發(fā)布時間：2017-08-29 09:15

  本文關(guān)鍵詞：稀土和有機緩蝕劑復配對鋁合金的緩蝕作用研究

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【摘要】：鋁合金極易在含有侵蝕性離子(Cl-)的環(huán)境中發(fā)生腐蝕,尤其是在堿性環(huán)境中。鋁合金腐蝕的發(fā)生往往會造成巨大破壞及嚴重損失,因此研究堿性環(huán)境下鋁合金發(fā)生腐蝕的過程及機理,找出預防和控制的方法具有重大意義。使用緩蝕劑是一種高效簡便常用的控制金屬腐蝕的方法。本文主要使用動電位極化法、交流阻抗測試(EIS)等電化學方法與傅里葉變換紅外光譜儀(FTIR)、X射線光電子能譜法(XPS)、掃描電子顯微鏡和能譜儀(SEM-EDS)等表面分析技術(shù)研究2024-T3鋁合金在添加稀土鹽(LaCl3、CeCl3)與有機鹽(SDBS)復配緩蝕劑后pH值為10的0.01 mol·L-1 NaCl溶液中的腐蝕行為并研究復配緩蝕劑對鋁合金腐蝕的緩蝕作用及緩蝕機理,主要得出如下結(jié)論：(1)在最終pH值為10的0.01nol·L-1 NaCl溶液中,添加稀土鹽(LaCl3、 CeCl3)和SDBS(?)(?)減緩均勻腐蝕速率,說明復配緩蝕劑具有良好的抑制均勻腐蝕效果。其中,0.1 g·L-1 LaCl3和0.42g·L-1 SDBS是鑭鹽最佳復配緩蝕劑,0.1 g·L-1 CeCl3和0.28 g·L-1 SDBS是鈰鹽最佳復配緩蝕劑,在較短時間內(nèi),分別抑制點蝕效果最好。(2)體系中鑭鹽最佳復配緩蝕劑的添加在較短時間(12小時)內(nèi)抑制點蝕效果較好,長時(24小時)則抑制點蝕效果減弱。添加鈰鹽最佳復配緩蝕劑后,經(jīng)24小時浸泡后抑制點蝕效果也減弱。但是,經(jīng)24小時的浸泡,鑭鹽或鈰鹽最佳復配緩蝕劑的添加對均勻腐蝕仍有較強的抑制作用。(3)隨著浸泡時間的延長,溶液中加有鑭鹽或鈰鹽最佳復配緩蝕劑都使鋁合金表面膜層保護效果良好且逐漸加強,而鋁合金表面膜層孔隙處破壞較大,存在缺陷,形成點蝕,最終主要是由于點蝕的發(fā)生導致均勻腐蝕抑制效果減弱。(4)稀土鹽與SDBS復配緩蝕劑的添加抑制了均勻腐蝕,減緩了點蝕。浸泡初期,DBS-通過靜電吸附在基體表面成膜,并促使鋁合金表面生成結(jié)合能更高的Al(OH)3而導致鋁合金的鈍化,同時基體表面沉積稀土氧化物／氫氧化物,最后形成的保護膜對基體提供良好的保護作用。但是隨著浸泡時間的延長,DBS-會發(fā)生脫附導致溶液逐漸滲透到基體表面。在S相處,由于Al2CuMg顆粒與其周邊的鋁合金基體存在明顯的電偶效應,導致與S相相鄰的鋁合金發(fā)生優(yōu)先溶解,S相中的A1、Mg也優(yōu)先溶解,形成圍繞殘留富銅相的腐蝕小孔,同時也進一步破壞了小孔附近的緩蝕膜層。由于表面大量腐蝕小孔的產(chǎn)生,基體表面重新呈現(xiàn)活化腐蝕行為。不過,由于緩蝕膜的存在,特別是溶液中的含硫物質(zhì)DBS-和稀土有機化合物(La(DBS)3Ce(DBS)3)可能優(yōu)先沉積在S相上,仍然對點蝕的發(fā)生和生長起到了一定的抑制作用。
【關(guān)鍵詞】：鋁合金 緩蝕劑 氯化鑭 氯化鈰 十二烷基苯磺酸鈉 緩蝕作用
【學位授予單位】：北京化工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG174.42
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-16
• 第一章 緒論16-32
• 1.1 鋁合金概述16
• 1.2 鋁合金的腐蝕16-18
• 1.3 常用的腐蝕控制方法18-19
• 1.3.1 改善材料性能18
• 1.3.2 添加緩蝕劑18
• 1.3.3 涂覆防腐蝕涂層18-19
• 1.3.4 電化學保護19
• 1.4 緩蝕劑在鋁合金中的使用研究19-25
• 1.4.1 緩蝕劑作用機理19-20
• 1.4.2 有機緩蝕劑20-21
• 1.4.3 無機緩蝕劑21
• 1.4.4 稀土元素緩蝕劑21-24
• 1.4.5 稀土與有機緩蝕劑復配24-25
• 1.5 常用的腐蝕研究手段25-29
• 1.5.1 重量法25-26
