镀锌层破损汽车钢板在NaCl溶液和泥浆中的腐蚀行为和EIS研究
铁在氯离子介质中腐蚀行为的研究
技 术
0 前言
金属材料广泛使用在工农业、国防和科技等领 域,金属腐蚀问题已是一个关系国计民生的重要问 题。铁是一种广泛使用的金属材料,铁的腐蚀与防 护一直是人们关注的问题。氯离子作为典型的侵蚀 性离子引起铁腐蚀,已受到人们重视[1,2]。本论文采 用线性扫描伏安、塔菲尔曲线和交流阻抗法等电化 学方法,研究铁在不同实验条件下的腐蚀规律,计 算得出相关腐蚀动力学参数,为防止金属铁的腐蚀 提供理论依据。
76
TOTAL CORROSION CONTROL VOL.29 No.08 AUG. 2015
腐蚀研究 Corrosion Research
区域明显缩小,钝化区域从 0.95V 减少到 0.43V 。表
1200
明溶液中大量的氯离子对钝化膜具有破坏作用,且 氯离子浓度越高,过钝化电流增大,活化作用更突 出。文献[3]表明Cl-是电负性很强的离子,其在金属表 面的吸附比溶解O2或OH-的吸附更为容易,当Cl-与金 属表面接触时,产生金属离子水化,使金属离子转 移到溶液中引起腐蚀。 Cl -在中性溶液中可能反应机 理如下:
Abstract: Linear sweep voltammetry, tafel curves and electrochemical impedance spectroscopy were
employed to measure the corrosion of the iron under different experimental conditions, which calculates the relative corrosion kinetics parameters. Under acidic conditions, the more acidic, or alkaline conditions, the results showed that the bigger the pH value can accelerate the corrosion of iron. Effects of Cl- about the corrosion of iron was the biggest in neutral solution of halogen ions, the higher concentration of Cl- can increase the dissolution rate of corrosion of iron .
pH值对高氮钢在NaCl溶液中腐蚀行为的影响
第26卷第2期2014年3月腐蚀科学与防护技术CORROSION SCIENCE AND PROTECTION TECHNOLOGYV ol.26No.2Mar.2014 pH值对高氮钢在NaCl溶液中腐蚀行为的影响刘丽霞1乔岩欣21.苏州市产品质量监督检验所苏州215104;2.江苏科技大学材料科学与工程学院镇江212003摘要:利用动电位极化曲线、电化学阻抗谱和电流-时间响应曲线对高氮钢在不同pH值NaCl溶液中的电化学行为进行了研究。
结果表明,高氮钢在酸性NaCl溶液中处于非稳定状态,出现3个自腐蚀电位,在碱性NaCl中发生阳极钝化,腐蚀速率随溶液pH值的增加而降低;在阳极极化条件下,高氮钢在中性NaCl溶液中生成的膜疏松多孔,对基体的保护性较差;而酸性和碱性NaCl溶液中,生成的钝化膜比中性NaCl中的致密。
H+和OH-参与了钝化膜的成膜过程。
关键词:腐蚀电化学高氮钢钝化中图分类号:TG172文献标识码:A文章编号:1002-6495(2014)02-0132-05Effect of pH Value on Electrochemical Behavior of High Nitrogen Stainless Steel in NaCl SolutionLIU Lixia1,QIAO Yanxin21.Suzhou Institute of Supervision and Inspection on Product Quality,Suzhou215104,China;2.School of Materials Science and Engineering,Jiangsu University of Science and Technology, Zhenjiang212003,ChinaAbstract:The electrochemical behavior of high nitrogen stainless steel(HNS)in1mol/L NaCl so-lution with different pH values was investigated by means of potentiodynamic polarization curves, electrochemical impendence spectrum and current-time transient curves.The results show that an-odic passivation of HNS could occur in alkaline solutions,while the corrosion rate of HNS de-creased with the increasing pH value;a porous film might be grown on HNS in neutral NaCl solu-tion due to the companying processes of dissolution and repassivation.In acidic and alkaline NaCl solutions,the formed passive films on HNS exhibit superior protectiveness rather than that in neu-tral NaCl solution.Key words:corrosion,electrochemical,high nitrogen stainless steel,passivation1前言由于不锈钢具有良好的力学性能和耐蚀性,对不锈钢的研究一直都是很多研究者关注的重点。
基于电化学对汽车用有机防腐蚀涂层的性能评价
范围为30~160弋。采用热重分析法对样品进行热重 分析,测试条件:在氮气的氛围下,升温速率10 P/rniii,升温范围为30〜600弋。采用透反偏光显微镜 对防腐蚀涂层的微晶结构进行分析。 1.3.2耐液体介质浸泡试验
将喷涂好的钢板置于腐蚀介质中,并观察有无起 泡、脱落及生锈等情况。根据GB/T 9274"色漆和清漆 耐液体介质的测定”,选用质量分数为10%的H2SO4和 10% NaOH溶液作为浸泡介质。 1.3.3 湿热试验
采用CHI660E电化学工作站测试极化曲线和交流 阻抗谱,以3.5%NaCl溶液为电解质,甘汞电极为参比 电极,钳电极为对电极,涂膜试片为工作电极。待开路 电位稳定后进行测试,测试条件为:扫描速率10 mV/s, 扫描范围为 1.0x(10-2~105) Hzo
2结果与讨论
2.1高低温稳定性分析 防腐蚀涂层在高温时容易被熔化,低温时容易产
Reddy等⑸以石蜡为原料,加入防流挂剂、增黏剂 及防锈剂等助剂,制备出一种附着力强的防腐蚀涂层; 连玉双⑹以石蜡与合成蜡复配作为基础成膜物质,将 改性剂、增黏剂、防锈剂添加到基础成膜物质中,制备
出汽车底盘防锈涂层。王晓蕾等⑺以氧化蜡为基础物 质,选用复合乳化剂进行乳化,在85-90 °C乳化40 min 后得到性能稳定的乳化蜡乳液,可制备防锈效果良好 的水性涂层;潘良等⑻以水性树脂和聚乙烯蜡为基础 原料,添加消泡剂、流平剂、润湿剂和抗盐雾剂等助剂, 得到快干型的水性防护涂层;张本雷⑼以聚乙烯 、石蜡 和丙烯酸树脂为原料制备了黏性小、性能稳定的纳米 颗粒水基涂料。
表2耐液体介质浸泡试验结果
10%H2S04 浸泡天数--------------------------
Vol.54 No.6 Jun. 2021
铝合金在3.5%NaCl中电化学腐蚀行为研究
铝合金在3.5%NaCl中电化学腐蚀行为研究路云舒;李华为;竭继阳【摘要】铝是一种广泛应用于工业生产的金属元素,因此铝及其合金的耐蚀性能的研究对工业生产有着重要的意义.在制备阶段采用阳极氧化法对铝合金表面进行预处理,于是在合金表面获得了一层较致密的氧化膜.在电化学测试阶段利用PARM273A和M5210电化学综合测试系统,通过测定电化学极化曲线和交流阻抗谱研究了基体铝合金和阳极氧化处理后的铝合金在3.5%NaCl溶液中的电化学腐蚀行为.电化学测试结果表明:与基体合金相比,在3.5%NaCl溶液中,经过阳极氧化预处理后的铝合金的腐蚀电流明显下降,并且电荷传递电阻明显升高,说明经阳极氧化预处理后铝合金的耐腐蚀性能加强,腐蚀速度下降;阳极氧化后,铝合金在3.5 %NaCl溶液中的阻抗图谱呈单容抗弧,因此腐蚀过程受电化学控制.【期刊名称】《沈阳师范大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2015(033)001【总页数】4页(P19-22)【关键词】铝合金;阳极氧化;极化曲线;交流阻抗;腐蚀【作者】路云舒;李华为;竭继阳【作者单位】沈阳师范大学化学与生命科学学院,沈阳110034;沈阳师范大学化学与生命科学学院,沈阳110034;沈阳师范大学化学与生命科学学院,沈阳110034【正文语种】中文【中图分类】TG113.23铝是自然界中分布最广泛的元素之一。
在自然界中,铝是含量仅次于铁的金属元素,被誉为第二“钢铁”,铝在地壳中的含量非常高,仅次于氧元素和硅元素。
在自然界中,由于其化学性质的活泼,铝主要以氧化物和含氧的铝硅酸盐的形式存在,而很少以游离态的形式存在[1-4]。
1885年Cowle首次用电解法生产出含铜和铁的铝合金,从此开始了铝及其合金的工业化生产。
由于近代工业的发展,铝的冶炼方法与工艺不断改进,铝的产量得到了快速的提高,使得只有皇家才能使用的贵重金属,成为普通人生活不可或缺的材料。
由于纯铝的强度、硬度比较低,在应用中受到限制。
碳钢在不同卤化钠溶液中点蚀行为的比较
存档日期:存档编号:江苏师范大学科文学院本科生毕业设计(论文)论文题目:碳钢在不同卤化钠溶液中点蚀行为的比较姓名:xxxxxxxx系别:生化系专业:制药工程年级、学号: 08制药x x x xx xx xx xx xx xx x指导教师:朱永艳江苏师范大学科文学院教务部印制碳钢在不同卤化钠溶液中点蚀行为的比较xxxxx制药工程08级xxxxx指导老师:朱永艳摘要:本文采用扫描电化学显微镜(Scanning electrochemical microscopy, SECM)技术、电化学阻抗谱(Electrochemical impedance Spectroscopy, EIS)技术、动电位极化技术和恒电位极化技术研究了碳钢在不同卤化钠溶液中的阳极溶解行为,特别是点蚀行为。
从实验结果可以得出:氟离子只能引起X70碳钢的均匀腐蚀,而不会导致点蚀产生;氯离子和溴离子能够引起金属的点蚀和均匀腐蚀,但是氯离子点蚀能力强于溴离子,而溴离子均匀腐蚀能力强于氯离子;碘离子同样也能引起金属的点蚀和均匀腐蚀。
吸附理论及点缺陷模型等理论能够解释卤离子对X70碳钢腐蚀行为产生的影响。
