本文關鍵詞：硝酸鋅和硝酸銅污染砂土對X70鋼的腐蝕試驗研究

  更多相關文章： X70鋼 砂土腐蝕 重金屬污染土 掃描電鏡(SEM) 極化曲線(PC) 電化學阻抗譜(EIS) 能譜(EDS)

【摘要】：通過室內模擬試驗,采用宏觀圖像、掃描電鏡(SEM)、極化曲線(PC)、電化學阻抗譜(EIS)和能譜(EDS)等測試技術,研究了X70鋼在重金屬硝酸鋅和硝酸銅污染砂土中的腐蝕行為及機理。X70鋼腐蝕宏觀及微觀形貌表明,硝酸銅污染砂土較硝酸鋅污染砂土對X70鋼的腐蝕程度嚴重,且隨著硝酸銅含量的增長腐蝕程度越來越大。硝酸鋅污染砂土和硝酸銅污染砂土對X70鋼的腐蝕類型均為低含量時的局部腐蝕和高含量時的不均勻全面腐蝕。能譜(EDS)分析結果表明,硝酸鋅污染砂土中X70鋼的腐蝕產物由外層的含鋅化合物以及內層的含鐵化合物組成;硝酸銅污染砂土中X70鋼的腐蝕產物主要由內層的銅單質、外層的含鐵化合物和含銅化合物組成。極化曲線(PC)分析結果得出,硝酸鋅和硝酸銅均加速了X70鋼的腐蝕;硝酸鋅污染砂土中X70鋼的腐蝕速率隨時間增長而增大,且在不同腐蝕時間下,低含量時腐蝕速率均達到最大;腐蝕7d時,腐蝕速率隨硝酸鋅含量的增大呈先增、后減、再增的變化過程,腐蝕速率峰值出現(xiàn)在硝酸鋅含量為0.2%時;腐蝕35d時,腐蝕速率隨硝酸鋅含量的增大呈先增、后減、再趨于穩(wěn)定的變化過程,腐蝕速率峰值出現(xiàn)在硝酸鋅含量為0.1%時;硝酸銅污染砂土中X70鋼在35d時的腐蝕速率隨硝酸銅含量的增大而急劇提高,當硝酸銅含量提高至1.0%之后,腐蝕速率又隨著含量的增大急劇降低;X70鋼的自腐蝕電位隨著硝酸銅含量的提高大幅正移。由X70鋼的電化學阻抗譜(EIS)分析可知,在無污染砂土中X70鋼電化學阻抗譜的Nyquist圖在7d時和35d時均由兩個容抗弧組成;在硝酸鋅污染砂土中,X70鋼在7d時的電化學阻抗譜Nyquist圖由高頻區(qū)容抗弧、中低頻區(qū)容抗弧以及低頻區(qū)的感抗弧組成;35d時的Nyquist圖則由高頻區(qū)的容抗弧以及低頻區(qū)的Warburg阻抗組成;在硝酸銅污染砂土中,X70鋼在腐蝕35d時的電化學阻抗譜Nyquist圖在低含量時呈現(xiàn)兩個容抗弧,而在高含量時低頻區(qū)出現(xiàn)了Warburg阻抗。由腐蝕機理分析可知,X70鋼在硝酸鋅污染砂土中腐蝕的陽極過程為鐵的氧化反應,陰極過程為氧的還原和氫的還原反應,這里的H+是由Zn2+水解作用而生成的;X70鋼在硝酸銅污染砂土中腐蝕的陽極過程為鐵的氧化反應,陰極過程則由Cu2+、氧、氫的還原反應共同組成。
【關鍵詞】：X70鋼 砂土腐蝕 重金屬污染土 掃描電鏡(SEM) 極化曲線(PC) 電化學阻抗譜(EIS) 能譜(EDS)
【學位授予單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TU411
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 主要符號說明11-12
• 第1章 緒論12-22
• 1.1 前言12
• 1.2 土壤對鋼的腐蝕研究現(xiàn)狀12-17
• 1.2.1 土壤對鋼的腐蝕特性13-14
• 1.2.2 鋼在土壤中腐蝕的電化學過程14
• 1.2.3 影響土壤對鋼腐蝕的因素14-17
• 1.3 重金屬污染土研究現(xiàn)狀17-20
• 1.3.1 重金屬污染土的來源17-18
• 1.3.2 重金屬污染土的危害18-19
• 1.3.3 重金屬污染土的防治19-20
• 1.3.4 重金屬污染土對鋼的腐蝕研究現(xiàn)狀20
• 1.4 本文的研究內容及意義20-22
• 第2章 試驗方案22-28
• 2.1 主要儀器22-23
• 2.1.1 CS350電化學工作站22-23
• 2.1.2 TM-3000掃描電鏡23
• 2.2 試驗材料23-26
• 2.2.1 試驗裝置設計23-24
• 2.2.2 試驗土樣準備24-25
• 2.2.3 X70鋼試樣準備25-26
• 2.3 試驗過程26-28
• 2.3.1 電化學測試26-27
• 2.3.2 宏微觀圖像采集及能譜分析27-28
• 第3章 X70鋼在硝酸鋅污染砂土中的腐蝕試驗研究28-60
• 3.1 宏觀腐蝕形貌28-30
• 3.2 微觀腐蝕形貌30-37
• 3.2.1 X70鋼在無污染砂土中的微觀腐蝕形貌30-33
• 3.2.2 X70鋼在硝酸鋅污染砂土中的微觀腐蝕形貌33-37
• 3.3 腐蝕產物能譜（EDS）分析37-41
• 3.4 極化曲線（PC）分析41-50
• 3.4.1 X70鋼腐蝕7天時的極化曲線41-46
• 3.4.2 X70鋼腐蝕35天時的極化曲線46-48
• 3.4.3 X70鋼極化曲線隨時間的變化48-50
• 3.5 電化學阻抗譜（EIS）分析50-58
• 3.5.1 X70鋼腐蝕7天時的電化學阻抗譜50-53
• 3.5.2 X70鋼腐蝕35天時的電化學阻抗譜53-56
• 3.5.3 X70鋼電化學阻抗譜隨時間的變化56-58
• 3.6 腐蝕機理分析58-59
• 3.7 本章小結59-60
• 第4章 X70鋼在硝酸銅污染砂土中的腐蝕試驗研究60-78
• 4.1 宏觀腐蝕形貌60-63
• 4.2 微觀腐蝕形貌63-67
• 4.3 腐蝕產物能譜（EDS）分析67-68
• 4.4 極化曲線(PC)分析68-72
• 4.5 電化學阻抗譜（EIS）分析72-76
• 4.6 腐蝕機理分析76
• 4.7 本章小結76-78
• 第5章 X70鋼在兩種污染砂土中腐蝕試驗對比分析78-88
• 5.1 宏觀腐蝕形貌對比分析78-80
• 5.2 微觀腐蝕形貌對比分析80-81
• 5.3 腐蝕產物能譜（EDS）對比分析81-82
• 5.4 極化曲線（PC）對比分析82-85
• 5.5 電化學阻抗譜（EIS）對比分析85-86
• 5.6 本章小結86-88
• 第6章 結論與展望88-90
• 6.1 結論88-89
• 6.2 展望89-90
• 參考文獻90-96
• 致謝96-97
• 攻讀學位期間的成果97

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本文編號：873273