本文關鍵詞：316L不銹鋼在熱濃縮海水中的腐蝕行為研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著淡水資源缺乏成為世界性的難題,海水淡化技術得到了廣泛關注和發(fā)展。316L不銹鋼具有優(yōu)異的耐腐蝕性,在海水淡化設備中得到廣泛應用。研究316L不銹鋼在海水環(huán)境中的腐蝕行為,深入認識其腐蝕過程和機制,為海水淡化設備的長周期運行和海水環(huán)境中不銹鋼的使用提供科學依據(jù),具有重要的實際應用價值。本文運用極化曲線、電化學阻抗譜、Mott-Schottky曲線研究了316L不銹鋼在25～95。C溫度范圍內、1-3倍濃縮海水中的電化學腐蝕行為,探討了316L不銹鋼在熱濃縮海水中的腐蝕機制。海水的溫度和濃縮度對316L不銹鋼的腐蝕具有較大影響。在25～95℃溫度范圍內、1-3倍濃縮海水中,316L不銹鋼的點蝕電位和再鈍化電位均隨著溫度升高而線性降低、隨海水濃縮增大而呈半對數(shù)線性下降,但當濃縮度高于2倍、溫度大于85℃時,點蝕電位變化較小。與溫度相比,海水濃縮度對316L不銹鋼點蝕性的影響較小。在低溫多效海水淡化設備(LT-MED)工作溫度72℃條件下,316L不銹鋼表面陽極鈍化膜的半導體性能與海水濃縮度密切相關。陽極鈍化膜的Mott-Schottky曲線呈現(xiàn)三個線性區(qū)域：電位低于-0.4VSCE時,體現(xiàn)了鈍化膜內層的鉻氧化物的p-型半導體特征,受體載流子主要是Cr3+陽離子空位；電位在-0.4到0.3 VSCE范圍內,鈍化膜呈現(xiàn)出n-型半導體特征,體現(xiàn)了鈍化膜外層的鐵氧化物的性質,施主載流子主要是Fe2+離子或氧空位；電位高于0.3 VSCE時,又表現(xiàn)出p-型半導體特征,這可能是價帶中形成反型層所引起的。受體與供體載流子濃度均較高、在1020～1021cm-3范圍內,與海水濃縮度成線性增長關系。隨著海水濃縮度的升高,供體載流子與Cl-離子濃度均增大,這將促進鈍化膜吸收溶液中Cl-離子而增強316L不銹鋼的點蝕敏感性。316L不銹鋼在72℃的2倍濃縮海水中的腐蝕演變過程呈現(xiàn)出三個階段：第1階段為點蝕誘導期,316L不銹鋼浸入溶液后呈現(xiàn)良好的鈍化狀態(tài),極化電阻可高達106Ωcm2,約持續(xù)1150h；第Ⅱ階段為點蝕轉變期,鈍化膜表面缺陷不斷累積,導致鈍化狀態(tài)逐漸被破壞并誘發(fā)點蝕,腐蝕電位與阻抗值均顯著下降,約持續(xù)400h；第三個階段為穩(wěn)定點蝕期,蝕坑不斷形成和生長,保持活化腐蝕狀態(tài),腐蝕電位穩(wěn)定在-0.51 VSCE左右。在長期浸泡過程中,316L不銹鋼在合金元素Mo、氧含量低以及閉塞電池效應較弱等因素的作用下,點蝕坑的發(fā)展很緩慢,316L不銹鋼在熱濃縮海水中具有較好的耐點蝕性能。316L不銹鋼表面在檸檬酸/鈰鹽體系中形成了由Ce02和少量Ce203組成的稀土轉化膜,使得腐蝕電位和點蝕電位得到大幅度提高。轉化膜破壞后形成開口狀點蝕坑,可顯著增強316L不銹鋼在熱濃縮海水中的耐腐蝕性能。
【關鍵詞】：316L不銹鋼 點蝕 電化學阻抗譜 Mott-Schottky曲線 鈍化膜 濃縮海水
【學位授予單位】：上海大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG142.71
【目錄】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-14
• 第一章 緒論14-41
• 1.1 前言14-15
• 1.2 海水淡化發(fā)展現(xiàn)狀15-19
