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模拟大气环境中SO_2与NaCl对金属腐蚀影响的研究

作　者: 王丽媛
导　师: 孙好芬；王秀通
学　校: 青岛理工大学
专　业: 环境工程
关键词: 大气腐蚀 SO2 NaCl 铜 Q235钢
分类号: TG172.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


大气腐蚀的本质是在金属表面的薄电解液层中发生的电化学腐蚀过程。因此电化学方法是研究大气腐蚀十分有效的研究手段。由于在薄电解液层中的检测技术难度大、准确度低,用电化学方法进行大气腐蚀的研究较少。参比电极与工作电极之间的欧姆降太大和工作电极表面电流分布不均是造成电化学检测腐蚀速率误差较大的原因。电化学阻抗谱法（EIS）基本上解决了这两大难题,可用来来检测腐蚀速率,本文主要利用EIS技术研究SO2与Cl-对铜和Q235钢大气腐蚀的影响,并利用扫描电镜（SEM/EDS）、X-射线衍射等分析技术对金属的腐蚀形貌和腐蚀产物进行分析。溶液电阻（Rs）与环境中的相对湿度、温度、污染性气体、颗粒等因素有关,Rs-1与金属表面的润湿时间成正比,可以反映金属表面的吸水状况;极化电阻（Rp）的倒数与腐蚀电流成正比,Rp-1直接反映了金属大气腐蚀的速度。Rs-1与Rp-1是实验中主要考察的的两个参数。在模拟的大气环境中,室温状态下,控制相对湿度恒定,调控稀释气体的流速,使反应装置中的SO2浓度分别为0,150ppb,1ppm,研究不同浓度SO2条件下铜和碳钢的腐蚀速率的变化。实验结果表明在其他因素固定不变条件下,SO2加速了铜和碳钢的腐蚀速率,由于铜和碳钢的化学、物理性质的差异,SO2对两种材料的加速力度有一定的差异。Cl-是影响大气腐蚀的另一重要因素,在85%的相对湿度,SO2浓度稳定不变的条件下,模拟了NaCl湿沉降和干沉降两种方式对铜和碳钢大气腐蚀的影响。湿沉降量分别为3.75μg/cm2和438μg/cm2 ,干沉降是在金属表面放置0.3mm×0.3mm的NaCl盐粒。铜和碳钢的腐蚀速率随着Cl-浓度的增加而升高,Cl-对金属的腐蚀形貌影响十分严重,金属的基体完全被破坏。NaCl的干沉降与湿沉降相差很大,两种材料在干沉降的情况下,金属表满腐蚀不均匀,不能形成均匀致密的腐蚀膜,局部腐蚀现象十分明显。与盐粒接触的金属形成圆形的局部腐蚀区域,铜的圆形腐蚀区域面积大于碳钢的圆形腐蚀区域面积,铜的圆形腐蚀区域边界不明显,碳钢的边界十分明显。

全文目录


摘要  7-8
Abstract  8-10
第1章 绪论  10-24
  1.1 研究背景  10-12
  1.2 大气腐蚀的类型  12-13
  1.3 影响大气腐蚀的因素  13-16
    1.3.1 气相因素  13-15
    1.3.2 大气污染因素  15-16
  1.4 大气腐蚀的研究方法  16-19
    1.4.1 大气腐蚀的传统研究方法  16-17
    1.4.2 大气腐蚀的电化学研究方法  17-18
    1.4.3 大气腐蚀的其他研究方法  18-19
  1.5 大气腐蚀的过程与机理  19-20
  1.6 论文的研究意义与研究内容  20-24
    1.6.1 论文的研究意义  20-22
    1.6.2 论文的研究内容  22-24
第2章 实验材料及方法  24-28
  2.1 实验材料  24-25
  2.2 实验装置  25-27
  2.3 腐蚀形貌与产物分析  27-28
第3章 模拟大气环境中SO_2浓度对金属腐蚀的影响  28-48
  3.1 前言  28
  3.2 实验条件  28-29
  3.3 实验结果与讨论  29-47
    3.3.1 Rs~(-1) 在不同SO_2 浓度的环境中的变化  29-33
    3.3.2 Rp~(-1) 在不同SO_2 浓度的环境中的变化  33-39
    3.3.3 腐蚀形貌与产物分析  39-47
  3.4 本章小结  47-48
第4章 NaCl 对金属大气腐蚀的影响  48-61
  4.1 引言  48
  4.2 实验条件  48
  4.3 实验结果与讨论  48-59
    4.3.1 NaCl 沉积量对Rs~(-1) 的影响  48-51
    4.3.2 NaCl 沉积量对Rp~(-1) 的影响  51-54
    4.3.3 腐蚀形貌与产物分析  54-58
    4.3.4 SO_2 与NaCl 共同作用下对铜和碳钢腐蚀速率的影响  58-59
  4.4 本章小结  59-61
第5章 全文总结  61-62
参考文献  62-69
攻读硕士期间发表的论文及参加的科研工作  69-70
致谢  70

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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属学与热处理 > 金属腐蚀与保护、金属表面处理 > 各种类型的金属腐蚀 > 大气腐蚀、气体腐蚀
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