运转所需要的土地,它们既是指已经建设利用的土地,也包括已列入城市建设规划区范围而尚待开发使用的土地。
2.城市人口:指那些与城市的活动有密切关系的人口,他们常年居住在城市的范围内,构成了该城市的社会,是城市经济发展的动力、建设的参与者,又都是城市的服务对象,他们赖城市以生存,又是城市的主人。
3.城市建设用地:指城市市区范围内实际建设发展起来的非农业生产建设地段,也包括设置在近邻但与城市的各项市政设施有密切联系的其他城市建设用地(如机场、铁路编组站、污水处理厂、通讯电台等)。也就是市区或城区用地面积,除去水面、山地、农田以及暂时不宜建筑的地域。
4.居住区:泛指不同居住人口规模的居住生活聚居地。特指被城市干道或自然分界线围合,并与居住人口规模(3万---5万)相对应,配建有一套完整的能满足该区居民物质与文化生活所需的公共服务设施的居住生活聚居地。
5.建筑密度:是恒量土地上建筑密集程度的指标,即用地上建筑的基底面积占建筑用地的百分比。
6.城市性质:指各城市在国家经济和社会发展中所处地位和所起的作用,是指各城市在全国城市网络中的分工和职能。
7.绿化覆盖率:是反映城市绿化效果的一个指标,是指乔、灌木和多年生草本植物的覆盖面积占城市规划用地的百分比。乔、灌木按树冠投影估算,树冠下的灌木和草木不再重复计算。
8.热岛效应:城市由于建筑密集,生产和生活活动过程释放出大量热量,出现市区气温比郊外高的现象,即所谓城市的“热岛效应”。
9.容积率:是衡量土地开发强度的一个指标,即用地上的总建筑面积与总用地面积的比值。
10.铁路枢纽:在铁路网的交叉点或铁路网的尽端,有几个协同作业的专业车站与线路组成整体。
11.居住小区:由城市道路或城市道路与自然界线(如河流)划分的、具有一定规模的、并不为城市干道所穿越的完整地段,区内设有一整套满足居民日常生活需要的基层公共服务设施和机构。
12.千人指标:是根据建筑不同性质而采用不同的定额单位来算建筑面积和用地面积。
13.城市建设用地:指城市市区范围内实际建设发展起来的非农业生产建设地段,也包括设置在近邻但与城市的各项市政设施有密切联系的其他城市建设用地(如机场、铁路编组站、污水处理厂、通讯电台等)。也就是市区或城区用地面积,除去水面、山地、农田以及暂时不宜建筑的地域。
14.城市对外交通:以城市为基点,与城市外部进行联系的各类交通运输的总称。
15. 城市用地标准:是总体规划远期用地控制标准,也是城市确定详细规划定额指标的依据。包括城市建设地标准、城市单项建设用地标准、城市建设用地结构三部分。
16.城市规划:对一定时期内城市的经济和社会发展、土地利用、空间布局,以及各项建设的综合部署,具体安排和实施管理。
17.城市规划纲要:城市总体规划的重大原则的纲领性文件,是编制城市总体规划的依据。城市总体规划纲要的成果包括文字说明和必要的示意性图纸。
18.风向频率图:累计某一时期内各个方位风向次数,并以占该时期内累计各不同风向总次数的百分比。
19.城市绿地:是用以栽植树木花草和布置配套设施,基本上由绿色植物所覆盖,并赋以一定的功能与用途的场地。城市绿地是构成城市自然环境基本的物质要素。同时城市绿地的质和量乃是反映城市生态质量和城市文明的标志之一。
二、 填空题:(每题0.5分,共10分)
1. 1898年英国人霍华德在他的著作《明天-----一条引向真正改革的和平道路》提出了“田园城市”理论。
2. 我国将城市分为五类:工业城市、交通港口城市、中心城市、县城、特殊职能城市。
3. 邮电设施用地属于城市用地分类中市政公用设施用地,其代码为U。
4. 计算城市人口发展规模的方法有劳动平衡法、职工带眷系数法、综合平衡法。
5. “雅典宪章”中指出城市规划的目的是解决居住、工作、游憩与交通四大活动的正常进行。
6. 从城市使用的观点看,仓库可分为:储备仓库、转运仓库、供应仓库、收购仓库。