关键词:X70碳钢、卤化钠、点蚀、扫描电化学显微镜Study of the Pitting Corrosion of X70 Steel in SodiumHalide SolutionsMiao JiayuanSupervisor : Zhu Y ongyanAbstract: The anodic dissolution and the pitting corrosion of X70 steel in sodium halide solutions have been investigated by using scanning electrochemical microscopy (SECM) technique, electrochemical impedance spectroscopy (EIS) technique, potentiodynamic polarization technique and potentiostatic polarization technique. The experimental results show: fluoride ions can only cause general corrosion of X70 steel, while chloride ions and bromide ions can cause general corrosion and pitting corrosion of X70 steel; the general corrosion of X70 steel caused by the bromide ions is more serious than that caused by the chloride ions, however, the pitting corrosion of X70 steel is more slight than that caused by the chloride ions. The adsorption theory and the point defect model are proposed to explain the experimental results.Key words: X70 carbon steel; Sodium halide; Pitting; Scanning Electrochemical Microscopy 1. 前言金属腐蚀问题遍及国民经济和人类活动的各个领域。
Mg-14Li-1Al-0.1Ce合金在NaCl溶液中的腐蚀行为
Mg-14Li-1Al-0.1Ce合金在NaCl溶液中的腐蚀行为马毅斌;李宁;黎德育;张密林;黄晓梅【摘要】采用电化学方法研究了Mg-14Li-1Al—0.1Ce合金在NaCl溶液中的腐蚀行为,采用扫描电镜观察腐蚀后的表面形貌,用失重法测试腐蚀速率,用x射线衍射(XRD)分析了腐蚀层和溶液中腐蚀颗粒的组成。
结果表明,Mg-Li-Al-Ce合金的腐蚀速率随溶液Cr-浓度增大而增大,由失重法所得到的腐蚀速率远大于由腐蚀电流密度(Jcorr)计算所得的腐蚀速率。
扫描电镜(SEM)观察表明,合金表面随溶液Cl-浓度增加而破坏严重。
腐蚀产物层没有保护作用,在腐蚀产物下有明显的蚀坑和裂纹。
XRD表明腐蚀产物层和溶液中腐蚀颗粒由Mg(OH)z、Li0.92Mg4.08和UMg2组成。
%The corrosion characteristics of Mg-14Li-1A1-0. 1Ce alloy in NaCl solutions were investigated by electrochemical measurements. The morphology of corroded surface was observed by scanning electron microscopy (SEM), the corrosion rates were investigated by weight-loss method and XRD was used to analyze the composition of corrosion layer and corrosion products deposited in solution. The results showed that the corrosion resistance of Mg- Li-Al-Ce alloy gradually deteriorated with increasing the concentration of Cl-. The corrosion rate of Mg-Li-Al-Ce alloy evaluated by Tafel extrapolation from polarization curves was much lower than that evaluated by weight-loss method. SEM observation showed that the alloy surface was broken more severely in higher Cl- concentration solutions. The corrosion layer formed on the surface of alloy could not inhibit corrosion, after removing the corrosion products attached on the alloy surface, deep pits and crackswere observed. Both corrosion layer and corrosion products deposited in solution consisted of Mg(OH)2, Li0. 92 Mg4. 08 and Li3 Mg7.【期刊名称】《腐蚀与防护》【年(卷),期】2012(033)002【总页数】5页(P115-119)【关键词】镁锂合金;腐蚀;腐蚀形貌;XRD【作者】马毅斌;李宁;黎德育;张密林;黄晓梅【作者单位】哈尔滨工业大学,哈尔滨150000;哈尔滨工业大学,哈尔滨150000/哈尔滨工程大学,哈尔滨150000;哈尔滨工业大学,哈尔滨150000;哈尔滨工程大学,哈尔滨150000;哈尔滨工程大学,哈尔滨150000【正文语种】中文【中图分类】TG172镁锂合金由具有高的比强度,并具有良好的减震性能和抗高能粒子穿透能力,因而受到航天航空等领域中的重视。
电化学阻抗谱
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Y/X=G()
如果X为角频率为的正弦波电流信号,则Y即为角频率也 为的正弦电势信号,此时,传输函数G()也是频率的函 数,称为频响函数,这个频响函数就称之为系统M的阻抗
(impedance), 用Z表示。
如果X为角频率为的正弦波电势信号,则Y即为角频率也 为的正弦电流信号,此时,频响函数G()就称之为系统 M的导纳(admittance), 用Y表示。
—— O. Heaviside, Electrical Papers, volume 2 (New York: MacMillan, 1894).
概念:电感(inductance), 电容(capacitance), 阻抗( impedance),并应用到电子电路中。
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3
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4
1920
lg
Z
lg
Rp
1 2
lg[1
(
RpCd
)2
]
(1)高频区 (2)低频区
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Bode图 时间常数
在Nyquist图中,半圆上 Z 的极大值处的频率就是
特征频率 * 令 dZ'' 0
d *
Z'' Rp2Cd 1 (RpCd )2
* 1
RpCd
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Phase, degree Phase/degree
-30 1.4
-20
-10
1.2
0
1.0
100
101
102
103
104
105
f /Hz
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3 时间常数
RpCd
1
*
一种涂层失效过程电化学阻抗谱及参数演变研究
一种涂层失效过程电化学阻抗谱及参数演变研究摘要:聚合物涂层的吸水与扩散易引起聚合物金属界面处电化学反应,是导致聚合物涂层金属在使用过程中降解和失效的主要原因。
对此,本文针对常见的聚氨酯聚合物涂层,采用电化学阻抗谱研究其在暴露于室温的3.5 wt.% NaCl溶液中的吸水性与界面反应。
通过采用不同的等效电路模型对电化学阻抗谱进行分析,暴露早期其涂层性能主要由涂层电容来表征,本文采用涂层参数、界面过程参数等表征其界面性能随时间的变化。
θ可以快速判断涂层-金属系统的动10kHz态退化过程,其提供了一种简单而有效的涂层评价方法,对涂层应用的失效预测具有重要意义。
关键词:电化学阻抗谱;吸水性;界面反应;参数演变;动态退化;涂层评价中图分类号:TQ 150.1Study on Electrochemical Impedance Spectroscopy and Parameter Evolution of APolymer Coatings during Failure ProcessRen Xuchao1,FanChangfeng1,2*,WangXue3,LiuGuoliang1,ShiZiying,WangSen1(1 College of Mechanical and Control Engineering, Shandong Institute of Petroleum and Chemical Technology, Dongying 257061,China;2 Institute of Joining and Welding, Technische UniversitätBraunschweig, Braunschweig 38106, Germany;3 Academic Affairs Office, Shandong Institute of Petroleum andChemical Technology, Dongying 257061,China)Abstract: The water absorption and diffusion of polymer coatings easily cause electrochemical reactions at the polymer-metal interface, which are the main reasons for the degradation and failure of polymer-coated metals during use. In this regard, the water absorption and interfacial reaction of a common polymer coatings, polyurethane was investigated by electrochemical impedance spectroscopy in 3.5 wt.%NaCl solution exposed to room temperature. By using differentequivalent circuit models to analyze the electrochemical impedance spectroscopy, the coating performance in the early stage of exposureis mainly characterized by the coating capacitance. In this paper, thecan coating parameters, interface process parameters, etc. θ10kHzquickly judge the dynamic degradation process of the coating-metal system, which provides a simple and effective coating evaluation method, which is of great significance for the failure prediction of coating applications.Keywords: electrochemical impedance spectroscopy; water absorption; interfacial reaction; parameter evolution; dynamic degradation;coating evaluation1.引言聚合物涂层可以有效保护金属界面,是目前在各个行业特别是在汽车及关键零部件方面广泛应用的保护金属材料、防止腐蚀的主要方法。
3.5%NaCl溶液中铝及其合金缓蚀剂的电化学研究的开题报告
3.5%NaCl溶液中铝及其合金缓蚀剂的电化学研究的开题
报告
一、研究背景
随着铝及其合金的广泛应用,其在海洋等高氯离子环境中的腐蚀问题引起了研究者的关注。
