本文關(guān)鍵詞：內(nèi)生非晶復(fù)合材料在不同溶液中的腐蝕機(jī)理研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近些年,由于塊體非晶合金具有高彈性極限、高強(qiáng)度和高硬度等優(yōu)異的力學(xué)性能,在工程應(yīng)用領(lǐng)域上引起了人們濃厚的興趣。單相塊體非晶合金的塑性變形是通過高度局域剪切變形來完成的,盡管,在剪切帶內(nèi)塑性應(yīng)變程度非常大,可是在試樣斷裂前,因?yàn)榧羟袔У臄?shù)量很少,所以塊體非晶合金在室溫下的斷裂行為表現(xiàn)行為是沒有宏觀塑性變形的脆性斷裂形式。這一缺陷也限制了塊體非晶合金在許多工程領(lǐng)域上的應(yīng)用范圍。于是,鑒于晶體材料中,材料的位錯(cuò)具有增殖的特性,人們?cè)诜蔷a(chǎn)過程中,引入了具有不同強(qiáng)度和彈性模量的增韌第二相,通過這些增韌第二相對(duì)單一剪切帶在滑移時(shí)的阻礙過程,促使多重剪切帶的產(chǎn)生和滑移,這是目前可以有效提高塊體非晶合金塑性的重要方法。于是,人們?cè)谠瓉韱蜗鄩K體非晶合金的基礎(chǔ)上,又開發(fā)出了具有彌散分布第二相的內(nèi)生非晶復(fù)合材料,這在很大程度上提高了非晶合金的塑性。但是,對(duì)該類材料的腐蝕性能研究,目前人們所做的工作很少,主要研究還是大多集中在單相塊體非晶合金的腐蝕性能研究。本文主要研究了Ti_(40)Zr_(24)V_(12)Cu_5Be_(19)和Ti_(46)Zr_(20)V_(12)Cu_5Be_(17)非晶復(fù)合材料在不同溶液中的腐蝕行為,溶液濃度對(duì)Ti_(46)Zr_(20)V_(12)Cu_5Be_(17)非晶復(fù)合材料腐蝕性為的影響,以及在相同溶液環(huán)境下,材料的尺度對(duì)Ti_(46)Zr_(20)V_(12)Cu_5Be_(17)非晶復(fù)合材料的腐蝕行為的影響。Ti_(40)Zr_(24)V_(12)Cu_5Be_(19)和Ti_(46)Zr_(20)V_(12)Cu_5Be_(17)非晶復(fù)合材料通過電弧熔煉制得,電化學(xué)腐蝕試驗(yàn)和化學(xué)腐蝕試驗(yàn)均在室溫下進(jìn)行。電化學(xué)實(shí)驗(yàn)方法包括動(dòng)電位極化曲線法、交流阻抗譜法和恒電位法,化學(xué)腐蝕浸泡時(shí)間均為7天。腐蝕溶液包括體積濃度為0.1%、1%和10%的硫酸以及體積濃度為0.1%、1%和10%的鹽酸,體積濃度40%的氫氧化鈉和3.5%的氯化鈉。試樣尺寸分別為2 mm、3 mm和6 mm。并采用XRD、EDS、SEM和XPS等分析測(cè)試手段對(duì)試樣腐蝕后的組織結(jié)構(gòu)、表面形貌和元素分布進(jìn)行分析,研究表明:1.Ti_(40)Zr_(24)V_(12)Cu_5Be_(19)非晶復(fù)合材料在10%的硫酸、體積濃度40%的氫氧化鈉和3.5%的氯化鈉溶液中進(jìn)行腐蝕實(shí)驗(yàn)時(shí),在氯化鈉中表現(xiàn)出了最好的抗腐蝕性能和鈍化性能,自腐蝕電流密度和鈍化電流密度分別為10~(-7) A/cm~2和10~(-6) A/cm~2,在氯化鈉溶液中材料的抗點(diǎn)蝕性能最差,在氫氧化鈉中材料的抗腐蝕性能和鈍化性能最差,自腐蝕電流密度和鈍化電流密度均為10~(-4)A/cm~2。非晶基體相比于枝晶第二相,表現(xiàn)出了更優(yōu)異的抗腐蝕性能。XRD分析結(jié)果表明,非晶基體表面產(chǎn)生了抗腐蝕性更好的鈍化產(chǎn)物,從而引起電偶效應(yīng),進(jìn)一步加速了枝晶第二相的腐蝕。2.Ti_(46)Zr_(20)V_(12)Cu_5Be_(17)非晶復(fù)合材料在硫酸和鹽酸中均表現(xiàn)出了隨著酸濃度的增加,材料的抗腐蝕性能下降的趨勢(shì),在相同濃度下,材料在硫酸中表現(xiàn)出了更好的抗腐蝕性能和鈍化性能。EDS結(jié)果分析表明,隨著酸濃度的增加,材料表面的Ti和Zr元素含量逐漸減少,導(dǎo)致表面鈍化膜致密性的下降,從而加快了材料的腐蝕速度。