【摘要】：污損生物在海洋工程設(shè)施上的附著及所造成的危害已成為阻攔人類向海洋進軍的重要問題。針對這一問題,本文利用雙層輝光等離子滲金屬技術(shù)在Q235鋼表面制備滲銅層,希望在海洋污損生物附著的第一、二階段減緩或抑制其形成,以期起到防污效果并對后續(xù)課題提供基礎(chǔ)研究。探索出制備滲銅層的工藝參數(shù)為:源極電壓900V;工件電壓500V;工作氣壓35Pa;極間距15mm;保溫時間3h。以滲層厚度為評判標準,利用SEM、EDS、XRD等方式確定最佳工藝參數(shù)下滲層由兩部分組成:100μm左右的沉積層及40μm左右的擴散層,銅元素呈梯度分布。滲銅層表面比較粗糙,存在著高低不平的簇狀晶,且簇狀晶之間存在1-5μm的間隙。由腐蝕行為研究得出,基體外銹層腐蝕產(chǎn)物以γ-FeOOH為主,但是由于基體腐蝕電位較低,只有-0.74V vs.SCE,γ-FeOOH不能在表面增厚而是不斷還原生成Fe_3O_4。但是始終較薄的外銹層在溶液中高Cl~-離子作用下表面不斷被侵蝕出可供氧擴散的通道,從而加速了基體腐蝕。滲銅層的腐蝕行為與基體相似,由于沉積層較為疏松且滲層腐蝕反應(yīng)以鐵的陽極溶解為主,致使致密的鈍化膜難以形成,轉(zhuǎn)而生成鐵的腐蝕產(chǎn)物,而銅主要以離子形式存在于溶液中。溶液中的銅離子會抑制鐵的羥基氧化物的形成并破壞其中的氫氧根鍵,使晶粒細化促進非晶相的形成。而從沉積層底部形核生長的非晶腐蝕產(chǎn)物最終破壞了滲銅層的完整性。由防海洋生物污損實驗得出,銅離子滲出率與滲層腐蝕行為相符。滲層破壞前,鐵的溶解為主要陽極反應(yīng),銅離子滲出率只維持在近10μg·cm-2·d~(-1)。滲層破壞后,被撬起的沉積層直接與溶液接觸,銅離子滲出率出現(xiàn)大幅度的突升突降現(xiàn)象,最大滲出率達到137.46μg·cm~(-2)·d~(-1)。小新月菱形藻生長抑制實驗表明,銅離子濃度越高,達到95%抑制率時間越短,表明小新月菱形藻在含有較高濃度的銅離子滲出液的環(huán)境中不能長久存在。推測銅離子對細胞的生長抑制或滅殺能力源于對細胞壁及細胞活動活動所必須的酶的破壞。
【圖文】：

第一章 緒論 引言海洋污損生物，如圖 1.1 所示，是指大量繁殖并附著于海洋結(jié)構(gòu)物上的動、植物和總稱，其常見于水下工程設(shè)施及艦船底部并會對結(jié)構(gòu)表面產(chǎn)生一定的損害作用。該用隨著污損生物的不斷繁殖和增長而日趨嚴重，最終有可能完全破壞被附著物。因生物附著污損，已成為阻攔人類向海洋進軍的重要難題。 海洋污損生物簡介及防治方法.1 海洋污損生物生態(tài)特點污損生物生態(tài)學(xué)屬于海洋生態(tài)學(xué)框架，是其重要分支。污損生物種類繁多，僅我國近 500 種，其在海洋工程設(shè)施或艦船底部的附著是非常復(fù)雜的，從開始的小分子的后大型生物的固著往往要花上幾年時間，其過程大抵可分為如下：