传统的防腐方法主要包括贴膜、涂层等物理化学方法。
然而,这些方法在长期使用过程中可能会出现破损或脱落等问题,导致腐蚀加剧。
因此,开发一种可持续性、高效的缓蚀剂对于铝及其合金的海洋腐蚀问题具有重要意义。
二、研究目的
本研究旨在探究铝及其合金在3.5%NaCl溶液中的电化学行为,并进一步开发合适的缓蚀剂,从而提高其在海洋环境中的耐腐蚀性能。
三、研究内容
1. 通过扫描电子显微镜(SEM)等手段观察铝及其合金的表面形貌及腐蚀产物。
2. 采用线性扫描伏安法(LSV)、极化曲线法等电化学测试方法对铝及其合金在
3.5%NaCl溶液中的电化学行为进行研究。
3. 在电化学测试的基础上,通过添加不同种类的缓蚀剂(如有机物、无机物等)进行缓蚀实验。
4. 实验结果分析及比较,探究最佳的缓蚀剂策略,并探究其缓蚀机理。
四、研究意义
本研究将有助于深入了解铝及其合金在海洋环境中的电化学行为,探寻可行的缓蚀剂方案,并为铝及其合金在海洋等高氯离子环境下的应用提供理论和技术支持。
铝锌合金在NaCl溶液中的电化学行为
定稿日期:2004 12 03基金项目:国家自然科学基金重大项目(50499335)作者简介:郝小军,男,1970年出生,博士,研究方向为腐蚀电化学铝锌合金在3%NaCl 溶液中的电化学行为郝小军1 宋诗哲1,2(1 天津大学材料学院天津300072;2 金属腐蚀与防护国家重点实验室沈阳110016)摘要:通过测定铝锌合金试样在3%N aCl 溶液中不同极化电位下的EIS,分析铝锌合金的溶解行为.完善了传统的溶解 沉积 再溶解机理,研究Zn 活化A l 的作用.结果表明,富锌相的存在使得合金溶解加速,溶解较为均匀.关键词:铝锌合金 活化机理 电化学阻抗谱 富锌相中图分类号:T G174.36 文献标识码:A 文章编号:1005 4537(2005)04 0213 051前言Al 因为具有电位较负、电容量高、价格低廉等特点,作为阴极保护用牺牲阳极和铝/空气电池阳极发展很快.Al 在中性介质中的钝化问题通过合金化解决,加入Zn 、In 等元素[1].Zn 是铝基牺牲阳极的主要合金元素,能使铝锌合金电位降至-0.95V 以下(vs.SCE,下同).室温时,Zn 在Al 中最大溶解度仅2%,当锌含量增大时,铸态下都有富锌成份(记为Zn)沿晶间偏析,使局部晶界出现黑链状伪共晶组织.Al 和Zn 形成了宽广的 固溶体区域,属于置换固溶体,其余添加元素固溶于其中才能起到活化作用[1].目前,对铝合金中Zn 的活化机理较多的以Reboul [2],[3]等人的 溶解 沉积 再溶解 理论解释,A Venugopal and V S Raja [4],许刚、曹楚南等[5]又做了补充,但对铝锌合金中锌含量对合金电化学行为的影响研究较少.本文通过测试不同锌含量的铝锌合金在3.0%NaCl 中的电化学阻抗谱,研究锌含量对铝锌合金溶解的影响,为新型牺牲阳极和化学电源阳极的研制提供必要依据.2试验方法铝锌合金试样,尺寸 13m m !65mm ,由纯铝(牌号A00)及高纯锌(纯度>99.99%)在实验室熔炼,坩埚和模具为石墨制品,各试样的锌含量和代号见表1.试样测试面为横截面,用环氧树脂涂封非工作面,使有效测试面积为1.33cm 2,经水砂纸逐级打磨至600#,蒸馏水冲洗,无水乙醇脱脂,置于干燥器中24h 后待用.试样的腐蚀电位测试:试样在3%NaCl 溶液中浸泡1h,待电位稳定后测试腐蚀电位.各试样的腐Table 1Composition and co rrosion potent ial of aluminum zincalloys(%)code 2Zn 3Zn 4Zn 5Zn 6Zn z i n c/% 1.5 2.3 3.2 3.8 4.6E corr /V-0.945-0.951-0.960-0.965-0.971Fig.1EI S of Al-Zn alloy in 3%NaCl solution at -0.85V第25卷第4期2005年8月中国腐蚀与防护学报Journal of C hinese Society for Corrosion and ProtectionVol 25No 4Aug 200Fig.2EIS of sample3Zn in3%NaCl solution at different potentials蚀电位也列于表1,参比电极为饱和甘汞电极.测试系统由PRINCET ON公司的PARSTAT 2263电化学测试系统和Pow erSuite软件组成.2263通过USB接口与计算机连接.施加正弦扰动幅值为5mV,测试频率范围为35kHz~35mH z,对数扫频共测40个点,采用该公司编制的Zsim pw in阻抗解析软件对EIS进行Kramers-Kronig转换,外推至3.5!10-5Hz,并计算电化学各等效电路参数.用Zv iew2.7绘图.采用三电极系统,辅助电极为石墨棒,参比电极为SCE.试验介质为3%NaCl溶液,实验在室温20∀#2∀下进行.3结果与讨论3.1实验结果实验测定了5种不同锌含量的铝锌合金在极化电位、不同浸泡时间的电化学阻抗谱.图1~图3示出了几种典型试样的电化学阻抗谱.实验结果表明, Al-Zn合金在Zn含量不同、不同极化电位、浸泡时间不同时呈现的阻抗谱特征不同.由图1可知,随着锌含量的增加,富锌相的增多,阻抗幅值减小,表明在同一极化电位下,高锌含量的试样溶解速度较低锌含量的试样快.由图2知,试样3在不同极化电位下的EIS差异较大.在-0.95V下,试样在其开路电位附近,阻抗幅值较其余电位下的高很多.在-0.90V和-0.85V下,试样相当于阳极极化,处于牺牲阳极的工作状态,发生溶解,阻抗幅值下降.浸泡对试样3Zn的EIS影响较大,不同浸泡时间试样EIS不同(图3).随浸泡时间延长,合金表面阳极性成分如富锌相优先溶解,使其表面电位变得较为均匀,同时,表面覆盖一些腐蚀产物,阻抗幅值增大.图4为两种典型试样在-0.85V下极化后的表面形貌.图中试样5Zn表面颜色变暗,蚀坑较试样3Zn深,但没有后者多,表明随着锌含量增加,富锌相增多,试样溶解较快.但富锌相过快溶解,易造214中国腐蚀与防护学报第25卷成更深的腐蚀坑,对合金溶解不利.3.2讨论3.2.1铝锌合金活化溶解机理 Al 具有高的热力学活泼性,Al 的标准电位约- 1.904V.在电解质水溶液中,pH 值大于5.07时,从热力学观点看,Al 是溶解的,并在其表面上形成含水氧化物A12O 3∃H 2O.这种化合物形成了高电阻的表面膜,引起Al 的钝化.表面膜不断地被破坏,而又不断的修补,铝基牺牲阳极及铝/空气电池阳极在应用时,必须使表面膜修补的速度小于破坏的速度,才能正常工作.有关锌活化铝机理的文章较多[1~5],目前多用%溶解 沉积 再溶解 机理解释,但这些观点有待完善.铝锌合金的溶解分为三步:(一)溶解:Al-Zn 形成置换固溶体,Zn 原子周围的Al 原子由于Zn 原子的溶入造成晶格畸变,畸变能量较高[6],记为Al p (Zn q ),如图5.在 固溶体内,Al 作为阴极性组分,面积较大,Zn 作为阳极性组分,面积较小;在与电解质接触界面处,通过电偶腐蚀的作用,从氧化膜薄弱的部位,优先溶解,失去一个Zn 原子的固溶体,记为Al p (Zn q-1),如反应(1).当锌含量增大时, 固溶体作为阴极性组分,面积较大;富锌成份(二次相 )可以看作金属锌(其溶解可以视为金属锌的溶解,溶解反应式参考C Ca chet 等[7]的文献),表面及附近铝的氧化膜比较薄弱,如图6,作为阳极性组分,面积较小;在与电解质接触界面处,通过电偶腐蚀的作用,富锌成份优先溶解,包括反应(2)、(3).在 固溶体Al p (Zn q )内中的Zn 原子由于电偶腐蚀而溶解后产生空位,使得与之相邻的铝原子具有较高的晶格畸变能量,较为活跃,易于溶解,失去一个Zn 原子和x 个Al 原子的固溶体,产生更多空位,记为Al p-x (Zn q-1),如反应(4)、(5);生成中间产物Zn +ad 、Zn 2+ad 、Al +ad ,三者的浓度与合金组分有关,这是铝锌合金溶解的关键步骤,这样在铝锌表面形成点蚀孔.该步骤反应速度最慢,为反应控制步骤.Al(Zn)&Al p (Zn q-1)+Zn +ad +e-(1)Zn &e -+Zn +ad(2)Zn +ad &e -+Zn 2+ad(3)Fig.3EI S of sample 3Zn in 3%NaCl solution at -0.85V afterdippingFig.4M or phologies of samples after polar ization at -0.85V2154期郝小军等:铝锌合金在3%N aCl 溶液中的电化学行为Fig.5Sketch o f aluminium zinc solid solution [6]Fig.6Sketch of aluminium zinc alloy surfaceTable 2T he parameter value o f equiv alent cir cuit for Al-Zn alloy at -0.85V23456R s /!∃cm26.11 6.64 6.937.66 6.02C /∀F ∃cm -218.520.418225.415C 1/F ∃cm -2--0.0170.0120.417R t1/!∃cm211.8 1.74 5.687.1618.4L 1/H ∃cm 20.2480.20.0750.0690.194R ad1/!∃cm259.228.212.411137C 2/∀F ∃cm -22409270-252187R t2/!∃cm 2 1.697.630.741 1.59 1.52L 2/H ∃cm 2 2.570.7320.8760.856 3.51R ad2/!∃cm 211.3 3.97 1.08 3.0116.7L 3/H ∃cm 29.6 5.98 2.1912.913.2R ad3/!∃cm 2 2.40.77-0.3228error/!10-48.142.413.502.5010.6note:%- are abnormal points in calculationAl p (Zn q-1)8Al p-x (Zn q-1)+x Al +ad +x e -(4)Zn +ad +Al p-x (Zn q-1)&Al +ad +Zn +Al p-x-1(Zn q-1)(5)(二)沉积:点蚀孔附近溶解的Zn +ad 、Zn 2+ad 被铝基体和中间产物Al +ad 置换,沉积到电极表面,Al +ad 、富锌成份(二次相 )和第二步反应沉积的Zn 有一部分用来还原H +,生成Zn (OH )2、Al (OH )3,Al (OH)3脱水生成高电阻Al 2O 3∃H 2O 表面膜覆盖于铝合金表面.包括反应(6)~(11).Al +ad +3H 2O &Al(OH)3+H 2∋+H+(6)Zn+Zn +ad &Zn 2++Zn +ad +2e -(7)e -+Zn 2+ad &Zn+(8)Zn+2H 2O &Zn(OH )2+H 2∋(9)2Al(OH )3&Al 2O 3∃3H 2O &Al 2O 3∃H 2O+2H 2O (10)O 2+2H 2O+4e -2对铝合金的表面氧化膜的剥离,导致其局部分离,暴露出新鲜的铝合金表面,铝合金电位强烈负移,点蚀孔很快扩大,即发生了活化.由此活性点,进一步溶解,扩展至整个铝合金表面,完成铝合金的活化溶解.铝合金活化前后表面见图6.当中间产物Zn +ad 的生成速度超过其活化Al 的速度时,Zn +ad 的消耗反应速度增加,如反应(12).Zn +ad +Zn +a d &Zn+Zn2+(12)按照以上机理,在接近腐蚀电位的-0.95V 下,铝锌固溶体中Al 的溶解很慢,富锌相及固溶体中的Zn 通过电偶腐蚀的作用,溶解速度较大,生成Zn +ad 的速度快,相应于EIS 图中高频段呈现一个容抗弧,Zn +ad 的沉积、吸附,相应于EIS 图中低频段只有一个感抗弧.在-0.90V 和-0.85V 下,富锌相加速溶解生成的中间产物Zn +ad 、Zn 2+ad ,将固溶体中Al 氧化为Al +a d ;相应的EIS 图中有三个容抗弧,C 表征腐蚀体系的界面电容,R t1、C 1,R t2、C 2表征中间产物Zn +ad 、Al +ad 生成的反应电阻及容抗.中间产物的吸附或沉积,相应于EIS 图中有3个感抗弧,R ad1、L 1,R ad2、L 2,R ad3、L 3表征中间产物Zn +ad 、Zn 2+ad 、Al +ad 吸附或沉积的电阻及感抗.