• 1.5.2 動電位極化法26-27
• 1.5.3 電化學阻抗譜法(EIS)27-28
• 1.5.4 電化學噪聲(EN)28
• 1.5.5 傅里葉變換紅外光譜法(FTIR)28-29
• 1.5.6 X射線光電子能譜法(XPS)29
• 1.5.7 原子力顯微鏡(AFM)29
• 1.5.8 其他研究手段29
• 1.6 本論文的意義和主要研究內(nèi)容29-32
• 第二章 實驗材料和實驗溶液體系32-38
• 2.1 實驗材料和實驗溶液體系32-33
• 2.1.1 實驗材料32
• 2.1.2 實驗溶液體系32-33
• 2.2 實驗試樣的制備33-34
• 2.3 實驗測試分析方法34-36
• 2.3.1 溶液pH測量34
• 2.3.2 動電位極化測試34-35
• 2.3.3 電化學交流阻抗測試(EIS)35-36
• 2.3.4 傅里葉變換紅外光譜儀(FTIR)36
• 2.3.5 X射線光電子能譜法(XPS)36
• 2.3.6 掃描電子顯微鏡和能譜分析(SEM-EDS)36
• 2.4 實驗數(shù)據(jù)處理36-38
• 2.4.1 點蝕電位E_b的確定36-37
• 2.4.2 自腐蝕電位E_(corr)和自腐蝕電流密度i_(corr)的確定37
• 2.4.3 緩蝕率η的計算37-38
• 第三章 氯化鑭和十二烷基苯磺酸鈉復配緩蝕劑對鋁合金腐蝕行為的影響38-52
• 3.1 確定添加緩蝕劑后0.01 mol·L~(-1)NaCl溶液的最終pH值為1038
• 3.2 添加不同濃度的緩蝕劑對鋁合金動電位極化曲線的影響38-41
• 3.2.1 SDBS的濃度變化對動電位極化曲線的影響38-39
• 3.2.2 LaCl_3的濃度變化對動電位極化曲線的影響39-41
• 3.3 緩蝕劑對動電位極化曲線中電化學參數(shù)的影響41-44
• 3.3.1 緩蝕劑濃度和種類的變化對自腐蝕電流密度i_(corr)及緩蝕率η的影響41-42
• 3.3.2 緩蝕劑濃度和種類的變化對自腐蝕電位E_(corr)和點蝕電位E_b的影響42-44
• 3.4 開路電位(OCP)測試44-45
• 3.5 浸泡時間對鋁合金動電位極化曲線的影響45-47
• 3.6 電化學交流阻抗法研究鑭鹽最佳復配緩蝕劑對鋁合金的影響47-50
• 3.7 本章結(jié)論50-52
• 第四章 氯化鑭和十二烷基苯磺酸鈉復配緩蝕劑對鋁合金腐蝕行為的緩蝕作用機理研究52-62
• 4.1 添加鑭鹽最佳復配緩蝕劑后鋁合金基體表面腐蝕產(chǎn)物紅外譜圖52-53
• 4.2 XPS測試53-57
• 4.3 掃描電鏡觀察和能譜分析57-60
• 4.4 本章結(jié)論60-62
• 第五章 氯化鈰和十二烷基苯磺酸鈉復配緩蝕劑對鋁合金腐蝕行為的影響及緩蝕作用機理的研究62-80
• 5.1 確定添加緩蝕劑后0.01 mol·L~(-1) NaCl溶液的pH值為1062
• 5.2 添加不同濃度的緩蝕劑對鋁合金動電位極化曲線的影響62-65
• 5.2.1 SDBS濃度的變化對動電位極化曲線的影響62-63
• 5.2.2 CeCl_3濃度的變化對動電位極化曲線的影響63-65
• 5.3 緩蝕劑對動電位極化曲線中電化學參數(shù)的影響65-68
• 5.3.1 緩蝕劑濃度和種類的變化對自腐蝕電流i_(corr)及緩蝕率η的影響65-66
• 5.3.2 緩蝕劑濃度和種類的變化對自腐蝕電位E_(corr)和點蝕電位E_b的影響66-68
• 5.4 開路電位(OCP)測試68-69
• 5.5 浸泡時間對鋁合金動電位極化曲線的影響69-70
• 5.6 電化學交流阻抗法研究鈰鹽最佳復配緩蝕劑對鋁合金的影響70-71
• 5.7 添加鈰鹽最佳復配緩蝕劑后鋁合金基體表面腐蝕產(chǎn)物紅外譜圖71-73
• 5.8 XPS測試73-75
• 5.9 掃描電鏡觀察和能譜分析75-78
• 5.10 本章結(jié)論78-80
• 第六章 總結(jié)論80-82
• 參考文獻82-88
• 致謝88-90
• 研究成果和發(fā)表的學術(shù)論文90-92
• 作者和導師簡介92-93
• 附件93-94

【參考文獻】

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本文編號：752485