本文關(guān)鍵詞：鈷含量和制備方法對(duì)鐵基非晶合金耐蝕性影響的研究

  更多相關(guān)文章： 鐵基大塊非晶合金 鐵基非晶涂層 鹽霧腐蝕 電化學(xué)腐蝕 表面功函數(shù) 耐蝕性

【摘要】：本論文采用非自耗型真空熔煉電弧爐水冷銅模吸鑄法制備了鐵基塊體非晶合金Fe24+xCo24-xCr15Mo14C15B6Y2(X=0,2,4,6 and 17),還采用了超音速火焰噴涂法(HVOF)制備了Fe41Co7Cr15Mo14C15B6Y2非晶涂層。分別利用X射線衍射法(XRD)對(duì)合金結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征,掃描電子顯微鏡(SEM)和原子力顯微鏡(AFM)分析了合金的腐蝕形貌特征,并用差熱分析法(DSC)來(lái)得到合金的熱力學(xué)參數(shù)。本文重點(diǎn)在Co含量對(duì)鐵基非晶合金耐蝕性能的影響研究,分別采用中性鹽霧試驗(yàn)和電化學(xué)腐蝕實(shí)驗(yàn)來(lái)加以分析,并結(jié)合非晶合金表面功函數(shù)分布特征,腐蝕形貌和腐蝕后的元素能譜分析(EDS)進(jìn)一步探討其腐蝕特性隨Co元素的添加所發(fā)生的變化。此外,本實(shí)驗(yàn)通過(guò)合金的楔形試樣法和腐蝕失重規(guī)律,將GFA與耐蝕性隨Co元素添加量的變化規(guī)律加以總結(jié)�；诒砻婀瘮�(shù)理論利用化學(xué)浸泡法和電化學(xué)腐蝕法對(duì)非晶涂層和塊體的耐蝕性差異的影響因素進(jìn)行了研究。對(duì)合金的結(jié)構(gòu)特征分析可知鐵基塊體非晶合金Fe24+xCo24-xCr15Mo14C15B6Y2(X=0,2,4,6 and 17)和Fe41Co7Cr15Mo14C15B6Y2非晶涂層均為完全非晶態(tài)結(jié)構(gòu)。通過(guò)差熱分析和楔形試樣法可知x=4時(shí),合金的過(guò)冷液相區(qū)ΔTx最寬且擁有最大玻璃形成能力。Fe24+xCo24-xCr15Mo14C15B6Y2(X=0,2,4,6and 17)塊體非晶中性鹽霧實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:x=4時(shí),合金的腐蝕速率最低,接著是x=2,x=0,x=6,x=17,Ti6Al4V和1Cr18Ni9Ti。合金的腐蝕形貌通過(guò)SEM和原子力顯微鏡(AFM)觀察檢測(cè),合金出現(xiàn)了不同程度的腐蝕形貌特征,其中X=4時(shí)腐蝕面積最小且腐蝕坑較淺,而x=17時(shí)腐蝕面積和深度都較大,腐蝕在非晶合金中的橫向傳播比縱向傳播更加嚴(yán)重。合金的玻璃形成能力(GFA)變化趨勢(shì)與耐蝕性的變化趨勢(shì)相一致,都是隨著鈷元素的添加先增大后減小。合金鹽霧實(shí)驗(yàn)的腐蝕產(chǎn)物主要由鐵和鈷的氧化物以及它們的氯化物組成。同時(shí)采用電化學(xué)腐蝕方法進(jìn)一步分析塊體非晶的腐蝕情況。實(shí)驗(yàn)結(jié)果為不同Co含量的Fe24+xCo24-xCr15Mo14C15B6Y2(x=0,2,4,6,17)非晶合金的表面功函數(shù)值相近,x=2和x=4時(shí)的功函數(shù)值相對(duì)較高,兩者在電化學(xué)腐蝕過(guò)程中也表現(xiàn)出了較好的耐蝕性。x=4時(shí),合金在1 mol/L HCl和3.5%NaCl中的鈍化區(qū)最寬,自腐蝕電位相對(duì)較高,腐蝕電流密度也較低。電化學(xué)腐蝕過(guò)程中,耐蝕性由強(qiáng)到弱依次為:x=4,x=2,x=0,x=6,x=17。電化學(xué)腐蝕結(jié)果與鹽霧腐蝕結(jié)果一致。通過(guò)對(duì)比相同成分塊體非晶和涂層非晶合金來(lái)研究孔隙率對(duì)涂層非晶合金耐蝕性的影響。涂層與塊體在1 mol/L HCl中浸泡腐蝕結(jié)果為:涂層的孔隙大小、數(shù)量對(duì)其耐蝕性起到很大影響,其腐蝕程度較塊體非晶合金更為嚴(yán)重。開(kāi)爾文探針?lè)治鼋Y(jié)果為:腐蝕產(chǎn)物膜會(huì)提高合金的表面功函數(shù)值,涂層與塊體9.25%的孔隙率差值導(dǎo)致了50 me V的功函數(shù)差值;無(wú)論腐蝕前后,塊體非晶合金的功函數(shù)值都比涂層的高。