由此,铝锌合金在-0.85V 下EIS 的电化学等效电路CDC 代码为R(C(CR)(LR)(CR)(LR)(LR)).3.2.2锌含量对铝锌合金电化学行为的影响 铝锌合金在-0.85V 下EIS 的拟合计算得到的参数值列于表2.试验结果表明,在-0.85V 下,在锌含量为1.5%和4.6%时,铝合金试样溶解时的各参数较高,根据前述%溶解 沉积 再溶解 机理,锌含量较低时,生成的中间产物Zn +ad 、Zn 2+ad 浓度低,合金活化溶解反应阻抗较高.锌含量较高时,中间产物Zn +ad 的浓度加大,其自身消耗加快,合金活化溶解反应阻216中国腐蚀与防护学报第25卷抗加大,富锌相的存在与否对铝合金溶解的影响较为显著.由上述结果,对于牺牲阳极和电源阳极的研制,Zn 含量宜取2.5%~3.8%,以得到适量的富锌相,使其溶解较快.浸泡对牺牲阳极的实际应用具有一定的积极作用,合金溶解较为均匀.4结论(1)Al-Zn 合金在Zn 含量不同、不同极化电位和不同浸泡时间呈现的阻抗谱特征不同.(2)铝锌合金中 固溶体内Zn 原子优先溶解后,产生空位,使得与之相邻的铝原子具有较高的晶格畸变能量,较为活跃,易于溶解,为铝锌合金溶解反应的控制步骤.Zn 原子溶解生成的中间产物Zn +ad 、Zn 2+ad 的溶解 沉积对铝锌合金的活化溶解起决定性的作用.当中间产物Zn +ad 的生成速度超过其活化Al 的速度时,Zn +ad 的消耗反应速度增加,导致合金活化溶解反应阻抗加大.(3)富锌相的存在对铝合金溶解的影响相当大,使得合金的电化学反应电阻降低、溶解较为均匀.Zn 含量宜取2.5%~3.8%,以得到适量的富锌相.参考文献:[1]E dw ard Lemieux ,W i lliam H Hartt,Keith E Lucas.A critical review of aluminum anode activati on,dissolution mechanisms,and per formance[A].Corrosion 2001[C].NACE ,2001,509[2]M ax C Reboul,M arc C Delatte.Activati on mechan i sm for sacrificial Al/Zn/Hg anodes[J].M ateri als Performance,1980,19(5):35[3]Reboul M C,Gimenez P H,et al.A proposed activation mechanis m for Al anodes[J].Corrosion,1984,40(7):366[4]Venugopal A,Raja V S.AC i m pedance study on the acti vation mechanism of aluminum by indium and zinc in 3.5%NaCl m edium [J ].Corros.S ci.,1997,39(12):2053-2065[5]Xu G,Cao C N,et al.Electrochem ical study of active diss oluti on foraluminum in neutral NaCl solution [J].Corros.S ci.Prot.T echnol.,1998,10(6):321-326(许刚,曹楚南等.纯铝在NaCl 溶液中活化溶解时电化学行为研究[J].腐蚀科学与防护技术,1998,10(6):321-326)[6]Xu J.T heory of M etal Corrosi on and Anti-Corrosion M etal[M ].Hangzhou:Science and T echnology Press of Zhejiang,1981(徐坚编写.腐蚀金属学及耐腐蚀金属材料[M ].杭州:浙江科学技术出版社,1981)[7]Cachet C,Ganne F,et al.E IS investigation of zinc dissol ution in aerated sulfate medium.part I:bulk z i nc [J ].Electrochimica Acta,2001,(47):509-518EIS STUDY OF ACTIVATION MEC HANISM OF ZINC IN ALUMINUM ZINC ALLOYHAO Xiaojun 1,SONG Shizhe 1,2(1 School of M ater ial,T ianj in University ,T ianj in 300072;2 State K ey L abor atory f or Cor rosion and Pr otection ,Shenyang 110016)Abstract:Electrochem ical im pedence spectroscopy (EIS)was applied to investig ate the dissolution behavior of a lum inum zinc alloy in 3%NaCl solution w ith different polarization potential.Tradition dissolve sediment dissolve again mechanism was replenished to research the role of zinc active aluminum.The result show s zinc enrichment phase makes alloy dissolve acceleratively and uniformly.Key words:alum inum zinc alloy,activation mechanism,EIS,zinc-rich phase2174期郝小军等:铝锌合金在3%N aCl 溶液中的电化学行为。
SVET
SVET在腐蚀中的应用现状摘要: 近年来, 随着微区电化学理论与测试技术的发展, 微区电化学技术在腐蚀领域已作为一种重要的测试方法被广泛应用,本文概括了扫描振动电极的基本原理,重点对该技术在金属腐蚀研究领域的应用进行了阐述。
关键词: 扫描振动电极技术; 局部腐蚀; 微区扫描振动电极技术简介SVET( 扫描振动电极技术) 是利用扫描振动探针( SVP) 在不接触样品表面的情况下, 检测样品在溶液中局部腐蚀电位的一种新技术。
SVET 是在SRET( 扫描参比电极技术) 的基础上发展起来的,SVET 具有比SRET更高的灵敏度, 尤其是在信噪比方面SVET 比SRET 有较大的提高。
SVET 最初是由生物学家用来测量生物系统的离子流量和细胞外的电流, 直到20世纪70年代由H. Isaacs[ 1]将该技术引入腐蚀研究中。
该技术的引入对腐蚀领域产生了较大的影响, 目前SVET在腐蚀研究尤其是局部腐蚀研究中得到了广泛的应用。
SVET利用振动电极、转变测量信号以及锁相放大器, 消除微区扫描过程中的噪声干扰, 从而有效地提高了测量精度和灵敏度。
SVET的最大特点是具有高灵敏度和非破坏性, 可进行电化学活性测量。
基本原理:扫描振动电极测量技术(SVET)是指在使用扫描振动探针(SVP),不接触待测样品表面的情况下,测量局部(电流,电位)随远离被测电极表面位置的变化,检定样品在液下局部腐蚀电位的一种先进技术SVP系统具有高灵敏度、非破坏性、可进行电化学活性测量的特点。
它可进行表面涂层及缓蚀剂的评级和局部腐蚀等方面的研究,如研究点蚀和应力腐蚀的产生、发展等。
SVP系统的测量原理是:电解质溶液中的金属材料由于表面存在局部阴阳极在电解液中形成离子电流,从而形成表面电位差,通过测量表面电位梯度和离子电流探测金属的局部腐蚀性能。
假设电解液浓度均匀且为电中性,反应电流密度i由下式求得:式中:△E为阴阳极电位差, RΩ为电解液的电阻, Ra和Rc分别为阳极和阴极的反应电阻。
【国家自然科学基金】_镀锌板_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140730
2009年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28
科研热词 镀锌钢板 碱性泥浆 零价金属 附着 镀锌板 镀锌层破损 锈层 还原降解 腐蚀行为 腐蚀 矩形光斑 电阻点焊 电镀锌板 电化学腐蚀 热镀锌汽车板 热镀锌板 激光钎焊 湿热腐蚀 泥浆 氯代有机物 图像处理 双焦点光斑 偶氮染料 ph值 nacl溶液 if钢(无间隙原子钢) eis bp网络
科研热词 自润滑镀锌板 耐蚀性 电化学 材料流动 有限元仿真 断面形貌 摩擦系数 圆盘剪分切 剪切机理 中性盐雾
推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
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2012年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8织特征 熔钎焊 激光拼焊板 搭接 堆焊 单旁路耦合电弧gmaw 力学性能预测 力学性能 冷金属过渡 主成分分析 bp神经网络
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2013年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
2013年 科研热词 金属板材 转化膜 耐蚀性 植酸 无铬钝化 无毛刺 断面形貌 圆盘剪分切 六价铬 三价铬 推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2014年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
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2010年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
科研热词 激光技术 镀锌板 组织定量分析 等效电路 电化学阻抗谱 激光焊接 激光拼焊板 泥浆腐蚀 搭接方式 响应面法 参数优化 力学性能预测 偏最小二乘回归
基于近场动力学方法的腐蚀损伤结构破坏过程研究
基于近场动力学方法的腐蚀损伤结构破坏过程研究基于近场动力学方法的腐蚀损伤结构破坏过程研究近年来,腐蚀损伤对工程材料的结构完整性和可靠性造成了严重威胁。
为解决这一问题,研究人员广泛应用诸如分子动力学、蒙特卡洛模拟等数学和物理模型来揭示腐蚀损伤的本质和破坏机理。
近场动力学方法作为一种有效的数值模拟方法,近年来在材料领域得到广泛应用。
本文将探讨基于近场动力学方法的腐蚀损伤结构破坏过程研究的相关内容。
近场动力学方法是一种基于晶格缺陷的多尺度仿真方法,能够模拟材料内部微观细节,揭示材料的局部力学性能和破坏行为。
在腐蚀损伤领域,这一方法特别适用于研究金属材料的腐蚀行为和腐蚀引起的结构破坏过程。
首先,基于近场动力学方法的腐蚀损伤结构破坏过程研究需要建立一个真实可靠的材料模型。
通过对金属晶体的原子结构进行建模和参数化,引入腐蚀反应方程和局部表面张力等物理参数,可以模拟金属材料在腐蚀环境下的行为。
然后,通过引入晶界、位错和空隙等缺陷,研究腐蚀损伤对晶体力学性能的影响。
其次,针对腐蚀引起的金属材料的局部破坏行为,近场动力学方法能够揭示其细观机制。
通过模拟腐蚀剂分子在金属表面的吸附和反应,以及腐蚀产物的生长和析出过程,可以获得损伤区域的局部力学性质和材料损失的深度。
同时,近场动力学方法可以研究腐蚀剂在局部界面附近的电化学行为,揭示腐蚀过程中电荷传输和电化学反应的作用。
此外,近场动力学方法还能够模拟腐蚀损伤结构的演化过程。
通过追踪缺陷的动态变化,可以获得损伤区域的生长速率和破坏形态。
在不同腐蚀条件下,可以研究损伤结构的稳定性和失效机制,为设计和优化材料的腐蚀抗性提供理论支持。
最后,基于近场动力学方法的腐蚀损伤结构破坏过程研究具有很大的应用价值。
通过揭示腐蚀损伤的微观机制,可以预测和评估材料的耐腐蚀性能,指导实际工程应用中的材料选择和防护措施。
此外,近场动力学方法还可以用于研究新型防腐蚀涂层的设计和优化,提高材料的腐蚀抗性。
镀锌层在NaCl溶液中的腐蚀行为研究_宁丽君
的电位由较负电位快速正移至钢基体电位所需的时
间相差不大, 而 1%溶液中 Cl-浓度低, 腐蚀性相对较
弱, 达到基体电位所需时间相对较长.
