Zn是應(yīng)用最廣泛的金屬之一,由于在大氣環(huán)境下具有較高的耐蝕性,因此經(jīng)常在鋼鐵腐蝕防護(hù)工程中用于制作耐蝕性涂層。Zn的腐蝕與大氣環(huán)境密切相關(guān),對(duì)含有Cl^-和/或SO₂的高溫高濕大氣極為敏感。在大氣環(huán)境下,根據(jù)腐蝕時(shí)間的長(zhǎng)短可將Zn的腐蝕分解為兩個(gè)過(guò)程:在液滴下的初期腐蝕過(guò)程和在薄液膜下的長(zhǎng)期腐蝕過(guò)程。同時(shí),Zn在液滴下的初期腐蝕行為將對(duì)長(zhǎng)期腐蝕造成影響。本研究主要關(guān)注Zn及鍍鋅鋼在模擬環(huán)境下的腐蝕行為和機(jī)理,包括:純Zn在液滴下的初期腐蝕行為及機(jī)理,探討了環(huán)境濕度對(duì)初期腐蝕行為的影響;分析了純Zn在模擬海洋大氣環(huán)境、工業(yè)大氣環(huán)境、混合大氣環(huán)境下的腐蝕動(dòng)力學(xué)特征與銹層形貌及成分之間的關(guān)系;探究了鍍鋅鋼在模擬廣州大氣環(huán)境下腐蝕動(dòng)力學(xué)與銹層成分、結(jié)構(gòu)、電化學(xué)性能之間的具體聯(lián)系。主要結(jié)論如下:在不同環(huán)境濕度下,Zn表面的液滴將表現(xiàn)出不同的演變行為:不發(fā)生邊界現(xiàn)象（60%RH）;向外鋪展（70%&80%RH）;向外鋪展并產(chǎn)生微液滴（90%RH）;當(dāng)液滴鋪展和微液滴同時(shí)發(fā)生時(shí),液滴中心將在腐蝕過(guò)程中持續(xù)作為主要的陽(yáng)極區(qū)發(fā)生金屬溶解反應(yīng),主液滴邊緣、... 

【文章來(lái)源】：河南農(nóng)業(yè)大學(xué)河南省

【文章頁(yè)數(shù)】：85 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

Zn大氣腐蝕的動(dòng)力學(xué)示意圖

9潮解；可能來(lái)自于近海岸的浪花碎片；也可能來(lái)自于晝夜交替時(shí)的自然結(jié)露[19,23,24,49]。這些液滴帶有不同的離子成分，在Zn表面具有不同的腐蝕行為，生成不同的腐蝕產(chǎn)物，并進(jìn)一步影響Zn的長(zhǎng)期腐蝕行為和壽命。在半球形液滴下，氧氣的傳輸差異將導(dǎo)致在液滴周邊和液滴中心分別建立陰極區(qū)和陽(yáng)極區(qū)[87,88]。在液滴下分離陽(yáng)極和陰極區(qū)域?qū)?dǎo)致液滴中離子種類和濃度，腐蝕電流和金屬表面電位等的時(shí)空變化[51-55,65,79,80,89-98]。這些變化將造成在液滴的不同區(qū)域生成不同的腐蝕產(chǎn)物，這些腐蝕產(chǎn)物的聚集不僅將改變材料表面的吸濕能力，還將在材料表面再次潤(rùn)濕時(shí)，使得不同位置具有不同的腐蝕發(fā)生能力，進(jìn)而影響金屬長(zhǎng)期腐蝕過(guò)程。1.7本文的研究思路及方法考慮到液滴腐蝕的普遍存在及其對(duì)長(zhǎng)期腐蝕過(guò)程的影響，本論文首先研究了純Zn在液滴下的初期腐蝕行為及機(jī)理，探討了環(huán)境濕度對(duì)初期腐蝕行為的影響；隨后，研究了Zn在不同模擬大氣環(huán)境中的腐蝕演化行為及腐蝕特征，主要包括：探討了Zn在典型大氣環(huán)境：海岸大氣環(huán)境、工業(yè)大氣環(huán)境及混合（海岸+工業(yè)）大氣環(huán)境下的腐蝕動(dòng)力學(xué)特征，以及腐蝕動(dòng)力學(xué)特征與銹層結(jié)構(gòu)和成分之間的關(guān)系。最后，研究了Zn的主要工業(yè)產(chǎn)品——鍍鋅鋼在模擬廣州市大氣環(huán)境下的腐蝕演化規(guī)律，探究了在該模擬環(huán)境下的腐蝕動(dòng)力學(xué)與銹層演化過(guò)程中銹層成分、結(jié)構(gòu)、電化學(xué)性能之間的具體聯(lián)系。下圖給出了本文的技術(shù)路線圖。圖1-3本研究技術(shù)路線圖Fig.1-3Technicalroadmapforthisstudy

102研究材料與方法2.1實(shí)驗(yàn)材料與實(shí)驗(yàn)樣品制備2.1.1實(shí)驗(yàn)材料實(shí)驗(yàn)材料選用購(gòu)買的葫蘆島純Zn錠，鋅錠成分標(biāo)準(zhǔn)為：鋅(Zn)≥99.995%，鉛(Pb)≤0.003%，鎘(Cd)≤0.002%，鐵(Fe)≤0.001%，銅(Cu)≤0.001%，錫(Sn)≤0.001%。在模擬廣州市大氣腐蝕實(shí)驗(yàn)及室外曝曬實(shí)驗(yàn)中，采用工業(yè)鍍鋅鋼板，鍍鋅鋼板采用熱浸鍍鋅工藝生產(chǎn)。工業(yè)鍍鋅時(shí)使用的Zn的純度＞99.99%。鍍鋅層厚度＞100μm。2.1.2樣品制備將Zn錠切割成30mm×30mm×5mm和10mm×10mm×3mm尺寸的樣品。其中30mm×30mm×5mm尺寸樣品用于制銹和腐蝕增重失重試驗(yàn)。樣品使用環(huán)氧樹脂封裝，控制裸露面積為30mm×30mm，密封后的樣品見圖2-1。隨后樣品經(jīng)水磨砂紙打磨至800#，經(jīng)酒精沖洗，冷風(fēng)吹干后放入干燥其中備用。圖2-1制銹及增重失重試驗(yàn)樣品示意圖Fig.2-1Schematicdiagramofthesampleusedinrustandweightmeasurement電化學(xué)實(shí)驗(yàn)采用10mm×10mm×3mm樣品，同樣采用環(huán)氧封裝，在樣品背部焊接導(dǎo)線。樣品經(jīng)水磨砂紙打磨至800#，經(jīng)酒精沖洗吹干備用。電化學(xué)樣品見圖2-2。圖2-2電化學(xué)測(cè)試試驗(yàn)樣品示意圖Fig.2-2Schematicdiagramofthesampleusedinelectrochemicaltest


本文編號(hào)：3070154