7. 城市用水包括工业用水、生活用水、消防用水。
8. 工业用地的适用坡度为0.5%--2%,居住用地的适用坡度为0.3%--10%。
9. 按照国标《城市用地分类与规划建设用地标准》规范,城市用地划分为大类、中类和小类三级。
10.居住区绿化的标准可按人均绿地面积和绿化覆盖率来衡量。
11.在研究城市人口的年龄构成时,通常根据年龄统计作出年龄构成图百岁图。
12.详细规划阶段的竖向设计方法有设计等高线法、高程箭头法、纵横断面法。
13.殡葬设施用地属于城市用地分类中市政公用设施用地,其代码为U。
14.按劳动构成,城市人口可分为基本人口、服务人口、和被抚养人口。
15.原始固定居民点的两大特点:迎水、向阳。
16.工业对环境的污染包括三废(废水、废气、废渣)和噪声。
17.城市道路系统形式有方格棋盘式、环形放射式、混合式。
18.居住区规划设计中沿街建筑长度超160米时应设消防通道。
19.城市中居住用地指标包括居住用地占城市总用地的比重和居住用地人均指标两部分。
20.居住区绿化的标准可按人均绿地面积和绿化覆盖率来衡量。
21.当住宅区内红线大于10米的道路与城市道路相交时,其交角不宜小于75度。
22.五层住宅山墙临居住小区道路时,建筑应退后道路2米。
23.城市规划的调查研究工作一般分三个方面现场踏勘,资料的收集整理,分析研究。
24. 各级公共建筑合理的服务半径为:居住区级800-1200米,居住小区级400-500米,居住组团级
150-200米。
25. 居住区商业服务设施的基本布置方式有两种:一是设在住宅或其它建筑的底层,二是独立设置。
26. 居住区绿化的标准可按每居民平均占有多少平方米绿地面积和整个居住区用地的绿化复盖率两种
指标来衡量。
27. 根据居住区的功能组织和居民对绿地的使用要求采取集中与分散,重点与一般,点、线、面相结
合的原则。
28. 居住区的用地根据不同的功能要求,一般可分为以下4类:住宅用地,公共服务设施用地,道路
用地,公共绿地。
29.按劳动构成,城市人口可分为基本人口、服务人口、和被抚养人口。
30.城市规划的调查研究工作一般分三个方面现场踏勘,资料的收集整理,分析研究。
31.在研究城市人口的年龄构成时,通常根据年龄统计作出年龄构成图百岁图。
32.详细规划阶段的竖向设计方法有设计等高线法、高程箭头法、纵横断面法。
33.管线工程综合一般可分为规划综合,初步设计综合,施工详图的检查三个工作阶段。
34.中学属城市用地大类中居住用地,其用地代码为R。
35. 最早城市的产生是人类社会第二次劳动大分工的结果。
36.人类社会第二次劳动大分工的标志是商业、手工业与农牧业的分工。
37.《雅典宪章》核心的规划思想是功能分区。
38. 地下水按其成因与埋藏条件可分为上层滞水、潜水、承压水,能作为城市水源的为潜水、承压水。
39. 城市总体规划的期限一般为20年。
40. 根据国家《城市用地分类与城市规划用地标准》的规定,Ⅲ级城市,规划人均用地指标为90.1~
105m2/人。
41. 城市道路分为快速路、主干路、次干路、支路。
42. 高层建筑与多层建筑的防火间距不小于9米。
43. 城市用水分为生活用水、生产用水、市政用水、消防用水以及水厂自身用水、管网漏失水量、其
他未预见水量等。
三、 简答题(40分)
1.简述卫星城镇理论的发展过程(4分)
1) 卧城--- 除了居住建筑之外,还有起码的生活福利机构。
2) 半独立--除了居住建筑外,还设有一定数量的工业企业和服务设施,使一部分居民就地工作,
另一部分居民仍去母城工作。
3) 独立--- 城内有必要的生活服务设施,而且还有一定的工业,居民的工作和生活基本上可以就
地解决。
2.简述各种对外交通运输方式及其特点(10分)
1) 铁路;良好的通过能力和较高的速度,运量大,成本低,不受季节和气候条件限制,可保证中