• 1.2.1 濃縮海水腐蝕特點18-19
• 1.2.2 海水淡化設備用材19
• 1.3 不銹鋼的點蝕19-25
• 1.4 不銹鋼鈍化膜研究現(xiàn)狀25-31
• 1.4.1 不銹鋼鈍化膜的形成理論26-28
• 1.4.2 不銹鋼鈍化膜的半導體特性28-31
• 1.5 不銹鋼點蝕研究方法31-36
• 1.6 不銹鋼鈍化工藝研究36-39
• 1.7 本論文研究意義、目的以及研究主要內容39-41
• 第二章 實驗方法和原理41-52
• 2.1 實驗材料41-42
• 2.2 實驗溶液42-43
• 2.3 實驗設備43-45
• 2.4 實驗原理45-52
• 2.4.1 極化理論和極化曲線45-48
• 2.4.2 電化學阻抗譜48-50
• 2.4.3 Mott-Schottky分析原理50-52
• 第三章 海水溫度和濃縮度對316L點蝕性能的影響52-63
• 3.1 引言52
• 3.2 實驗方法52-53
• 3.3 結果與討論53-62
• 3.3.1 溫度對點蝕性能的影響53-56
• 3.3.2 濃縮度對點蝕性能的影響56-62
• 3.3.3 溫度和濃縮度對點蝕性能的相對作用程度62
• 3.4 本章結論62-63
• 第四章 316L不銹鋼表面鈍化膜的半導體特性與腐蝕機制63-72
• 4.1 引言63
• 4.2 實驗方法63-64
• 4.3 結果與討論64-70
• 4.3.1 鈍化膜的陽極生長與溶解64-65
• 4.3.2 Mott-Schottky曲線分析65-69
• 4.3.3 不銹鋼點蝕的敏感性69-70
• 4.4 本章結論70-72
• 第五章 316L不銹鋼在熱濃縮海水中的腐蝕演變行為研究72-90
• 5.1 引言72-73
• 5.2 實驗方法73-74
• 5.2.1 試樣和溶液73-74
• 5.2.2 實驗方法74
• 5.3 結果和討論74-89
• 5.3.1 電化學腐蝕行為特征74-84
• 5.3.2 長期浸泡試樣的表面形貌84-87
• 5.3.3 浸泡試樣的點蝕深度87-89
• 5.4 本章結論89-90
• 第六章 316L不銹鋼表面鈰轉化膜的耐蝕性研究90-99
• 6.1 引言90
• 6.2 實驗方法90-91
• 6.3 實驗結果與分析91-97
• 6.3.1 鈰鹽轉化膜的表面形貌與化學組成91-95
• 6.3.2 不銹鋼表面鈰鹽轉化膜的耐蝕性95-97
• 6.4 本章結論97-99
• 第7章 結論與展望99-102
• 7.1 結論99-100
• 7.2 創(chuàng)新點100-101
• 7.3 展望101-102
• 參考文獻102-112
• 作者在攻讀博士學位期間公開發(fā)表的論文112-113
• 致謝113

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 廖家興;蔣益明;吳瑋巍;鐘澄;李勁;宋洪偉;;含Cl~-溶液中SO_4~(2-)對316不銹鋼臨界點蝕溫度的影響[J];金屬學報;2006年11期

2 許越,陳湘,呂祖舜,李英杰;AZ91鎂合金表面稀土轉化膜的制備及耐蝕性能研究[J];中國稀土學報;2005年01期

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 牛桂華;海洋微生物腐蝕316不銹鋼行為的研究[D];中國海洋大學;2008年

  本文關鍵詞：316L不銹鋼在熱濃縮海水中的腐蝕行為研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：296111