非晶涂層與塊體在1 mol/L H2SO4,1 mol/L和2 mol/L HCl中的電化學(xué)腐蝕結(jié)果為:塊體非晶的自腐蝕電位高于涂層,其腐蝕電流值比涂層小一個(gè)數(shù)量級(jí),其維鈍電流密度也遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于涂層,表現(xiàn)出了更強(qiáng)的耐蝕性。涂層孔隙的加入造成了更大的腐蝕傾向,使其更易于在腐蝕過(guò)程中得失電子,加速反應(yīng)進(jìn)行,造成兩者擬合電路的不同。涂層與塊體接近9.25%孔隙率差值導(dǎo)致了涂層的自腐蝕電位低于塊體,腐蝕電流密度高于塊體,在HCl溶液中兩者電化學(xué)轉(zhuǎn)移電阻Rt值相差一個(gè)數(shù)量級(jí)。
【關(guān)鍵詞】：鐵基大塊非晶合金 鐵基非晶涂層 鹽霧腐蝕 電化學(xué)腐蝕 表面功函數(shù) 耐蝕性
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG139.8
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-21
• 1.1 引言10-11
• 1.2 鐵基非晶合金研究現(xiàn)狀11-17
• 1.2.1 鐵基大塊非晶合金及其涂層的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.2 元素添加對(duì)鐵基非晶合金耐蝕性影響14-15
• 1.2.3 鐵基非晶合金的應(yīng)用15-17
• 1.3 鐵基非晶合金的制備工藝17-20
• 1.3.1 鐵基大塊金屬玻璃的制備技術(shù)17-18
• 1.3.2 鐵基非晶涂層的制備技術(shù)18-20
• 1.4 本論文研究的主要內(nèi)容20-21
• 第2章 實(shí)驗(yàn)材料及實(shí)驗(yàn)方法21-26
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料的制備21
• 2.1.1 鐵基大塊非晶合金的制備21
• 2.1.2 鐵基非晶涂層的制備21
• 2.2 實(shí)驗(yàn)方案及分析方法21-26
• 2.2.1 非晶塊體的中性鹽霧實(shí)驗(yàn)21-22
• 2.2.2 浸泡實(shí)驗(yàn)22-23
• 2.2.3 電化學(xué)實(shí)驗(yàn)23
• 2.2.4 合金的DSC差熱分析23-24
• 2.2.5 合金的結(jié)構(gòu)表征X射線衍射分析（XRD）24
• 2.2.6 合金的形貌分析24-25
• 2.2.7 合金表面功函數(shù)分析25-26
• 第3章 鈷含量對(duì)鐵基塊體非晶合金耐蝕性的影響26-45
• 3.1 鐵基塊體非晶合金的結(jié)構(gòu)表征26
• 3.2 鐵基塊體非晶合金的熱分析26-29
• 3.3.鹽霧腐蝕實(shí)驗(yàn)分析29-36
• 3.3.1 鹽霧實(shí)驗(yàn)失重分析29-30
• 3.3.2 腐蝕形貌及腐蝕機(jī)制研究30-35
• 3.3.3 腐蝕速率與GFA關(guān)系探討35-36
• 3.4 合金的電化學(xué)腐蝕分析36-44
• 3.4.1 合金的表面功函數(shù)分析36-37
• 3.4.2 合金的極化曲線及交流阻抗分析37-44
• 本章小結(jié)44-45
• 第4章 制備方法對(duì)鐵基非晶合金耐蝕性影響45-56
• 4.1 非晶涂層與塊體的宏觀與金相形貌45-47
• 4.1.1 非晶塊體與涂層形貌分析45-46
• 4.1.2 涂層的孔隙率計(jì)算46-47
• 4.2 非晶涂層與塊體的結(jié)構(gòu)表征47
• 4.3 非晶涂層與塊體的熱分析47-48
• 4.4 非晶涂層與塊體的電化學(xué)腐蝕48-55
• 本章小結(jié)55-56
• 第5章 結(jié)論56-57
• 參考文獻(xiàn)57-63
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文63-64
• 致謝64-65

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本文編號(hào)：898287