本文關(guān)鍵詞：304不銹鋼在蝕孔模擬溶液中的腐蝕行為研究

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【摘要】：本文通過動電位極化曲線、電化學(xué)阻抗譜、化學(xué)浸泡、開路電位、pH連續(xù)監(jiān)測極化過程、X射線衍射以及三位視頻顯微鏡技術(shù)共同研究了304不銹鋼在蝕孔模擬溶液中的腐蝕行為,該蝕孔模擬溶液是基于304不銹鋼在3.5%NaCl水溶液中點蝕過程產(chǎn)生的濃縮性酸性溶液,模擬了金屬離子在蝕孔內(nèi)部的作用和水解的程度,測定了模擬溶液對304不銹鋼點蝕的動力學(xué)信息,并對其中的機理進行了探討,主要研究內(nèi)容及結(jié)果如下:利用動電位極化曲線、電化學(xué)阻抗譜和X射線衍射等研究了304不銹鋼在FeCl_3溶液體系中的電化學(xué)信號和溶液的化學(xué)特征,以此表征Fe~(3+)對304不銹鋼點蝕行為變化規(guī)律,結(jié)果表明,Fe~(3+)水解是因為Fe~(3+)和水中的OH-發(fā)生絡(luò)合作用,溶液pH值隨濃度升高呈線性下降趨勢,當(dāng)FeCl_3溶液濃度為3.5 mol/L時,水解出氫離子濃度達到2.421 mol/L;自腐蝕電流密度Jcorr在濃度3.2 mol/L達到最大15.86 mA/cm2,隨后濃度至3.5 mol/L時,自腐蝕電流密度不再變化,表明了穩(wěn)態(tài)蝕孔生長后期,主要是受腐蝕產(chǎn)物擴散控制。運用電化學(xué)阻抗譜、動電位極化曲線及三維視頻顯微鏡等技術(shù)研究了Fe~(2+)對304不銹鋼點蝕行為和Fe~(3+)之間的關(guān)聯(lián),結(jié)果表明,隨著FeCl2溶液濃度的升高,304不銹鋼的自腐蝕電位正移,自腐蝕電流密度逐漸增大,而保護電位負移;當(dāng)FeCl2溶液濃度至飽和濃度3.5 mol/L,水解出氫離子濃度為0.132 mol/L,自腐蝕電流密度為0.285 mA/cm2;FeCl_3溶液和FeCl2溶液相比較,兩者的氫離子濃度差值和自腐蝕電流密度的差值均達到一個數(shù)量級,表明了304不銹鋼腐蝕過程中,陽極過程為金屬的活性溶解,陰極過程主要是氫去極化作用,Fe~(3+)水解程度強于Fe~(2+)水解程度。利用動電位極化曲線、化學(xué)浸泡及三維視頻顯微鏡等技術(shù)研究了蝕孔內(nèi)模擬溶液對304不銹鋼點蝕的機理進行了探討。結(jié)果表明了金屬溶解速率最大的模擬液濃度為2.5 mol/L,2.5 mol/L可能為304不銹鋼亞穩(wěn)態(tài)蝕孔向穩(wěn)態(tài)蝕孔過渡的臨界濃度;飽和模擬溶液的開路電位最終穩(wěn)定在-0.345 V,推測穩(wěn)態(tài)蝕孔生長后期,蝕孔底部電位可能是-0.345 V。通過對三種飽和溶液的pH值測定及自腐蝕電流密度的測量,結(jié)果是自腐蝕電流密度與氫離子濃度之間的曲線呈正相關(guān),且隨溶液濃度降低,金屬溶解速度逐漸下降,說明了蝕孔生長過程中,蝕孔內(nèi)部金屬離子呈濃度梯度分布,可能呈現(xiàn)稀釋鈍化作用。
【關(guān)鍵詞】：不銹鋼 動電位極化曲線 蝕孔模擬液 水解 pH
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG172
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-20
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 不銹鋼點蝕概述11-14
• 1.2.1 不銹鋼點蝕的形核機理11-12
• 1.2.2 點蝕過程12-14
• 1.3 蝕孔的生長14-17