途的经常不断运输;但投资多,对铁轨、机车的技术要求较高;
2) 公路;运输速度较高,投资较省,道路容易修建,基本可保证不间断运输,可达性最强,适合
中短途运输;但运量较小;
3) 水道运输量大,投资省,成本低,对城市的干扰较少,但速度较慢。海洋及大江适合中长途运
输,内河则适合中短途运输;
4) 航空运输速度最高,特别适合长途客运,必将随着经济的发展而成为城市重要的运输方式,但
成本高运量少,且受气候条件限制,对城市的干扰较大。
3.简述城市园林绿地的分类及功能(8分)
1) 城市园林绿地分为公共绿地、专用绿地、街坊庭院绿地、道路绿地、生产防护绿地和风景旅游区等;
2) 改善自然环境:防风固沙,保持水土,净化空气,吸尘减噪;
3) 调节小气候;改善空气湿度、温度,吸收有害气体,释放氧气;
4) 美化城市环境;园林绿地景色宜人,丰富了城市空间景观,并为居民提供了休憩的场所;
5) 战备、防震、抗灾功能。
4.对于防震区的居住区规划应注意哪些问题(8分)
1) 居住区的用地选择避开不稳定地段。
2) 考虑适当的安全疏散用地,便于居民避难和搭建临时避震棚屋之用。
3) 居住区内的道路应平缓畅通,便于疏散,并布置在房屋倒塌范围之外。
4) 居住区内的各类建筑除考虑建筑物设防烈度外,房屋形体尽可能简单,同时还必须采用合理层数、
间距和建筑密度。
5.简述城市人口变化的主要原因(4分)
1) 主要是两个方面:自然增长、机械增长。
2) 自然增长指人口再生产的变化量,即出生与死亡的净差值。
3) 机械增长指由于人口迁移,所年形成的变化量,即一定时期内,迁入城市的人口与迁出城市的人口的净差值。
6.简述“人车分行”交通方式原则(6分)
1) 进入住宅区后步行通路与汽车通路在空间上分开,设置步行路与车行路两个独立的路网系统;
2) 车行路应分级明确;
3) 在车行路周围或尽端应设置适当数量的住户停车车位;
4) 步行路应该贯穿于住宅区内部。
7.简述仓库用地布置的一般原则(6分)
1) 满足仓库用地的一般技术要求。
2) 有利于交通运输。
3) 有利于建设,有利于经营使用。
4) 有足够的用地,并有一定的发展余地,尽量节约用地。
5) 沿河布置仓库时,必须留出岸线,照顾城市居民在生活、游憩利用河(海)岸线的需要。
6) 注意城市环境的保护,防止污染,保证城市安全,应满足有关卫生安全方面的要求。
8.简述郊区的功能(6分)
1)提供良好的生态环境。
2)为城市设施提供分布空间。
3)为市区供应农副产品。
4)作为市民的游憩基地。
5)接纳市区疏解的人口。
6)协同市区发展经济。
9.简述用地评定的含义及其把用地分为哪几类(8分)
城市用地的评定是在调查分析自然环境各要素的基础上,按照规划与建设的需要,以及整备用地在工程技术上的可能性与经济性,对用地的环境条件进行质量评价,以确定用地的适用程度。 通常将用地分成三类。
一类用地:是指用地的自然环境条件比较优越,能适应各项城市设施的建设需要,一般不需或只需稍加工程措施即可用于建设的用地。
二类用地:是指需要采取一定的工程措施,改善条件后才能够修建的用地。
三类用地:是指不适于修建的用地。
10.简述居住区商业服务中心的布置方式(6分)
沿街线状布置;
独立地段成片集中布置;
沿街和成片集中相结合的布置方式。
11.简述居住区道路分级标准(4分)
居住区级道路,红线20—30米;
居住小区级道路,红线10—14米;
居住组团级道路,路面4—6米;
宅间小路,路幅宽度不宜小于2.5米。
12.分析“人车分行”交通方式产生的原因(4分)
保证居住区内部居住生活环境的安静与安全;
避免区内大量私人机动车交通对居住生活质量的影响。
13.简述居住区供水系统的分类(6分)
分类供水系统;
分压供水系统;
分质供水系统。
14. 我国居住区的合理规模是多少?