Q235 鋼表面雙輝滲銅層制備及防海洋污損性能研究也越強，強烈的轟擊使得陰極溫度迅速上升。對于源極屬元素被濺射出來，且源級電壓通常高于工件電壓，欲速向工件表面移動，從而堆積或滲入工件表面。對于工也會使得表面原子被濺射出來而在表面形成大量的空位位缺陷層以容納更多的靶材元素。由此可見，，離子轟擊是等離子表面冶金速度比其他傳統(tǒng)滲金屬工藝快的重要
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG178

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 阮野;殷瑛;孔浚宇;楊梅;熊瑜娟;黃俊;;雙輝等離子表面冶金的Ni-Cr合金層組織結(jié)構(gòu)及耐蝕性能研究[J];熱處理技術(shù)與裝備;2015年06期

2 范文娟;陳凱;安康;鄒鵬遠;劉小萍;;Ti6Al4V表面等離子滲Zr合金層的摩擦磨損性能研究[J];熱加工工藝;2015年22期

3 羅西希;姚正軍;張平則;陳煜;楊紅勤;吳小鳳;張澤磊;林玉劃;徐尚君;;采用雙輝等離子表面冶金技術(shù)在45鋼表面制備Fe-Al-Cr-Nb合金層的摩擦性能（英文）[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2015年11期

4 任蓓蕾;繆強;梁文萍;王力;夏金姣;劉文;;Ti_2AlNb合金表面等離子滲鋁層的抗高溫氧化性能[J];腐蝕科學(xué)與防護技術(shù);2015年04期

5 閆杰;陳瑾;劉凡;張兵之;;銅、鋅對中肋骨條藻生態(tài)毒理研究[J];淮海工學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版);2014年03期

6 丁銳;李相波;王佳;許立坤;;冷噴涂Cu-Cu_2O涂層在海水中的電化學(xué)行為[J];材料研究學(xué)報;2013年02期

7 孟氫鋇;沈以赴;楊宗輝;陳文華;;鎢表面雙輝等離子滲鎳組織及機理[J];南京航空航天大學(xué)學(xué)報;2012年03期

8 張翔宇;蔣立;黃曉波;馬永;范愛蘭;唐賓;;不銹鋼表面滲銅擴散復(fù)合處理合金層的抗菌性能研究[J];無機材料學(xué)報;2012年05期

9 胡家元;曹順安;謝建麗;;銹層對海水淡化一級反滲透產(chǎn)水中碳鋼腐蝕行為的影響[J];物理化學(xué)學(xué)報;2012年05期

10 杜飛飛;王佳華;姚唯亮;;防污涂料綜述[J];上海涂料;2012年02期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 丁銳;冷噴涂銅復(fù)合涂層制備技術(shù)及其防腐防污性能研究[D];中國海洋大學(xué);2014年

2 胡家元;碳鋼在海水淡化一級反滲透產(chǎn)水中腐蝕機理及防腐方法研究[D];武漢大學(xué);2013年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前9條

1 張紅前;TiNi合金表面等離子滲Mo合金層性能的研究[D];太原理工大學(xué);2015年

2 張景春;等離子滲金屬技術(shù)制備表面滲銅層抗菌不銹鋼及性能研究[D];桂林電子科技大學(xué);2011年

3 高慧;氟碳低表面能防污涂料研究[D];大連海事大學(xué);2010年

4 袁成逸;鎳基合金GH30雙輝滲鋁及抗高溫氧化性能的研究[D];南京航空航天大學(xué);2010年

5 墻薔;銀離子注入不銹鋼制備抗菌功能材料的研究[D];武漢科技大學(xué);2007年

6 羅曉亮;船舶防污涂層動態(tài)性能研究[D];大連海事大學(xué);2007年

7 劉新寧;重金屬離子處理塔胞藻的生物學(xué)效應(yīng)的研究[D];山東大學(xué);2006年

8 但智鋼;銅離子注入馬氏體不銹鋼制備抗菌功能材料的研究[D];武漢科技大學(xué);2004年

9 楊麗霞;有機重防蝕涂層耐蝕性能研究[D];機械科學(xué)研究院;2002年

本文編號：2699732