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AZ91D镁合金的电化学噪声研究

作　者: 张玉楠
导　师: 王凤平
学　校: 辽宁师范大学
专　业: 物理化学
关键词: 电化学噪声 AZ91D镁合金点蚀 CO2腐蚀线性极化测试
分类号: TG146.22
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

本论文首先对电化学噪声的研究现状、背景和发展等进行了综述。然后通过对AZ91D镁合金在腐蚀过程的研究,使用电化学工作站对有效噪声数据进行采集,并对电化学噪声数据进行时域、频域分析,由此演化出电化学噪声特征参数,最终建立了电化学噪声与AZ91D镁合金腐蚀过程的联系。同时使用扫描电子显微镜观察了AZ91D镁合金出现电化学噪声时的表面形貌。最后,探讨了Cl^-对不同金属的电化学噪声现象的影响。实验结果表明不同的Cl^-浓度下,AZ91D镁合金在NaCl溶液中具有不同的电化学噪声现象。AZ91D镁合金电化学噪声的时域分析结果表明,标准偏差、点蚀指数和噪声电阻随Cl^-浓度的增加而增大,腐蚀速率也随之增大。频域分析结果表明,高频线性部分的斜率k大于-20dB·dec-1时,AZ91D镁合金电极表面发生了点蚀。白噪声水平W在Cl^-浓度为0.10mol·L-1时达到最大值,AZ91D镁合金越容易发生腐蚀。通过对比Cl^-对不同金属的电化学噪声现象可知,金属在含有侵蚀性离子的溶液中易发生电化学噪声。在含Cl^-的溶液中,Cl^-浓度越大,不同金属越容易形成点蚀。本文另一方面研究了N80钢在不同CO₂分压下的腐蚀行为。本章对CO₂腐蚀的发展、机理以及线性极化技术的原理进行了综述。通过模拟油田井下高温高压的腐蚀环境,采用失重法研究N80钢在不同CO₂分压下的腐蚀速度。实验结果表明,CO₂分压越大,N80钢的腐蚀速度越大。采用线性极化技术测量N80钢的极化电阻,从而计算腐蚀速度。结果表明,在浓度低的介质中,N80钢腐蚀速度较小。在不同温度下,N80钢在中温区腐蚀最严重,在低温和高温区腐蚀较轻微。在不同浓度Cl^-的NaCl溶液中,含Cl^-浓度为3%的NaCl溶液中,N80钢的腐蚀最轻微。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
1 引言  10-22
  1.1 电化学噪声技术的发展  10-11
  1.2 电化学噪声技术的应用  11-13
    1.2.1 金属腐蚀类型的判断  11-13
    1.2.2 判断材料的耐蚀性和缓蚀效率  13
  1.3 电化学噪声技术的测量方法  13-15
    1.3.1 电化学噪声的测试原理  13-14
    1.3.2 电化学噪声测试的影响因素  14-15
  1.4 电化学噪声的分类  15-16
    1.4.1 热噪声  15-16
    1.4.2 散粒效应噪声  16
    1.4.3 闪烁噪声  16
  1.5 电化学噪声技术的分析方法  16-20
    1.5.1 时域分析  16-18
    1.5.2 频域分析  18-20
  1.6 本文的研究背景  20-21
  1.7 课题的提出及实验构想  21-22
2 AZ91D 镁合金在不同浓度NaCl 溶液中的电化学噪声  22-30
  2.1 实验材料及测试方法  22-23
    2.1.1 电极材料及制备  22
    2.1.2 实验试剂  22
    2.1.3 实验仪器  22
    2.1.4 实验方法  22-23
  2.2 结果与讨论  23-27
    2.2.1 AZ91D 镁合金在NaCl 溶液中的电化学噪声谱  23-24
    2.2.2 噪声谱时域分析  24-27
  2.3 AZ91D 镁合金噪声谱的频域分析  27-29
  2.4 结论  29-30
3 不同金属的电化学噪声  30-37
  3.1 金属在Cl~-溶液中的电化学噪声现象  30-35
    3.1.1 Cl~-对铝及其合金的电化学噪声现象  30
    3.1.2 Cl~-对锌及其合金的电化学噪声现象  30-31
    3.1.3 Cl~-对铁的电化学噪声现象的影响  31
    3.1.4 Cl~-对钢的电化学噪声现象的影响  31-32
    3.1.5 Cl~-对镁合金的电化学噪声现象  32-35
  3.2 产生电化学噪声的条件  35-36
  3.3 结论  36-37
4 CO_2 分压对N80 钢的腐蚀的影响及电化学腐蚀行为  37-54
  4.1 CO_2 腐蚀及N80 钢的电化学腐蚀行为  37-41
    4.1.1 CO_2 腐蚀的发展  37
    4.1.2 CO_2 腐蚀机理  37-38
    4.1.3 CO_2 分压的影响  38-39
    4.1.4 线性极化技术  39-41
  4.2 实验部分  41-46
    4.2.1 实验采用的标准及油田水离子含量  41
    4.2.2 实验装置  41-43
    4.2.3 实验药品  43
    4.2.4 实验仪器  43
    4.2.5 溶液组成  43-44
    4.2.6 实验试样及预处理  44-45
    4.2.7 实验操作步骤  45-46
  4.3 CO_2 分压对N80 钢的腐蚀的影响  46-47
  4.4 N80 钢的线性极化曲线的测定  47-53
    4.4.1 N80 钢Tafel 极化曲线测定  47-48
    4.4.2 B 值的求法  48-49
    4.4.3 N80 钢在不同浓度溶液中的线性极化测试  49-51
    4.4.4 N80 钢在不同温度下的线性极化测试  51-52
    4.4.5 N80 钢在不同氯离子浓度下的线性极化测试  52-53
  4.5 结论  53-54
结论  54-55
参考文献  55-61
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  61-62
致谢  62

AZ91D镁合金的电化学噪声研究

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