2.3 电化学阻抗谱
电化学阻抗谱技术是评价膜层耐腐蚀性能的有
力工具, 并能够根据阻抗谱的形状获得发生腐蚀时
膜层表面以及膜层下面的基体所对应的腐蚀电化学
信息. 由于镀锌钢在 4 种浓度 NaCl 溶液中腐蚀规律
NING Lijun1, 2, DU Ailing 1, XU Likun2, LI Xiangbo2
1. School of Chemistry and Chemical Engineering, Shandong University, Jinan 250061; 2. State Key Laboratory for Marine Corrosion and Protection, Luoyang Ship Materials Research
Fig.1 SEM morphologies of zinc plating before (a) and af-
ter (b) passivation
-0.6
1%
3%
-0.7
5% 7%
-0.8
-0.9
-1.0
0
200 400 600 800 1000
time / h
Fig.2 Evolution of open-circuit potential of samples im-
后增大, 在 5% NaCl 溶液中耐腐蚀性最差.
关键词: 电镀锌 电化学阻抗谱 耐蚀性
中图分类号: TQ153
文献标识码: A
文章编号: 1002-6495(2012)04-0291-05
电化学交流阻抗技术在腐蚀与防护中的应用研究
武汉理工大学研究生课程论文题目电化学交流阻抗技术在腐蚀与防护中的应用姓名郝张科学号 WP2015007 (武汉材料保护研究所) 专业班级材研1510电化学交流阻抗技术在腐蚀与防护中的应用研究摘要: 交流阻抗技术(AC impedance) 又称为电化学阻抗谱( electrochemical impedance spectroscopy, 简称EIS) , 是一种以小振幅的正弦电位( 或电流) 为扰动信号的电化学测量方法。
腐蚀科学是交流阻抗技术获得应用的一个重要领域。
交流阻抗发式电化学测试技术中一类十分重要的方法,是研究电极过程动力学和表面现象的重要手段。
交流阻抗谱是常用的一种电化学测试技术,该方法具有频率范围广、对体系扰动小的特点,是研究电极过程动力学、电极表面现象以及测定固体电解质电导率的重要工具.它是基于测量对体系施加小幅度微扰时的电化学响应,在每个测量的颓率点的原始数据中,都包含了施加信号电压(或电流)对测得的信号电流(或电压)的相位移及阻抗的幅模值,从这些数据可以计算出电化学响应的实部与虚部.阻抗谱中涉及的参数有阻抗幅模(1zI)、阻抗实部(z7)、阻抗虚部(z”)、相位移(口)、频率(u)等变量,同时还可以计算出导纳(y)和电容(c)的实部与虚部,因而阻抗谱可以通过多种方式表示,每一种方式都有其典型的特征,根据实验的需要和具体体系.可以选择不同的图谱形式进行数据解析.1 交流阻抗技术的发展随着电化学理论的不断完善与发展, 电化学方法也得到了相应的发展。
在电化学测量中做出了重要贡献的是Stern 和他的同事。
他们在1957 年提出了线性极化的重要概念, 虽然线性极化技术有着一定的局限性, 但在实验室和现场快速测定腐蚀速度时还是一种简单可行的方法。
腐蚀工作者在随后的十余年中又做了许多工作, 完善和发展了极化电阻技术。
电子技术的迅速发展促进了电化学测试仪器的发展, 现代电子技术的应用和用于暂态测量测试仪器的出现, 一些快速测量方法和暂态响应分析方法也得到了发展, 最典型的例子就是交流阻抗技术的发展。
饱和NaCl溶液浸泡下混凝土试块中有机阻锈剂对钢筋腐蚀行为的影响
饱和NaCl 溶液浸泡下混凝土试块中有机阻锈剂对钢筋腐蚀行为的影响郑雷刚杨怀玉*(中国科学院金属研究所,金属腐蚀与防护国家重点实验室,沈阳110016)摘要:利用电化学阻抗谱(EIS)、半电池腐蚀电位(E corr )和宏观电池腐蚀电流密度(I corr )测量技术,在饱和NaCl 溶液浸泡的硬化混凝土试块中,研究了4种醇胺基阻锈剂对钢筋电极腐蚀电化学行为的影响和长期阻锈性能.在浸泡初始的100d 内,与空白样相比,添加阻锈剂后钢筋电极腐蚀电位升高,阻抗膜值增大,腐蚀电流密度值降低,表明电极表面处于钝态,阻锈剂表现出良好的阻锈性能.随浸泡时间延长,电极腐蚀电位和阻抗膜值下降,腐蚀电流密度增大.浸泡后期,除添加醇胺基CI -4样外,电极电位和腐蚀电流密度与空白样相比无明显差别,表明电极由钝态转变为活性腐蚀状态.但添加CI -4样品,钢筋电极始终保持在钝化状态,阻锈性能最好.基于阻锈剂与Cl -间的竞争吸附,分析探讨了可能的阻锈机理.关键词:阻锈剂;钢筋防护;Cl -诱导的局部腐蚀;电化学技术中图分类号:O646;TG174Influence of Organic Inhibitors on the Corrosion Behavior of Steel Rebarinside Mortar Specimens Immersed in Saturated NaCl SolutionZHENG Lei -GangYANG Huai -Yu *(State key Laboratory for Corrosion and Protection,Institute of Metal Research,Chinese Academy of Sciences,Shenyang 110016,P.R.China )Abstract :The long -term effects of four kinds of amine -alcohol based inhibitors on the corrosion behavior of steel rebar inside mortar specimens immersed in saturated NaCl solution were studied by electrochemical impendence spectroscopy (EIS),half cell corrosion potential (E corr ),and macrocell corrosion current density (I corr )measurements.We found that the E corr and the impedance modulus were higher than those in the control specimen after inhibitor addition.Additionally,I corr decreased over the initial 100d of immersion revealing that the steel rebar electrodes are kept in passive state and the inhibitors showed good inhibition effects.With an increase in the immersion time,E corr and the impedance modulus for all the inhibited mortar specimens decreased while I corr increased.After immersion for 125d there were no obvious differences between E corr and I corr for the inhibited systems by comparison to those in the blank sample,except for the specimen containing CI -4.This suggests that the surface of the electrode changes from passive state to active state.The best inhibition was obtained in the presence of the CI -4inhibitor.We briefly discuss the inhibition mechanism based on the competitive adsorption of the inhibitor molecules with Cl -on the steel rebar surface.Key Words :Corrosion inhibitor;Protection of steel rebar;Local corrosion induced by Cl -;Electrochemicaltechnique[Article]物理化学学报(Wuli Huaxue Xuebao )Acta Phys.-Chim.Sin .,2010,26(9):2354-2360混凝土中钢筋的腐蚀是混凝土结构性能退化或破坏的主要原因之一[1-4].通常情况下,混凝土的高碱性环境(pH 12.5-13.5)可使钢筋表面保持钝化状态.但当外界Cl -侵入后(如沿海建筑,跨海大桥及使用除冰盐的公路等场合)将导致钢筋/混凝土界面钝性环境破坏,钢筋表面失钝,并进一步诱发腐蚀,使SeptemberReceived:March 29,2010;Revised:May 21,2010;Published on Web:July 8,2010.*Corresponding author.Email:hyyang@;Tel:+86-24-23915899.The project was supported by the National Key Technology R&D Program,China (2007BAB27B03).国家科技支撑计划(2007BAB27B03)资助项目鬁Editorial office of Acta Physico -Chimica Sinica2354No.9郑雷刚等:饱和NaCl 溶液浸泡下混凝土试块中有机阻锈剂对钢筋腐蚀行为的影响混凝土结构性能下降甚至失效[2].