确定居住区的合理规模需要考虑哪几方面的因素?(8)
答:人口一般以3—5万人为宜,其用地规模应在50—100公顷左右。
(1)设置居民区级商业、文化、医疗等公共服务设施的经济性和合理的服务半径。
(2)城市道路交通方面的影响。
(3)居民行政管理体制方面的影响。
15. 居住区规划设计的安全要求有哪些?(15)
A、防火
当两建筑物的相对山墙无门窗时,火灾蔓延的可能性较小,其间距可适当减少,但不应小于3.5米,以保证消防车的通行,当建筑沿街布置时从街坊内部通向外部的人行通道的间距不能超过80米,而当建筑长度超过160米时,应留出消防车的通道,其净宽和净高都不应小于4米。为了考虑消防用水的需要,在居住区内还必须设置室外消为栓,每个消火栓的服务半径为150米。
B、震灾
(1)居住区用地的选择。
(2)应考虑适当的安全疏散用地
(3)居住区内的道路应平缓畅通
C、人防
(1)人防建筑应贯彻“平战结合”的原则
(2)人防地下建筑应与地下工程管网的规划设计密切配合,统一考虑。
16.简述居住区道路的分级?(6)
根据功能要求和居住区规模的大小,居住区道路一般可分为三级或四级
第一级:居住区级道路——是居住区的主要道路,用以解决居住区的内外联系。车行道宽度不应小于9米,红线宽度一般为20-30米;
第二级:居住小区级道路——是居住区的次要道路,用以解决居住区内部的联系。车行道宽度一般为7米,红线宽度根据规划要求确定。
第三级:居住组团级道路——是居住区内的支路,用以解决住宅组群的内外联系。车行道宽度一般为4米。
第四级:宅前小路——即通向各户或各单元门前的小路,一般宽度为3米。
此外,在居住区内还可能有专供步地的林荫步道,其宽度根据规划设计的要求而定。
17. 述居住区道路系统的基本形式?(6)
居住区的道路系统根据不同的交通组织方式基本上可分为三种形式:
(1)人车交通分流的道路系统。
(2)人车混行的道路系统。
(3)人车部分分流的道路系统。
18.居住区绿地系统的组成包括哪几部分?(6)
(1)公共绿地
(2)公共建筑和公用设施专用绿地
(3)宅旁和庭院绿地
(4)街道绿地
19.管线综合中管线处理冲突的一般原则(6分)
(1)没有修建让已建成的
(2)临时让永久
(3)小让大
(4)压力让重力自流
(5)可弯曲让不易弯曲
20.分析比较城市交通性道路和生活性道路的特点。(6分)
(1)交通性道路主要解决城市中各用地分区之间的交通联系以及与城市对外交通枢纽之间的联系。其特点是;行车速度快,车流量大,交通性质以货运为主,车道宽,行人少,道路平面线型要符合高速行车的要求,道路两侧避免布置吸引大量人流的公共建筑;
(2)生活性道路主要解决城市各分区内部的生产和生活活动的交通需要。其特点是;车速较低,交通性质以客运为主,行人为主,车道宽度可稍窄一些,路两侧可布置为生活服务的人流较多的公共建筑和停车场地。
21.简述邻里单位理论(8分)
1、20世纪30年代,先在美国,后在欧洲,提出“邻里单位”理论;
2、老的居住区路格很小,儿童上学及居民购买日常的必需品,必须穿越城市道路,很不安全;住宅大都沿街周边布置,朝向不好,建筑密集,沿街噪声大;