• 1.3.1 Galvele的局部酸化模型14-15
• 1.3.2 點蝕形貌15-16
• 1.3.3 鹽膜16-17
• 1.3.4 蝕孔蓋17
• 1.4 點蝕的研究方法17-19
• 1.4.1 極化曲線測量17-18
• 1.4.2 電化學(xué)交流阻抗技術(shù)18
• 1.4.3 化學(xué)浸泡法18
• 1.4.4 電化學(xué)噪聲測量18-19
• 1.4.5 激光電子散斑干涉技術(shù)19
• 1.5 研究內(nèi)容及意義19-20
• 第2章 實驗方法20-25
• 2.1 實驗材料20-21
• 2.2 實驗介質(zhì)21-22
• 2.3 實驗儀器22
• 2.4 Fe~(3+)水解及其對304不銹鋼點蝕行為的影響22-23
• 2.5 Fe~(2+)水解及其對304不銹鋼點蝕行為的影響23-24
• 2.6 蝕孔內(nèi)模擬液對304不銹鋼點蝕行為的影響24-25
• 第3章 Fe~(3+)水解及其對304不銹鋼點蝕行為的影響25-42
• 3.1 前言25
• 3.2 Fe~(3+)水解對pH值的影響25-27
• 3.3 電化學(xué)分析27-32
• 3.3.1 水解對開路電位的影響27-29
• 3.3.2 動電位極化曲線29-30
• 3.3.3 電化學(xué)阻抗譜30-32
• 3.4 亞穩(wěn)態(tài)蝕孔向穩(wěn)態(tài)蝕孔的動力學(xué)分析32-35
• 3.5 化學(xué)浸泡35-40
• 3.5.1 化學(xué)浸泡對宏觀腐蝕形貌的影響35-37
• 3.5.2 腐蝕動力學(xué)分析37-38
• 3.5.3 化學(xué)浸泡對微觀腐蝕形貌的影響38-40
• 3.6 Fe~(3+)水解對304不銹鋼腐蝕機理的分析40
• 3.7 本章小結(jié)40-42
• 第4章 Fe~(2+)對304不銹鋼點蝕行為的影響42-54
• 4.1 前言42
• 4.2 Fe~(2+)水解對蝕孔內(nèi)pH值的影響42-43
• 4.3 Fe~(2+)水解對304不銹鋼的電化學(xué)測試的影響43-48
• 4.3.1 304不銹鋼在FeCl2溶液中的開路電位43-44
• 4.3.2 不同濃度下304不銹鋼對FeCl2溶液的熱力學(xué)分析44-45
• 4.3.3 動電位極化曲線測試45-46
• 4.3.4 電化學(xué)阻抗測試46-48
• 4.4 Fe~(2+)水解對亞穩(wěn)蝕孔生長轉(zhuǎn)變穩(wěn)態(tài)蝕孔的分析48-50
• 4.5 極化對pH值的影響50-52
• 4.6 本章小結(jié)52-54
• 第5章 蝕孔內(nèi)模擬液對304不銹鋼點蝕行為的影響54-68
• 5.1 前言54
• 5.2 蝕孔模擬液水解對pH值的影響54-55
• 5.3 電化學(xué)測試55-58
• 5.3.1 動電位極化曲線55-56
• 5.3.2 電化學(xué)阻抗56-58
• 5.4 蝕孔模擬液水解對點蝕過程的影響58-64
• 5.4.1 蝕孔模擬液水解對亞穩(wěn)態(tài)點蝕的動力學(xué)分析58-60
• 5.4.2 蝕孔模擬液水解對亞穩(wěn)態(tài)點蝕的電化學(xué)分析60-62
• 5.4.3 模擬液浸泡時間對開路電位的影響62-63
• 5.4.4 模擬液水解對蝕孔生長的影響63-64
• 5.5 點腐蝕機理的探討64-67
• 5.6 本章小結(jié)67-68
• 第6章 結(jié)論68-69
• 參考文獻69-74
• 攻讀碩士期間發(fā)表論文74-75
• 致謝75-76

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本文編號：592794