因此,混凝土中钢筋的防腐已成为亟待解决的技术问题.有许多措施可用来减缓或阻止钢筋的腐蚀,其中在混凝土浇筑时添加阻锈剂,以其防腐效果好、成本低廉和操作简便等特点,在国内外已受到普遍关注和广泛应用[5].亚硝酸盐是最早被研究的无机混凝土阻锈剂,能显著降低钢筋的活性及腐蚀速率,并已广泛应用于大量钢筋混凝土结构的耐久性保护.但因其为典型的氧化型阻锈剂,在保护钢筋的同时,亚硝酸盐自身不断被消耗,其长期阻锈效果难以保证,用量不足时还可能促进钢筋的腐蚀.另外,亚硝酸盐是有毒物质,在一些欧洲国家,如瑞士和德国已被禁止使用[6].单氟磷酸盐是另一种能够有效降低混凝土中钢筋腐蚀速率的无机阻锈剂,但会降低混凝土的力学性能[7],其应用也受到限制.近年来,有机阻锈剂因其毒性低,环境友好而受到人们的广泛关注,如醇胺类、醛类、炔醇类以及分子中含N 、P 和S 杂环化合物等[8-11].有机阻锈剂可在钢筋表面形成致密吸附膜,从而阻止腐蚀产物及与腐蚀反应的相关物质在钢筋/混凝土界面的自由扩散,达到抑制腐蚀的效果[12].醇胺基化合物因其无毒、成本低等优点,在国外已受到广泛关注[7-8,10,13-14].然而,文献调研表明,有关该类阻锈剂在实际混凝土体系中的阻锈性能,尤其是长期阻锈效果的研究,仍存在不同的观点,也缺少足够的腐蚀电化学信息去揭示其相关的阻锈机理[8,10-13].本文利用电化学交流阻抗、半电池腐蚀电位及宏观电池腐蚀电流密度测定技术,在饱和NaCl溶液浸泡的硬化混凝土试块中,对4种醇胺基阻锈剂(分别记作CI -1、CI -2、CI -3和CI -4,其主要成份分子结构示于图1)的阻锈性能进行了长期检测.以研究该类化合物在混凝土体系中对钢筋腐蚀电化学行为的影响以及长期阻锈性能,探讨可能的阻锈机理.1实验方法实验用水泥为PS 32.5矿渣硅酸盐水泥,细骨料为河砂,使用前用筛子(筛孔约1.5mm)过筛.钢筋电极由建筑用普通钢筋加工成Φ7mm ×35mm 的圆柱形,表面依次用SiC 砂纸逐级打磨到1000#,一端焊接铜导线,除5.88cm 2的工作面外,其余部分用环氧树脂密封.使用前表面依次用蒸馏水清洗,丙酮除油,冷风吹干后,置于干燥器中备用.辅助电极采用Φ6mm ×55mm 石墨棒.混凝土试块为40mm ×100mm ×140mm 的长方体,其结构如图2所示.试块制备物料配比(质量比)为蒸馏水∶水泥∶河沙为1∶2∶4,水与水泥用量比为0.5.因各阻锈剂中有效成分的含量不同,为便于比较,阻锈剂添加量均以水泥质量计,分别加入2.0%和4.0%(质量分数),以保证有效成分的一致.试块制备过程参照GB 8076-1997进行,在图1阻锈剂主要成份的分子结构Fig.1Molecular structure of the main component ofcorrosion inhibitorR 1=R 2=CH 3for CI -1;R 1=R 2=H for CI -2;R 1=H,R 2=C 2H 4OH for CI -3;R 1=R 2=C 2H 4OH for CI -4图2混凝土试块示意图Fig.2Schematic representation of the mortar specimen(a)cross -sectional view,(b)flank profile;unit of distance inmm2355Acta Phys.-Chim.Sin.,2010Vol.26标准条件下成型,24h 后脱模,在(25±1)℃,相对湿度(RH)≥95%的标准养护箱中养护28d.将养护后的混凝土试块侧面浸入饱和NaCl 溶液中,每隔一定时间测量一次体系的电极腐蚀电位、宏观电池电流密度和电化学阻抗.阻抗的测量在Parstat 2273(Princeton Applied Research,USA)电化学系统上进行,激励信号为±20mV 正弦波,测量频率范围为100kHz-10mHz,所有阻抗测定均在自腐蚀电位下进行.用Fluke 8845A (Fluke Corporation,USA)型数字万用表,依据ASTM -C876标准测定钢筋电极的腐蚀电位,ASTM -G109标准测量钢筋电极的宏观电池电流密度.所有电位均相对于饱和KCl 甘汞电极(SCE).所用试剂均为分析纯.2结果与讨论2.1半电池腐蚀电位和宏观电池腐蚀电流密度测量结果图3和图4分别为添加不同阻锈剂及空白混凝土试块中钢筋半电池腐蚀电位、宏观电池腐蚀电流密度随浸泡时间的变化结果.通常E corr 和I corr 可作为判断钢筋腐蚀状况的重要依据.根据E corr 的高低可将钢筋的腐蚀分为:(a)当E corr >-250mV (vs SCE)时,钢筋具有较低的腐蚀倾向,(b)当E corr <-250mV 时,钢筋具有高腐蚀倾向[15].由图3可以看出,在浸泡初期(约10d),所有混凝土试块中钢筋的电极电位均高于-200mV,表明钢筋表面在混凝土高碱性环境下处于钝化状态,钢筋处于低腐蚀倾向区.但随浸泡时间的延长,空白、添加CI -1和CI -2的混凝土试块中钢筋的E corr 快速下降,在接近50d 时已低于-400mV,而后趋于稳定,表明随着Cl -的渗透,钢筋表面逐渐失去钝化性能而处于活性腐蚀状态,进入高腐蚀倾向区.而添加其它阻锈剂的混凝土试块在浸泡的前100d 内,钢筋电极E corr 基本保持在-200mV,表明钢筋表面钝化性能完好,阻锈剂的加入有效维持了钢筋的钝态;但在100d 后,添加CI -3和CI -4试块的钢筋电位开始下降,钢筋电极由钝态转变为活化状态,而后电位趋于稳定,并进入高腐蚀倾向区.电位的这种变化,与外界Cl -的渗透到达钢筋表面后聚集,从而引起钢筋表面发生局部腐蚀密切相关.钢的局部腐蚀(如点蚀)通常是由表面宏观电池腐蚀(macrocell corrosion)引起的,与微观电池腐蚀(microcell corrosion)相比较,其区别在于宏观电池腐蚀的阴极区和阳极区位置相对固定,而微观电池腐蚀的阴极区和阳极区位置则随时间的变化而随机改变,当电极表面面积相对较小的阳极区被面积相对较大的阴极区所包围时,钢铁就会遭受局部腐蚀[16].碱性混凝土体系中(pH 值约12.5),钢筋表面通常处于钝态,然而,在盐水浸泡条件下,水和侵蚀性Cl -可通过混凝土孔隙渗透到其内部并到达钢筋表面,由于混凝土体系的非均匀性,不同部位的渗透、富集程度差别很大.在优先渗透到达部位,Cl -的富图4混凝土试块中钢筋电极腐蚀电流密度随饱和NaCl溶液浸泡时间的变化Fig.4Variation of the macrocell corrosion current density for steel rebar inside mortar specimens immersed in saturated NaCl solution with theimmersion timea)passive state,b)low corrosion rate,c)moderate corrosion rate,d)high corrosion rate图3混凝土试块中钢筋电极腐蚀电位随饱和NaCl 溶液浸泡时间的变化Fig.3Variation of the corrosion potential for steel rebar inside mortar specimens immersed in saturatedNaCl solution with the immersion timea)region of low corrosion probability,b)region of high corrosionprobability;2.0%and 4.0%are massfractions.2356No.9郑雷刚等:饱和NaCl 溶液浸泡下混凝土试块中有机阻锈剂对钢筋腐蚀行为的影响集可使钢筋表面钝化膜离子电导增大,保护性降低,钢筋表面将首先发生阳极溶解,生成的铁离子与Cl -形成可溶性化合物(如FeCl 2等),而氯化物的水解反过来又促使钢筋表面局部pH 值降低,Cl -重新回到阳极区进一步参与腐蚀反应,对局部阳极溶解产生自催化效应,从而导致局部钝性环境破坏,钝化膜受损,发生局部腐蚀.因此,通过测定宏观电池腐蚀电流密度可直观地反映钢筋的腐蚀状况[17-18].根据宏观电池电流密度的大小,可将钢筋腐蚀分为:(a)当I corr <0.1μA ·cm -2,钢筋处于钝化状态;(b)当I corr 处于0.1-0.5μA ·cm -2内,钢筋存在较低至中等程度的腐蚀;(c)当I corr 在0.5-1.0μA ·cm -2内,钢筋发生中等至较高程度的腐蚀;(d)当I corr >1.0μA ·cm -2时,钢筋处于高的腐蚀状态(分别标注于图4)[19].由图4可以看出,在浸泡的初期(约25d),空白试块中钢筋电极电流密度上升很快,在接近50d 时已高于1.0μA ·cm -2,而后随浸泡时间的延长逐步趋于稳定,但其数值始终高于1.0μA ·cm -2.表明钢筋电极表面,在Cl -的侵蚀作用下逐步由钝化状态转变为活性腐蚀状态,约浸泡50d 后进入高腐蚀速率区.而添加阻锈剂的试样,在浸泡的前100d,钢筋的宏观电池电流密度均小于0.5μA ·cm -2,其中添加CI -3和CI -4时的电流密度始终小于0.1μA ·cm -2,表明此时钢筋电极表面仍处于钝化状态.浸泡100d 后,添加阻锈剂试样的I corr 虽不同程度地增大,但在整个实验周期内,其电流密度大多低于空白试样.尤其是添加CI -4阻锈剂的试样,既使在浸泡236d 时,其I corr 值仍保持在0.1μA ·cm -2左右,远小于空白试样的I corr .这表明阻锈剂的加入明显抑制了Cl -对钢筋的侵蚀作用,延缓了钢筋开始锈蚀的时间.吸附在钢筋表面的阻锈剂分子可通过阻止Cl -在钝化膜上的吸附而延长局部腐蚀的诱发时间,阻锈剂与Cl -在钢筋表面的吸附是竞争性的[20-21].另外,由图3和图4结果对比可以发现,E corr 和I corr 随浸泡时间的变化规律并不完全一致,即电极电位的下降并不一定意味着钢筋腐蚀速率的加快.