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钢筋和Vanax工具钢在不同环境中局部腐蚀行为研究

作　者: 张帆
导　师: 林昌健；潘金山
学　校: 厦门大学
专　业: 物理化学
关键词: 钢筋工具钢微观结构局部腐蚀 SKPFM in-situ AFM
分类号: TG171
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

1.钢筋在混凝土模拟液中局部腐蚀行为的研究本文通过电化学方法及局部扫描探针技术,研究了钢筋在混凝土模拟液中的腐蚀行为,以及钢筋的微观结构对腐蚀行为的影响。光学显微镜金相观察和SEM/EDS分析结果显示,实验所用钢筋主要是由铁素体及一定量的珠光体组成,结构中含有少量的MnS夹杂物。通过SKPFM对抛光后的钢筋表面表面电位的进行扫描,可判断不同微观组成结构的腐蚀倾向性,结果表明,铁素体边界、珠光体相和MnS夹杂物具有较高的腐蚀倾向性。钢筋在混凝土孔隙液中电化学阻抗谱和动电位极化曲线显示了钢筋表面钝化和去钝化行为,以及pH值和氯离子浓度对钢筋腐蚀行为的影响。原位光学显微的观察结果直观地反映了铁素体相边界和珠光体相上的局部腐蚀的发生和发展。AFM在溶液中的原位测试结果显示了钢筋表面局部腐蚀的细节信息,如与晶界相关的腐蚀产物的生长、腐蚀孔口覆盖壳的形成和腐蚀孔在纵深方向的生长。实验结果表明,钢筋的钝化和局部腐蚀行为不仅受pH和氯离子浓度影响,也受铁素体晶界、珠光体相、MnS夹杂物等微观组成结构的影响。2.工具钢局部腐蚀行为的研究研究了Vanax 75工具钢在NaCl溶液中的腐蚀行为。通过电化学方法(开路电位测量、电化学阻抗谱、动电位极化)和AFM在溶液中的原位测试,分别对经过高温(HT)和低温(LT)处理的Vanax 75工具钢样品在NaCl溶液中的腐蚀行为进行研究。并通过SKPFM对抛光后的样品表面进行了Volta电位分布测量,估算出了微观结构中粒子的腐蚀倾向性。结果表明,高温处理可导致Vanax 75工具钢样品出现会宏观材料组成的不均一。而低温处理可使材料宏观上组成更为均一,表面微观腐蚀敏感区较少。很显然,经过低温处理的材料具有较高的耐腐蚀性。

全文目录

中文摘要  9-10
英文摘要  10-12
第一章绪论  12-24
  1.1 钢筋混凝土腐蚀与保护的重要性  12-17
    1.1.1 钢筋混凝土体系及混凝土孔隙液的组成  14-15
    1.1.2 混凝土中钢筋的局部腐蚀  15-17
  1.2 工具钢局部腐蚀的研究  17-19
    1.2.1 工具钢的种类及应用  17-18
    1.2.2 刃具工具钢的腐蚀及危害  18-19
  1.3 本文设想和目的  19-21
  参考文献  21-24
第二章实验材料和溶液  24-26
  2.1 实验材料  24
  2.2 样品制备  24-25
  2.3 溶液制备  25-26
第三章实验技术及实验参数  26-38
  3.1 传统电化学方法  26-30
  3.2 SEM/EDS实验  30
  3.3 SKPFM实验  30-32
  3.4 光学显微镜原位实验  32-33
  3.5 AFM原位实验  33-35
  参考文献  35-38
第四章结果与讨论  38-70
  4.1 钢筋在混凝土孔隙模拟液中腐蚀行为  38-54
    4.1.1 钢筋微观结构  38-39
    4.1.2 抛光表面Volta电位分布(SKPFM)  39-42
    4.1.3 EIS数据分析和动电位极化  42-46
    4.1.4 光学显微镜对腐蚀过程的原位观察  46-50
    4.1.5 AFM对腐蚀过程的原位观察  50-54
  4.2 Vanax工具钢在NaCl溶液中腐蚀行为  54-68
    4.2.1 开路电位,动电位极化和EIS数据  54-60
    4.2.2 抛光表面Volta电位分布(SKPFM)  60-64
    4.2.3 AFM对HT工具钢腐蚀过程的原位观察  64-68
  参考文献  68-70
第五章结论  70-72
  5.1 论文总结  70-71
    5.1.1 钢筋在混凝土孔隙模拟液中腐蚀行为  70
    5.1.2 Vanax工具钢在NaCl溶液中腐蚀行为  70-71
  5.2 未来工作展望  71-72
攻读硕士期间发表的论文  72-73
致谢  73-74

钢筋和Vanax工具钢在不同环境中局部腐蚀行为研究

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