3、邻里单位”内设置小学,保证儿童上学不穿越交通道路,并以此来控制和计算“邻里单位”的人口及用地规模;
4、邻里单位”内设置为居民服务的常用公共建筑和设施;
5、“邻里单位”内外道路要有分工,防止外部交通穿过;
6、建筑的布置要较多的考虑朝向和间距。
22.我国城市按人口规模可分几类?(4分)
1、人口大于100万人,特大城市;
2、人口大于50万人,大城市;
3、人口20~50万人,中等城市;
4、人口小于20万人,小城市。
23. 城市建设用地平衡表的作用(6分)
1、反映土地使用的水平和比例,作为调整用地和制定规划的依据。
2、用以比较城市之间建设用地的情况。
3、作为规划管理单位审定城市建设用地的依据。
四、 绘图题(20分)
1.图示并说明卡洪城(Kahun)平面(4分)
2.图示几种排水管网布置形式(4分)
3.图示几种居住小区内部道路布置形式(4分)
4.图示并说明周王城想象图平面(4分)
5.住宅群体平面组合中行列式的布置手法及特点(4分)
6.图示几种典型城市道路横断面形式(6分)
7.图示并说明“田园城市”方案图(4分)
8.住宅群体平面组合中行列式的布置手法及特点(4分)
9.住宅群体争取日照的规划设计措施(6分)
10.图示几种给水管网布置形式(4分)
11.图示并说明什么是滑坡和崩塌(6分)
12.绘图表示道路的画法(平面、立面)并说明几条线的名称及道路用地的组成。(4分)
13. 地下水的组成示意图。(4分)
五、 简要论述公路线路与城市的联系(8分)
1. 公路既是城镇的对外交通,又是城镇的主要道路。
2. 将过境交通引至城市外围通过,避免进入市区产生干扰。
3. 公路离开城市,与城市的联系采用入城道路引入。
4. 城市部分交通干道与公路联接。
5. 设城市环路环绕于城市中心区外围,环路是交通性干道。
6. 以公路组成城市外环道路,兼作城市近郊工业区之间联系的交通性干道。
7. 公路从城市功能分区之间通过。
8. 发展高速公路或立体交通。
六、 简述居住区规划中如何做到节约用地(7分)
1. 住宅底层布置公共建筑;
2. 合理利用住宅间用地;
3. 空间借用;
4. 少量住宅东西向布置;
5. 高低层住宅混合布置;
七、 试分析城市的形成。(8分)
1.居民点形成。
2.城
3.市
4.第二次劳动大分工
八、 市中心区在交通组织上应考虑哪几点?(10)
(1)市中心是居民活动大量集中的地方,在这范围内的交通以步行为主。为了接纳和疏散大量人流,必须有便捷的公共交通联系。
(2)疏解与中心活动无关的车行交通。如有大量城市交通通过,可开辟与市中心主干道相平行的交通性道路,或在市中心地区外围开辟环行道路,或将通过的交通改为地下行驶,或控制车辆的通行时间的方向。
(3)中心区四周布置足够的停车设施。
(4发展立体交通,建设步行桥或隧道,以减少人车冲突。
(5)中心区规模相当大时,可划定一定范围作为步行区。
九、 举例说明完善城市道路系统的几种措施。(10分)
通常采用车辆分流的办法。
1、在城市中心地区开辟步行街和步行区。
2、建立自行车系统。
3、开辟快速公共客运车道
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