这是因为钢筋的电极电位不仅受电极表面阴、阳极反应平衡电位的影响,同时还受电极表面电化学活性图5在饱和NaCl 溶液中不同浸泡时间下混凝土试块中钢筋电极的阻抗行为Fig.5Nyquist diagrams for steel rebar electrode inside the mortar specimens immersed in saturated NaClsolution at different time(a)1d;(b)50d;(c)100d;(d)170d;(e)236d2357Acta Phys.-Chim.Sin.,2010Vol.26物种种类、浓度等因素影响,电极电位的变化有时不能完全反映腐蚀速率的变化[5,22].对于处于活性腐蚀状态下的钢筋电极,较低的电极电位值可能是电极表面出现氧浓差极化的结果.因为在钢筋发生腐蚀后,始终处在饱和盐水浸泡下的钢筋电极,周围孔溶液中的溶解氧不断被消耗,而氧的传输又因混凝土层的存在受到阻碍,当氧的传递速度低于阴极还原反应速率时,钢筋电极表面将发生负电荷的积聚,从而造成钢筋电极电位的下降[23].2.2交流阻抗结果图5为添加不同阻锈剂时钢筋电极的阻抗行为随浸泡时间的演化结果.由图5(a)可以看出,在浸泡初始阶段,钢筋电极的阻抗行为均表现出钝化金属所具有的特征,即在阻抗复平面上存在一个半径很大的容抗弧.表明钢筋仍处于钝化状态,电极表面主要受电荷传递过程控制.此时,由于电极表面电荷传递电阻值很大,而界面电容值较小,体系时间常数较大,特征频率低,因此很难测得较为完整的容抗弧.而随着浸泡时间的延长,阻抗行为却发生很大变化.在浸泡50d后(图5(b)),空白试样电极阻抗中容抗弧半径显著减小,阻抗模值大大降低,表明在Cl-的侵蚀作用下,钢筋表面钝化膜遭到破坏,出现局部腐蚀.电极表面法拉第传递电阻的减小,使腐蚀更易进行[24].而添加阻锈剂混凝土试块的阻抗行为,在100多天的浸泡过程中却变化不大(见图5(a-c)),阻抗值和浸泡初期比较接近,且始终高于空白值.这表明阻锈剂对钢筋的腐蚀具有较好的抑制效果,钢筋开始锈蚀的时间延长.在浸泡100d后(见图5(d,e)),空白试块的阻抗基本趋于稳定,而添加阻锈剂电极的阻抗虽有所降低,但始终高于空白试块电极的阻抗值.即使在浸泡236d时,添加阻锈剂时的阻抗值仍大于空白试块,表明阻锈剂具有良好的缓蚀效果.这主要得益于阻锈剂中含有电负性较大的O、N原子极性基团和烷基非极性基团,极性基团吸附于金属表面,从而改变了双电层结构,提高了金属离子化活化能;而非极性基团远离金属表面作定向排布形成疏水层,对参与腐蚀反应相关物种在钢筋界面的扩散起到屏障作用,进而抑制腐蚀的发生[12].根据上述分析,钢筋电极的阻抗行为可通过图6所示的等效电路进行拟合.其中,R s代表溶液电阻,Rc和Cc分别代表混凝土层的电阻和电容,Rct为电极表面腐蚀反应法拉第传递电阻,与电极表面钝化膜内铁的氧化-还原过程相关,Q为钢筋界面双电层的常相位角元件.高频端时间常数与混凝土层的存在直接相关,而中、低频部分容抗弧与钢筋/混凝图7混凝土试块中钢筋电极表面传递电阻随饱和NaCl溶液浸泡时间的变化Fig.7Evolution of R ct of steel rebar inside theconcrete specimens immersed in saturated NaCl solution with variation of immersion time图6阻抗拟合等效电路图Fig.6Equivalent circuit model used to fit the EISexperimental dataR s is the resistance of NaCl solution;R c and C c are the resistance and capacitance of concrete layer,respectively;R ct is charge transfer resistance;and Q represents constant phase element associated to double layer capacitance(C dl)on the electrode surface.图8混凝土试块中钢筋电极界面电容随饱和NaCl溶液浸泡时间的变化Fig.8Evolution of C dl of steel rebar electrode in the concrete specimens immersed in saturated NaCl solution with variation of immersiontime 2358No.9郑雷刚等:饱和NaCl 溶液浸泡下混凝土试块中有机阻锈剂对钢筋腐蚀行为的影响土界面的双电层相对应[25-26].图7和图8分别为R ct 和C dl 随浸泡时间的变化结果.可以看出,在浸泡50d 时,空白试块中电极的R ct 值迅速减小并趋于稳定,C dl 大幅增大;而对于添加阻锈剂的混凝土试块,其R ct 和C dl 值在浸泡110d 后才发生明显变化,这些结果很好地反映出钢筋表面由钝态向活化腐蚀的转变规律.钢筋周围混凝土孔隙液的化学组成、特性是影响钢筋表面状态的主要因素,其中pH 值和Cl -最为重要.外部Cl -通过混凝土毛细孔或微裂纹向钢筋表面迁移,当积聚到一定临界浓度时,将使得钢筋表面失去钝性而诱发局部腐蚀[27-29].研究条件下,由于钢筋界面与浸泡液中Cl -浓度梯度大,侵蚀性Cl -可向钢筋/混凝土界面迅速扩散和渗透,当扩散和渗透达到平衡时,钢筋/混凝土界面Cl -浓度最大,足以促进钢筋表面的去钝化,进而诱发钢筋局部腐蚀的发生,促进腐蚀的进一步发展.这一过程可从空白试样R ct 的急剧下降和C dl 迅速升高得到证实.R ct 的下降和C dl 升高是钢筋表面局部腐蚀发生的直接结果,这与文献报道结果[29-31]相类似.但对添加阻锈剂的混凝土试块,R ct 下降和C dl 值增大却明显滞后.这表明阻锈剂所形成的吸附膜可有效阻止Cl -对钢筋表面的侵蚀,从而减缓钢筋的腐蚀,延迟了钢筋开始锈蚀时间,提高了钢筋对侵蚀性Cl -的容忍度.这与电极腐蚀电位和腐蚀电流检测结果相一致.2.3表面形貌观察图9为添加不同阻锈剂,饱和盐水浸泡236d 后钢筋电极的表面形貌光学照片.可以看出,在空白试样中(图9a),钢筋电极表面已出现严重局部腐蚀(点蚀),粗糙度明显增加.因在空气中放置,表面腐蚀产物已被氧化为棕红色.分别添加CI -3和CI -1阻锈剂的样品(图9(b,c)),经236d 浸泡后,电极表面的局部腐蚀清晰可见,但其锈蚀程度明显弱于空白试样.而添加4.0%CI -4的试样(图9d),电极表面较为均匀,未见明显的局部腐蚀出现.这些结果与电化学测量相一致.3结论(1)长期电化学研究结果表明,空白混凝土试块在饱和NaCl 溶液中浸泡25d 后,钢筋电极表面在Cl -侵蚀下即失去钝性,进而出现局部腐蚀.而添加4种阻锈剂的混凝土试块,在浸泡100d 内,钢筋仍处于钝态,表明阻锈剂可有效减缓Cl -对钢筋的侵蚀作用,延缓钢筋开始锈蚀的时间.图9饱和NaCl 溶液浸泡236d 后添加不同阻锈剂混凝土试块中钢筋电极的表面形貌Fig.9Surface morphologies of steel rebar electrodes inside the concrete specimens after immersion 236d insaturated NaCl solution with different corrosion inhibitors(a)blank;(b)4.0%CI -3;(c)2.0%CI -1;(d)4.0%CI -42359Acta Phys.-Chim.Sin.,2010Vol.26(2)所研究的4种醇胺基阻锈剂均可延长钢筋起始锈蚀时间1倍以上,其中CI-4阻锈剂效果最好.(3)所得结果为该类阻锈剂的工程应用提供了技术依据和实验支持.References1Mehta,P.K.;Burrows,R.W.Concr.Int.,2001,23(3):572Soylev,T.A.;Richardson,M.G.Constr.Build.Mater.,2008,22: 6093Reou,J.S.;Ann,K.Y.Mater.Chem.Phys.,2008,109:5264Ghods,P.;Isgor,O.B.;Mcrae,G.;Miller,p., 2009,31:25Monticelli,C.;Frignani,A.;Trabanelli,G.Cem.Concr.Res., 2000,30:6356Jamil,H.E.;Monternor,M.F.;Boulif,R.Electrochim.Acta,2003, 48:35097S觟ylev,T.A.;McNally,C.;Richardson,p., 2007,29:3578Mechmech,L.B.;Dhouibi,L.;Ouezdou,M.B.;Triki,E.;Zucchi,p.,2008,30:1679Wombacher,F.;Maeder,U.;Marazzani,p., 2004,26:20910Ormellese,M.;Lazzari,L.;Goidanich,S.;Fumagalli,G.;Brenna,A.Corrosion Sci.,2009,51:295911Wang,S.X.;Lin,W.W.;Zhang,J.Q.;Fang,Z.K.Journal of Chinese Society for Corrosion and Protection,2000,20:15[王胜先,林薇薇,张鉴清,方振逵.中国腐蚀与防护学报,2000, 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2507双相不锈钢在NaClO溶液中的腐蚀性能