3.Ti_(46)Zr_(20)V_(12)Cu_5Be_(17)非晶復(fù)合材料在相同酸濃度環(huán)境下,6 mm的試樣材料的抗腐蝕性能和鈍化性能最好,自腐蝕電流密度和鈍化電流密度分別為10~(-6) A/cm~2和10~(-5) A/cm~2,2 mm試樣材料的抗腐蝕性能和鈍化性能略差,自腐蝕電流密度和鈍化電流密度分別為10~(-5 )A/cm~2和10~(-3) A/cm~2。通過XPS分析,發(fā)現(xiàn)兩者表面形成的鈍化產(chǎn)物有較大差異,6 mm的試樣表面形成了更致密的鈍化產(chǎn)物,對(duì)材料表面起到了更好地保護(hù)作用。
【關(guān)鍵詞】：非晶復(fù)合材料 極化曲線 交流阻抗 抗腐蝕性能 鈍化性能
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TB304
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-24
• 1.1 非晶合金定義10-13
• 1.1.1 非晶合金的概述10
• 1.1.2 非晶的結(jié)構(gòu)與性能及應(yīng)用10-12
• 1.1.3 非晶合金的制備12-13
• 1.2 非晶復(fù)合材料的概述13-14
• 1.3 腐蝕的概述14-21
• 1.3.1 腐蝕的定義14-15
• 1.3.2 材料腐蝕與防護(hù)的意義15-16
• 1.3.3 材料腐蝕的分類16-17
• 1.3.4 腐蝕科學(xué)與防護(hù)技術(shù)的研究進(jìn)展17-18
• 1.3.5 非晶合金腐蝕研究進(jìn)展18-21
• 1.4 研究意義及研究?jī)?nèi)容21-24
• 第二章 實(shí)驗(yàn)方法24-30
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料及制備24-26
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料24
• 2.1.2 非晶復(fù)合材料的熔煉24-26
• 2.1.3 腐蝕式樣的制備及實(shí)驗(yàn)操作步驟26
• 2.2 實(shí)驗(yàn)原理26-27
• 2.2.1 極化曲線26
• 2.2.2 交流阻抗譜26-27
• 2.3 微觀組織分析27-30
• 2.3.1 XRD衍射分析（XRD）27
• 2.3.2 顯微組織分析（SEM）27
• 2.3.3 能譜分析（EDS）27-28
• 2.3.4 化學(xué)成分分析（XPS）28-30
• 第三章 Ti_(40)Zr_(24)V_(12)Cu_5Be_(19)在不同溶液中的腐蝕行為研究30-38
• 3.1 引言30
• 3.2 微觀結(jié)構(gòu)30-31
• 3.3 電化學(xué)和化學(xué)腐蝕特性31-34
• 3.4 微觀組織結(jié)構(gòu)和成分變化34-37
• 3.5 本章小結(jié)37-38
• 第四章 不同尺度的Ti_(46)Zr_(20)V_(12)Cu_5Be_(17)在不同酸溶液中的腐蝕行為研究38-60
• 4.1 引言38
• 4.2 組織結(jié)構(gòu)38-39
• 4.3 在H_2SO_4溶液中的腐蝕行為研究39-46
• 4.3.1 在H_2SO_4溶液中的電化學(xué)腐蝕性能39-44
• 4.3.2 組織的形貌變化分析44-46
• 4.4 在HCl溶液中的腐蝕行為研究46-51
• 4.4.1 在HCl溶液中的電化學(xué)性能46-48
• 4.4.2 組織的形貌變化分析48-51
• 4.5 相同成分不同尺寸的試樣的電化學(xué)行為研究51-53
• 4.6 XPS檢測(cè)分析53-57
• 4.7 本章小結(jié)57-60
• 第五章 結(jié)論60-62
• 參考文獻(xiàn)62-68
• 致謝68-70
• 攻讀碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文70

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