發(fā)布時間：2020-05-16 11:16

【摘要】：含氯環(huán)境在能量轉換,化學和冶金工業(yè)中廣泛遇到,例如燃煤鍋爐、垃圾焚燒爐和聚合物分解工廠。生物質燃燒系統(tǒng)中最嚴重的腐蝕問題是由于生物質和廢物燃料燃燒產(chǎn)生的煙氣中存在堿金屬氯化物,包括C12、HCl和沉積的氯鹽。目前,除了對一些純金屬的氯化進行了較徹底的研究外,大部分對氯化腐蝕的了解是源于現(xiàn)行服役材料的腐蝕行為。本文采用元素粉末反應合成法,利用固相偏擴散的原理進行固相燒結制備Ni-Cr-Fe、Ni-Cr-Si多孔材料。通過用自制的氯氣發(fā)生設備對其在干燥氯氣環(huán)境的高溫氯化反應和在KCl鹽膜下的熱腐蝕行為研究,采用SEM(EDX),XRD等手段分析其腐蝕機理,在制得新型耐氯氣腐蝕多孔材料的同時加強氯化腐蝕機理的基礎研究,豐富氯化腐蝕數(shù)據(jù)。KCl的存在會加重Ni-Cr-Fe、Ni-Cr-Si兩種Ni基多孔材料的氧化腐蝕,但其在800℃+KCl鹽膜下依舊保持良好的抗熱腐蝕性能。在500℃時,兩種Ni基多孔材料在氯氣環(huán)境中均表現(xiàn)出良好的抗氯化腐蝕性能,預氧化能提高樣品的抗高溫氯化腐蝕能力,且Ni-Cr-Si多孔材料的抗高溫氯化腐蝕性能要優(yōu)于Ni-Cr-Fe多孔材料。涂敷了 KCl鹽膜后的Ni基多孔材料在800℃環(huán)境下顯示拋物線質量增加。暴露40h后,兩類多孔樣品具有相似的腐蝕形貌,表現(xiàn)為總厚度約10μm的雙層氧化物,這取決于元素的選擇性氧化。Ni-Cr-Fe多孔材料向外生長的氧化層主要由含鐵,鉻和鎳的尖晶石氧化物NiFe2O4和NiCr2O4組成,氧化層有很多孔洞并且從基材剝離;內向生長部分為Cr2O3。Ni-Cr-Si多孔材料向外生長的氧化層主要由NiO,含鉻和鎳的尖晶石氧化物NiCr2O4組成,內層主要為Cr2O3。高溫下Cl2對Ni基多孔材料的侵蝕主要分為三個過程:Cl2與金屬基體之間的初始反應;金屬氯化物的揮發(fā);氯化物的再氧化。氯氣優(yōu)先與合金中元素反應形成對應氯化物揮發(fā)并向外輸送。在氧分壓較高的情況下,氯化物會轉化成對應的氧化物,所需的氧分壓較低的將在靠近基體內側優(yōu)先轉化,進而在樣品表面形成分層的腐蝕界面。在500℃高溫氯氣環(huán)境下暴露30天后,未預氧化Ni-Cr-Fe多孔材料增重為25.2%,表面腐蝕產(chǎn)物主要為NiCl2,Cr2O3和(Cr,Fe)2O3;預氧化后Ni-Cr-Fe多孔材料增重為19.1%,表面腐蝕產(chǎn)物主要為NiCl2、CrCl3、Cr2O3和(Cr,Fe)2O3;未預氧化的Ni-Cr-Si多孔材料增重為7.4%,預氧化后的Ni-Cr-Si多孔材料增重為6.7%,未預氧化的樣品和預氧化后的樣品主要腐蝕產(chǎn)物基本一致,為NiCl2、CrCl3和Cr2O3。
【圖文】：

于５００°Ｃ、６００°Ｃ的溫度下腐蝕３０天。每間隔一定的時間將樣品取出后冷卻到室溫稱逡逑重并記錄。每組樣品所測量的數(shù)據(jù)為三個，根據(jù)所得的增重數(shù)據(jù)的平均值繪制腐蝕逡逑動力學曲線。圖２－２所示為自制氯氣腐蝕設備示意圖。并對樣品進行了預氧化處理再逡逑進行相同實驗，探討了預氧化工藝對其抗氯化腐蝕性能的影響。逡逑１＾１邋ＥＥＥＥＥＥ邋；ｅ｜ｅＥＥ邐（0□□）00邐＾邋‘逡逑邐邐［▲空管式“＆逡逑圖２－２邋Ｈ制氯氣腐蝕設備示意圖逡逑Ｆｉｇ．邋２－２邋Ｔｈｅ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｈｏｍｅｍａｄｅ邋ｃｈｌｏｒｉｎｅ邋ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ邋ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ逡逑１３逡逑

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【學位授予單位】：湘潭大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TB383.4

【參考文獻】

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2 張軻,牛焱,吳維;NiCr合金在KCl-ZnCl_2鹽膜下含氯氧化性氣氛中的腐蝕[J];材料研究學報;2004年04期

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6 李遠士,牛焱,吳維_

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