【摘要】：空泡腐蝕的發(fā)生會嚴重影響電子液冷系統(tǒng)的正常運行。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。在此基礎上,通過腐蝕電化學技術,研究了在空化條件下,鑄鋁在冷卻液中腐蝕電化學動力學過程。最后,采用現(xiàn)代表面分析技術,研究了鑄鋁在冷卻介質中表面膜的形成機制以及空化作用下的損傷機制,揭示了電化學作用與流體力學之間的協(xié)同機制。研究結果表明:電化學腐蝕與空化作用之間的協(xié)同效應導致鑄鋁空泡腐蝕失重隨空化作用時間的增大而增大,其空泡腐蝕速率隨空化作用時間先增大后減小。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,電化學與空化作用之間的協(xié)同效應仍然會促進鑄鋁的空泡腐蝕�？栈饔秒m然使陰極氧擴散過程有所增強,但是卻促進了鑄鋁發(fā)生鈍化,抑制了其陽極過程。因此,腐蝕過程以陽極過程控制為主。當添加此陽極型緩蝕劑后,有效地抑制了鑄鋁的電化學腐蝕,從而降低了電化學腐蝕與空化作用間的協(xié)同效應,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)在電化學阻抗譜的低頻處出現(xiàn)感抗弧,并且有兩個時間常數(shù)。隨著空化作用時間的增大,鑄鋁的反應電阻逐漸減小。進一步表明空化作用對電化學腐蝕具有促進作用。當添加緩蝕劑后,鑄鋁的電化學阻抗譜為一個變形的容抗弧,電極動力學過程為兩個時間常數(shù)。一旦受到空化作用,其電化學阻抗譜在高頻為一個容抗弧,中高頻出現(xiàn)感抗弧,低頻出現(xiàn)容抗弧,時間常數(shù)變?yōu)槿齻�。表明在這種情況下,鑄鋁的空泡腐蝕機理更為復雜。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逐漸脫落,在其表面形成坑、洞。同時,空化作用促進了 AlOOH和A1203的形成。陽極型緩蝕劑的添加,有利于促進鑄鋁表面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。研究進一步表明,鑄鋁在冷卻介質中的空泡腐蝕受協(xié)同效應影響,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中的腐蝕模型。
【圖文】：

２．１實驗材料逡逑本實驗采用的實驗材料為鑄鋁（牌號為ＺＬ１０１），其元素組成如下表２－１所逡逑示；鑄鋁按照ＡＳＴＭＧ３２－１６標準加工，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實驗介質和溶液配制逡逑２．２．１實驗藥品逡逑本實驗需要兩種冷卻介質，，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驗采用的空泡腐蝕儀器按照ＡＳＴＭ邋Ｇ３２－１６標準，由無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成，逡逑超聲波發(fā)生器將電信號轉換成機械振動，再通過傳動桿將振動傳輸?shù)皆嚇由�，由逡逑此來模擬空泡腐蝕。同時，調節(jié)超聲發(fā)生器的電壓可以模擬不同強度的空泡腐蝕。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逡逑Ｆｉｇ．邋２－２邋Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ邋ｃａｖｉｔａｔｉｏｎ邋ｔｅｓｔｉｎｇ邋ｍａｃｈｉｎｅ逡逑２．３．２其他實驗儀器和材料逡逑下表２－４是本實驗中所用到的其他儀器和材料。逡逑１７逡逑
【學位授予單位】：北京化工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TG178

【參考文獻】

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本文編號：2643383