学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

胶状电解液氢渗透传感器及镁合金阳极氧化添加剂的研究

作　者: 欧爱良
导　师: 余刚
学　校: 湖南大学
专　业: 物理化学
关键词: 传感器氢渗透胶状电解质镁合金阳极氧化三乙醇胺
分类号: TP212
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 26次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载

内容摘要

氢传感器能用来在线检测设备由腐蚀反应和其它过程产生的氢,对于保证设备安全运行、减少经济损失,有着重要的意义。本文利用Devanathan-Stachurski电解池原理制造恒电解式与电池式电流型氢渗透传感器,监测氢在钢中的浓度。研究了镀镍时间,氧化电势对渗氢电流的影响。结果表明：采用研究的镀镍溶液,在被测工件表面镀镍5 min能获得高的活性集氢表面；以活性羟基氧化镍为传感器的阴极材料制备的电池式氢传感器,其与恒电解式氢传感器的渗氢曲线基本重合,说明检测氢渗透曲线时与施加氧化电势的方式无关；以聚丙烯酸钠(PAAS)为基质,羧甲基纤维素钠(CMC)为粘稠剂和保水剂,加入到氢氧化钾溶液,制成了一种保水性好的PAAS-CMC-KOH-H20聚合物胶状电解质,研究了聚合物不同浓度对电解质电导率,粘度及传感器渗氢电流的影响,结果表明：聚合物(聚丙烯酸钠,羧甲基纤维素钠按5：1混合)在0.2 m0l.dm-3 KOH溶液中,随质量浓度的增加,导电率逐渐降低,粘度逐渐升高。当质量浓度为50%时,可得具有合适粘度,高导电率的聚合物电解质,常温放置,水分基本不被蒸发而使电解液失水,表明其常温保水性能良好,将该电解质应用于传感器中,在相同的充氢条件下,在传感器中填充胶状电解液后和只含KOH溶液的电解液,分别测得的稳态渗氢电流基本一致。本文在由KOH、Na2SiO3、Na2B4O7和三乙醇胺等组成的环保电解液中,以恒电流方式对AZ91D镁合金进行阳极氧化处理,研究了三乙醇胺浓度对AZ91D镁合金阳极氧化膜层性能的影响规律,比较了不同有机醇胺的抑弧性能；利用电压—时间曲线,全浸腐蚀实验、动电势极化曲线和扫描电镜(SEM)等方法检测和观察阳极氧化膜层的性能和表面形貌。实验结果表明：三乙醇胺可以有效抑制火花放电,增加膜层的厚度,使表面孔隙变小,提高表面光洁度,其对镁合金阳极氧化的抑弧能力随着其含量的升高而增强；当浓度相同时,抑弧能力是三乙醇胺大于二乙醇胺,远大于乙醇胺；当三乙醇胺浓度为30g·dm-3时,膜层耐蚀性能最好,膜厚达最大,成膜终止电压比未添加提高100 V；在阳极氧化过程中,三乙醇胺化学吸附于镁合金表面,从而改变微弧氧化过程中氧气气泡在镁合金表面的吸附强度和氧气气泡的大小,降低了微弧氧化陶瓷层孔隙率,提高了阳极氧化膜的致密性和耐蚀性。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-25
  1.1 原子氢在钢铁中的扩散与渗透  10-19
    1.1.1 钢中原子氢的产生与来源  10-13
    1.1.2 原子氢在钢铁中的扩散与渗透规律研究进展  13-16
    1.1.3 氢损伤的机理与研究进展  16-19
  1.2 钢铁中氢含量的检测方法  19-20
  1.3 电化学氢渗透传感器的研究进展  20-23
    1.3.1 电流型氢传感器  21-23
    1.3.2 电势型氢传感器  23
  1.4 本论文的研究思路与与研究内容  23-25
    1.4.1 研究思路  24
    1.4.2 研究内容  24-25
第2章氢渗透速率的电化学检测原理与传感器的设计  25-30
  2.1 Devanathan电化学检测原理  25-26
  2.2 电化学氢探头的组成与各部分的作用  26-27
  2.3 传感器的基本结构  27-29
  2.4 本章小结  29-30
第3章电流型氢传感器的性能  30-36
  3.1 集氢面的镀镍工艺及作用  30-31
  3.2 传感器的背景电流与催化活性  31-33
  3.3 恒电解式传感器施加的氧化电势  33
  3.4 施加氧化电势的不同方式对渗氢曲线的影响  33-34
  3.5 传感器的灵敏度与响应时间  34-35
  3.6 本章小结  35-36
第4章胶状电解质氢渗透传感器  36-44
  4.1 引言  36
  4.2 实验材料及测试方法  36-37
    4.2.1 实验材料  36
    4.2.2 测试方法  36-37
  4.3 聚合物胶状电解质的制备与性能  37-39
    4.3.1 聚合物胶状电解质的制备  37
    4.3.2 聚合物胶状电解质的性能  37-39
  4.4 胶状电解质氢传感器性能  39-41
    4.4.1 传感器背景电流的影响  39-40
    4.4.2 传感器响应渗氢电流的影响  40-41
  4.5 聚合物浓度对传感器响应信号的影响  41
  4.6 双电解液系统的导电机理讨论  41-43
    4.6.1 聚合物电解液的导电机理  41-42
    4.6.2 双电解液液接界面的离子扩散与导电机理  42-43
  4.7 本章小结  43-44
第5章三乙醇胺在镁合金阳极氧化中的作用  44-56
  5.1 引言  44
  5.2 镁合金阳极氧化工艺的进展与问题  44-47
    5.2.1 镁合金阳极氧化工艺及其发展  44-46
    5.2.2 本章的研究目标与研究内容  46-47
  5.3 实验材料和方法  47-49
    5.3.1 实验材料  47-48
    5.3.2 阳极氧化工艺  48-49
    5.3.3 氧化膜的性能检测方法  49
  5.4 三乙醇胺对镁合金阳极氧化的影响  49-55
    5.4.1 不同有机胺对膜层性能影响比较  49-51
    5.4.2 三乙醇胺质量浓度对膜层性能的影响  51-52
    5.4.3 电流密度对膜层性能的影响  52-53
    5.4.4 阳极氧化膜耐蚀性的动电势测试  53-54
    5.4.5 膜层形貌及有机醇胺对膜层氧化机理的初探  54-55
  5.5 本章小结  55-56
结论  56-57
参考文献  57-64
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文  64-65
致谢  65

胶状电解液氢渗透传感器及镁合金阳极氧化添加剂的研究

内容摘要

全文目录

相似论文