电化学研究氯离子对铜和锌的大气腐蚀影响
文献类型：学位论文
| 作者 | 程庆利 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2014-05 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 侯保荣 |
| 关键词 | 铜 锌 电化学阻抗谱 极化曲线 薄电解液膜 数学模型 大气腐蚀 |
| 学位专业 | 海洋腐蚀与防护 |
| 中文摘要 | 铜及其合金材料被广泛地用于各个领域，如电气、轻工、机械制造、建筑工业、国防工业和艺术等。锌广泛地运用于合金之中，如黄铜 (Brass)，就是铜和锌的一种合金。具有良好的机械和耐磨性的黄铜可用于制造精密仪器、船舶的零件、枪炮的弹壳等。正因为铜和锌的这种广泛应用而受到大气腐蚀损坏的机会也越来越多，所以原位监测铜和锌在大气环境下的腐蚀过程非常重要。一些传统的方法 (如腐蚀失重等) 用于评估大气腐蚀则较为繁琐，且能够获得连续的即时的腐蚀信息。本文成功地运用电化学方法对铜和锌的大气腐蚀行为进行原位研究，其主要内容如下： (1) 采用了电化学阻抗 (EIS) 技术，考察了铜在相对湿度为97%、不同盐粒沉降量下的腐蚀行为，在起始1 h时，由于电极表面腐蚀产物较少，铜的腐蚀速度取决于氧扩散的速度，腐蚀速率大小为：560 μg/cm2 > 70μg/cm2 > 280 μg/cm2；在72 h时，由于受到电极表面腐蚀产物以及电极表面电解液状态影响，铜的腐蚀速率大小为：70 μg/cm2 > 560 μg/cm2 > 280 μg/cm2。沉降70μg/cm2 盐粒量时，铜的电化学行为不符合传输线模型 (TLM)，而沉降量为560 μg/cm2 和 280 μg/cm2时符合TLM。在整个腐蚀阶段，相位角不超过-45°，说明电流在电极表面分布不均匀。建立的数学模型表明：随着电极表面的不均匀性增加，相位角减小。 (2) 在相对湿度分别为75%, 85% 和97% 的暴露条件下，研究锌在NaCl电解液层下的腐蚀行为。在起始 2 h 时，阴极极限电流密度随相对湿度增加而减小，因为锌在腐蚀过程受到氧扩散控制，因此其腐蚀速度排序如下：75% RH > 85% RH >97 % RH；在72 h暴露过程中，锌的表面上形成不同形貌的腐蚀产物。腐蚀产物的结构和电解液的层厚度都对腐蚀速度有一定的影响，此时腐蚀速率大小顺序为：75% RH < 85% RH < 97% RH；阻抗得出的腐蚀速度 (1/Rct) 与弱极化拟合得出的腐蚀速度 (icorr) 相一致, 在97% RH条件下，随时间增加，锌的腐蚀速度 (icorr)有增大的趋势，而在75% 和 85% RH条件下，其腐蚀速度 (icorr) 先增大后减小。锌在薄电解液层下阳极溶解可以改变表面吸附的中间产物状态，且在阻抗低频区出现的感抗弧与锌的阳极溶解有关。 (3) 采用盐粒沉降法进行实验室模拟海洋大气环境，基于EIS技术，用耦合多电极 (CMS) 评估在相对湿度40–100%范围内的锌的大气腐蚀过程，成功用1/Rct 和1/Rp 的变化来监测大气腐蚀速度。腐蚀失重实验验证了EIS得出腐蚀速度变化可靠。因此CMS可潜在地用于原位监测海洋大气腐蚀过程。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2014-08-12 |
| 源URL | [http://ir.qdio.ac.cn/handle/337002/18055]  |
| 专题 | 海洋研究所_海洋腐蚀与防护研究发展中心 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 程庆利. 电化学研究氯离子对铜和锌的大气腐蚀影响[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2014. |
入库方式： OAI收割
来源：海洋研究所
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