2507双相不锈钢在NaClO溶液中的腐蚀性能张艳;李倩;王胜刚【摘要】采用电化学动电位再活化法(EPR)、动电位极化和交流阻抗测试方法(EIS)研究2507双相不锈钢(SAF2507)在5g/L NaClO溶液中的晶间腐蚀和点腐蚀行为,并采用X射线光电子能谱(XPS)研究SAF2507腐蚀后表面形成的钝化膜组成.结果表明:SAF2507的再活化率Ra为0.68%,具有良好的耐晶间腐蚀性能;动电位极化和EIS的测试结果表明:SAF2507极化后能够发生自钝化现象,钝化区间为-0.5~0.6V;电荷传递电阻为1.389×104 Ω·cm2,说明其具有较强的耐点腐蚀性能.XPS研究表明SAF2507在5g/L NaClO溶液中钝化膜主要成分为Cr,Fe等氧化物和氢氧型化合物.同时进一步探讨了SAF2507的腐蚀机理.【期刊名称】《材料工程》【年(卷),期】2016(044)001【总页数】7页(P108-114)【关键词】2507双相不锈钢;电化学测试;晶间腐蚀;点腐蚀;钝化膜【作者】张艳;李倩;王胜刚【作者单位】沈阳工业大学理学院,沈阳110870;沈阳工业大学理学院,沈阳110870;中国科学院金属研究所,沈阳110016【正文语种】中文【中图分类】TG174.2双相钢(Duplex Stainless Steel,DSS)的微观组织由铁素体与奥氏体两相组织组成,结合了铁素体和奥氏体两种不锈钢的优点,使其具有良好的力学性能和耐腐蚀性能,因而被广泛应用在化工、海洋、石油和天然气等领域[1-3]。
2507双相不锈钢是一种含高氮、高钼、奥氏体和铁素体含量各约占50%的第四代双相不锈钢,具有优良的耐点蚀、缝隙腐蚀和应力腐蚀性能[4,5]。
国内外学者对于双相钢的腐蚀性能进行了研究,如徐菊良等[6]和郭丽芳等[7]分别用电化学动电位再活化(Electrochemical Potentiodynamic Reactivation,EPR)法评价了2205,2304双相不锈钢的晶间腐蚀敏感性,表明EPR法能定量评价双相钢的晶间腐蚀敏感性;Dong等[8]和Yang等[9]分别研究了2205,2507双相不锈钢在NaCl溶液中耐点蚀能力;Dabalã等[10]研究了双相不锈钢在硫酸和氯化钠混合液中的耐点蚀性能;赵钧良等[11]和张敏等[12]分别进行了双相不锈钢在氯化钠溶液及酸性溶液中耐点蚀性能分析。
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304不锈钢点蚀行为的电化学阻抗谱研究杜楠;叶超;田文明;赵晴【摘要】综合运用动电位电化学阻抗谱(DEIS)和时间扫描模式下的电化学阻抗谱(TSEIS)研究了304不锈钢在3.5%(质量分数)NaCl溶液中的点蚀行为.DEIS的结果表明,在比点蚀电位0.15V负得多的电位0.02V下,亚稳态点蚀就已经开始,并且亚稳态蚀孔的产生与再钝化是随机的,DEIS测试得到的稳态点蚀电位比动电位极化法得到的点蚀破裂电位要负0.05V.TSEIS的结果表明,只有在钝化膜减薄到一定程度后,点蚀的形核才能发生.通过对等效电路中元件参数的分析,揭示了点蚀发展过程中双电层和钝化膜结构的变化特点.【期刊名称】《材料工程》【年(卷),期】2014(000)006【总页数】6页(P68-73)【关键词】304不锈钢;点蚀;动电位电化学阻抗谱;时间扫描电化学阻抗谱【作者】杜楠;叶超;田文明;赵晴【作者单位】南昌航空大学轻合金加工科学与技术国防重点学科实验室,南昌330063;南昌航空大学轻合金加工科学与技术国防重点学科实验室,南昌330063;南昌航空大学轻合金加工科学与技术国防重点学科实验室,南昌330063;南昌航空大学轻合金加工科学与技术国防重点学科实验室,南昌330063【正文语种】中文【中图分类】TG174.3不锈钢具有良好的加工成型性能以及良好的耐腐蚀及抗氧化性能,因此在航空航天领域得到了较为广泛的应用。
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但是在含有侵蚀性离子(如Cl-)的介质中,不锈钢非常容易发生点蚀[2],点蚀的存在,不但降低了不锈钢件的整体强度,而且蚀孔容易成为应力集中的区域[3],造成工件的破坏,这明显增加了航空母舰上的飞机及沿海部署的飞机的维护成本。
Al-02Sc-004Yb合金腐蚀行为的交流阻抗谱研究毕业论文
郑州大学毕业论文(论文)题目:指导教师:苏金瑞职称:副教授学生姓名:鲁转丽学号:20102240114 专业:测控技术与仪器院(系):物理工程学院完成时间:2014年5月25日2014年5月25 日中文摘要 0Abstract (1)第一章绪论 (2) (2) (3) (3)1.2.2 铝合金腐蚀的影响因素 (3)1.3 铝合金腐蚀的研究方法 (4) (4)1.3.2电化学腐蚀测试技术概述 (6)交流阻抗技术 (7) (7)交流阻抗技术的应用 (9)第二章实验 (10) (10) (10) (10) (11) (11)试样处理过程的注意事项 (11) (12)第三章试样的电化学测试 (13) (13) (13) (13) (14) (15) (15) (17) (18)第四章结论 (20)致谢 (20)参考文献: (21)中文摘要本论文采用电化学交流阻抗谱(EIS)分别研究不同退火温度、不同粗糙度和不同溶液浓度对在的NaCl溶液体系浸泡过程中的腐蚀行为的影响。
结果表明:随着NaCl溶液浓度的增加,EIS图的容抗弧半径在减小,可见Al-0.2Sc-0.04Yb在溶液中耐腐蚀性随着溶液浓度的增加逐渐降低;对Al-0.2Sc-0.04Yb表面粗糙度的研究得出随着表面粗糙度的减小,其EIS图容抗弧半径不断增大,说明表面越光滑,耐腐蚀性越好。
对Al-0.2Sc-0.04Yb在不同时效温度下的EIS图进行分析,时效温度由250℃升到330℃,容抗弧半径增大,但是升到400℃相对330℃℃附近耐腐蚀性较好。
关键词:电化学阻抗谱(EIS) 腐蚀Al-0.2Sc-0.04Yb 交流阻抗技术AbstractThis corrosion behavior of in NaCl solution, inCluding the effects of different annealing temperature, roughness and solution concentration, was studied by electrochemical impedance spectroscopy (EIS) method. The results show that with the increasing concentration of NaCl solution , the radius of capacitive reactance arc in EIS figure is reduced remarkably, indicating the corrosion resistance of reduced gradually with increasing solution concentration; With the surface getting rougher, the radius of capacitive reactance arc increases, showing that the smoother surface has the better corrosion resistance; For samples under different aging condition, it was observed that aging temperature from 250 ℃to 330 ℃, the radius of capacitive reactance arc increases; however, it decreases when up to 400 ℃. The has the best corrosion resistance when aging temperature is around 330 ℃ .Keywords: Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) corrosion Al-0.2Sc-0.04Yb Ac impedance technology第一章绪论铝资源在地球上的分布很多,其矿藏储量比例约占地壳构成物质的十分之一。
金属在海水中的腐蚀电位研究
金属在海水中的腐蚀电位研究一、内容概述本研究主要探讨了金属在海水中的腐蚀电位及其影响因素,海水是一种复杂的环境,其中包含大量的离子和微生物,这些因素对金属的腐蚀行为产生重要影响。
腐蚀电位是指金属在特定条件下与周围介质发生电化学反应的能力,它直接影响着金属的耐蚀性能。
因此研究金属在海水中的腐蚀电位对于了解海水环境中金属腐蚀行为具有重要意义。
本研究首先分析了海水中的主要离子成分及其浓度分布,包括氯离子(Cl)、钠离子(Na+)、钙离子(Ca2+)、镁离子(Mg2+)等。
这些离子在海水中的存在形式和浓度变化对金属的腐蚀电位产生直接影响。
其次研究了海水温度、pH值、盐度等环境参数对金属腐蚀电位的影响。
实验结果表明,这些环境参数的变化会导致金属腐蚀电位的变化,从而影响金属在海水中的耐蚀性能。
此外本研究还探讨了金属表面形态对腐蚀电位的影响,通过比较不同表面处理方式(如镀层、阳极氧化等)下的金属腐蚀电位,发现表面形态对金属的耐蚀性能具有显著影响。
本研究还分析了金属成分、合金元素等因素对腐蚀电位的影响。
结果表明金属成分和合金元素的选择是影响金属在海水中耐蚀性能的关键因素之一。
本研究通过对金属在海水中的腐蚀电位进行系统研究,揭示了海水环境中金属腐蚀行为的基本规律,为实际工程应用提供了理论依据和技术支持。
1. 研究背景和意义随着人类对海洋资源的不断开发利用,金属结构在海洋环境中的应用越来越广泛。
然而海水中的腐蚀性离子和微生物等因素会对金属结构产生严重的腐蚀作用,从而影响其使用寿命和安全性。
因此研究金属在海水中的腐蚀电位具有重要的理论意义和实际应用价值。
首先了解金属在海水中的腐蚀电位有助于我们更好地预测和控制金属结构的腐蚀行为。
通过研究不同金属元素和环境因素之间的相互作用关系,可以为金属结构的选材、设计和防护提供科学依据。
此外腐蚀电位还能够反映出金属表面与周围环境的化学反应程度,从而为金属材料的性能优化和耐蚀性增强提供指导。