【摘要】：含氯環(huán)境在能量轉(zhuǎn)換,化學(xué)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(zhì)燃燒系統(tǒng)中最嚴(yán)重的腐蝕問題是由于生物質(zhì)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(yīng)合成法,利用固相偏擴散的原理進行固相燒結(jié)制備Ni-Cr-Fe、Ni-Cr-Si多孔材料。通過用自制的氯氣發(fā)生設(shè)備對其在干燥氯氣環(huán)境的高溫氯化反應(yīng)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(chǔ)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(yù)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(zhì)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(nèi)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(nèi)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(yīng);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(yīng)形成對應(yīng)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(zhuǎn)化成對應(yīng)的氧化物,所需的氧分壓較低的將在靠近基體內(nèi)側(cè)優(yōu)先轉(zhuǎn)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(yù)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(yù)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(yù)氧化的Ni-Cr-Si多孔材料增重為7.4%,預(yù)氧化后的Ni-Cr-Si多孔材料增重為6.7%,未預(yù)氧化的樣品和預(yù)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(xué)曲線。圖２－２所示為自制氯氣腐蝕設(shè)備示意圖。并對樣品進行了預(yù)氧化處理再逡逑進行相同實驗，探討了預(yù)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(shè)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(xué)位授予單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TB383.4

【參考文獻】

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6 李遠(yuǎn)士,牛焱,吳維_

本文編號：2666653