發(fā)布時(shí)間：2020-04-28 11:02

【摘要】：空泡腐蝕的發(fā)生會(huì)嚴(yán)重影響電子液冷系統(tǒng)的正常運(yùn)行。本文利用空泡腐蝕儀,采用失重法研究了鑄鋁在冷卻液中的空泡腐蝕行為。在此基礎(chǔ)上,通過(guò)腐蝕電化學(xué)技術(shù),研究了在空化條件下,鑄鋁在冷卻液中腐蝕電化學(xué)動(dòng)力學(xué)過(guò)程。最后,采用現(xiàn)代表面分析技術(shù),研究了鑄鋁在冷卻介質(zhì)中表面膜的形成機(jī)制以及空化作用下的損傷機(jī)制,揭示了電化學(xué)作用與流體力學(xué)之間的協(xié)同機(jī)制。研究結(jié)果表明:電化學(xué)腐蝕與空化作用之間的協(xié)同效應(yīng)導(dǎo)致鑄鋁空泡腐蝕失重隨空化作用時(shí)間的增大而增大,其空泡腐蝕速率隨空化作用時(shí)間先增大后減小。緩蝕劑的添加能夠抑制鑄鋁的空泡腐蝕,有利于防止鑄鋁的腐蝕。但是,并不能完全抑制腐蝕的發(fā)生。所以,電化學(xué)與空化作用之間的協(xié)同效應(yīng)仍然會(huì)促進(jìn)鑄鋁的空泡腐蝕�？栈饔秒m然使陰極氧擴(kuò)散過(guò)程有所增強(qiáng),但是卻促進(jìn)了鑄鋁發(fā)生鈍化,抑制了其陽(yáng)極過(guò)程。因此,腐蝕過(guò)程以陽(yáng)極過(guò)程控制為主。當(dāng)添加此陽(yáng)極型緩蝕劑后,有效地抑制了鑄鋁的電化學(xué)腐蝕,從而降低了電化學(xué)腐蝕與空化作用間的協(xié)同效應(yīng),使鑄鋁在冷卻液中的腐蝕減輕。在乙二醇基水溶液中,空化作用使鑄鋁表面氧化膜破壞,形成坑、洞,表現(xiàn)在電化學(xué)阻抗譜的低頻處出現(xiàn)感抗弧,并且有兩個(gè)時(shí)間常數(shù)。隨著空化作用時(shí)間的增大,鑄鋁的反應(yīng)電阻逐漸減小。進(jìn)一步表明空化作用對(duì)電化學(xué)腐蝕具有促進(jìn)作用。當(dāng)添加緩蝕劑后,鑄鋁的電化學(xué)阻抗譜為一個(gè)變形的容抗弧,電極動(dòng)力學(xué)過(guò)程為兩個(gè)時(shí)間常數(shù)。一旦受到空化作用,其電化學(xué)阻抗譜在高頻為一個(gè)容抗弧,中高頻出現(xiàn)感抗弧,低頻出現(xiàn)容抗弧,時(shí)間常數(shù)變?yōu)槿齻�(gè)。表明在這種情況下,鑄鋁的空泡腐蝕機(jī)理更為復(fù)雜。在乙二醇基水溶液中,鑄鋁表面氧化膜成分主要是AlOOH、硅氧化物和硅酸鹽。一旦發(fā)生空化作用,鑄鋁表面的硅氧化物和硅酸鹽會(huì)逐漸脫落,在其表面形成坑、洞。同時(shí),空化作用促進(jìn)了 AlOOH和A1203的形成。陽(yáng)極型緩蝕劑的添加,有利于促進(jìn)鑄鋁表面AlOOH和A1203的形成,與氮和磷形成混合型的緩蝕膜,抑制了鑄鋁表面坑、洞和裂縫的形成,從而有效的減弱了鑄鋁的空泡腐蝕。研究進(jìn)一步表明,鑄鋁在冷卻介質(zhì)中的空泡腐蝕受協(xié)同效應(yīng)影響,并且是由腐蝕引起的磨損腐蝕控制�；诖�,提出了鑄鋁在冷卻介質(zhì)中的腐蝕模型。
【圖文】：

２．１實(shí)驗(yàn)材料逡逑本實(shí)驗(yàn)采用的實(shí)驗(yàn)材料為鑄鋁（牌號(hào)為ＺＬ１０１），其元素組成如下表２－１所逡逑示；鑄鋁按照ＡＳＴＭＧ３２－１６標(biāo)準(zhǔn)加工，上端為方形，下端是螺桿，如下圖２－１所逡逑示：逡逑表２－１鑄鋁成分表（Ｗｔ％）逡逑Ｔａｂｌｅ邋２－１邋Ｔｈｅ邋ｃｈｅｍｉｃａｌ邋ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｃａｓｔ邋ａｌｕｍｉｎｕｍ邋（Ｗｔ％）逡逑Ｓｉ邐Ｆｅ邐Ｍｎ邐Ｍｇ邐Ｎｉ邐Ｚｎ邐Ｔｉ邐Ａ１逡逑５．５－６．５邐＜１．２邐＜０．８邐０．１－０．５邐＜０．５邐＜０．１邐＜０．２５邐余量逡逑ｍ：ｌ：＇逡逑雷ｍ逡逑圖２－１鑄鍋逡逑Ｆｉｇ．邋２－１邋ｃａｓｔ邋ａｌｕｍｉｎｕｍ逡逑２．２實(shí)驗(yàn)介質(zhì)和溶液配制逡逑２．２．１實(shí)驗(yàn)藥品逡逑本實(shí)驗(yàn)需要兩種冷卻介質(zhì)，，一種為乙二醇水溶液，另一種是添加了緩蝕劑的逡逑新型冷卻液，其主要藥品以及生產(chǎn)廠家如下表２－２。逡逑１５逡逑

２．３．１空泡腐蝕儀器逡逑本實(shí)驗(yàn)采用的空泡腐蝕儀器按照ＡＳＴＭ邋Ｇ３２－１６標(biāo)準(zhǔn)，由無(wú)錫市華能超聲電逡逑子有限公司制造，如下圖２－２所示。該儀器由超聲波裝置和冷卻裝置兩部分構(gòu)成，逡逑超聲波發(fā)生器將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成機(jī)械振動(dòng)，再通過(guò)傳動(dòng)桿將振動(dòng)傳輸?shù)皆嚇由�，由逡逑此�?lái)模擬空泡腐蝕。同時(shí)，調(diào)節(jié)超聲發(fā)生器的電壓可以模擬不同強(qiáng)度的空泡腐蝕。逡逑■ｔｉｍｉ逡逑邐逡逑Ｉ邐１逡逑Ｉ邋Ｈｉ邋Ｊ逡逑W逡逑圖２－２超聲波金屬材料空蝕機(jī)逡逑Ｆｉｇ．邋２－２邋Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ邋ｃａｖｉｔａｔｉｏｎ邋ｔｅｓｔｉｎｇ邋ｍａｃｈｉｎｅ逡逑２．３．２其他實(shí)驗(yàn)儀器和材料逡逑下表２－４是本實(shí)驗(yàn)中所用到的其他儀器和材料。逡逑１７逡逑
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TG178

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2643383