奥氏体不锈钢在AlCl 3 -EMIC离子液体中的阳极行为及其相关机理研究
发布时间：2023-06-02 20:00
奥氏体不锈钢具有优异的力学、加工性能,在热核聚变计划(ITER)中作为包层结构材料使用。为了阻止氚的渗透,采用离子液体镀铝+热处理方法在不锈钢表面制备了性能良好的阻氚涂层。通过在酸性AlC13-EMIC离子液体进行电解侵蚀可去除不锈钢氧化膜,提高不锈钢与镀层之间的结合力。但不锈钢在AlC13-EMIC离子液体中电解侵蚀的机理有待解明。为此需要开展其在AlC13-EMIC离子液体中阳极行为及机理的研究。同时这也是离子液体电化学的重点课题。本文采用开路电位、线性伏安、计时电位、交流阻抗等电化学方法以及SEM、EDS、XRD、XPS、UV-vis以及Raman光谱表征手段,首先研究了纯Cr、纯Fe及奥氏体不锈钢在酸性AlC13-EMIC离子液体中阳极行为及机理。其次,采用电化学原位Raman测试的手段,研究了不锈钢氧化膜在酸性离子液体中的全面破坏机理。最后,利用上述研究的基础上,在细长的316不锈钢管道内壁成功地制备了致密的富铝涂层。研究结果表明,纯Cr的氧化膜对其阳极行为有阻碍作用,使电极在测试中几乎不溶解。这层氧化膜在OCP测试过程中会被局部破坏。经过两次线性伏安测试后,试样表面的氧化膜...
【文章页数】：119 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 不锈钢简介
1.2.1 不锈钢的分类
1.2.2 奥氏体不锈钢的特点与应用
1.2.3 奥氏体不锈钢表面钝化膜
1.3 离子液体简介
1.3.1 离子液体的发展历史
1.3.2 AlCl3-EMIC离子液体简介
1.3.3 AlCl3-EMIC离子液体的应用
1.4 金属阳极行为及其机理的研究现状
1.4.1 金属在水溶液中阳极行为及机理
1.4.2 金属在离子液体中的阳极行为及机理研究
1.5 氧化膜破坏机理的研究现状
1.6 课题的提出及研究内容
第二章 实验方法
2.1 试样制备
2.1.1 离子液体的配制
2.1.2 工作电极的前处理
2.1.3 对电极和参比电极的前处理
2.2 电化学测试
2.2.1 开路电位
2.2.2 交流阻抗
2.2.3 线性扫描伏安
2.2.4 计时电位
2.3 316不锈钢管道内壁制备富铝涂层
2.3.1 阳极侵蚀处理
2.3.2 镀铝
2.3.3 管道内壁镀铝
2.3.4 热处理
2.4 检测方法
2.4.1 宏观形貌观察
2.4.2 金相观察
2.4.3 微观形貌观察
2.4.4 成分分析
2.4.5 电化学原位Raman测试
2.4.6 结构分析
第三章 纯Cr在酸性AlCl3-EMIC离子液体中阳极行为
3.1 引言
3.2 电化学研究
3.2.1 开路电位曲线
3.2.2 交流阻抗
3.2.3 线性伏安曲线
3.3 氧化产物的表征
3.3.1 UV-vis测试
3.3.2 Raman测试
3.3.3 SEM观察
3.4 讨论
3.5 本章小结
第四章 纯Fe在酸性AlCl3-EMIC离子液体中阳极行为
4.1 引言
4.2 电化学测试
4.2.1 线性伏安曲线
4.2.2 计时电位曲线
4.3 钝化膜成分表征
4.3.1 Raman测试
4.3.2 XPS测试
4.4 钝化膜形貌表征
4.5 讨论
4.6 本章小结
第五章 奥氏体不锈钢在酸性AlCl3-EMIC离子液体中阳极行为
5.1 引言
5.2 线性伏安曲线
5.3 不锈钢恒电流阳极侵蚀
5.4 讨论
5.5 本章小结
第六章 316不锈钢氧化膜在酸性AlCl3-EMIC离子液体中破坏行为及其机理
6.1 引言
6.2 线性伏安曲线
6.3 电化学原位Raman测试
6.3.1 原位恒电流Raman测试
6.3.2 原位恒电位Raman测试
6.4 讨论
6.4.1 氧化膜局部破坏机理
6.4.2 氧化膜全面破坏机理
6.4.3 恒电流电解侵蚀机理
6.5 本章小结
第七章 316不锈钢管道内壁制备富铝涂层
7.1 引言
7.2 316不锈钢管道内壁镀铝
7.2.1 电解侵蚀前处理对镀层结合力的影响
7.2.2 添加剂对铝镀层形貌的影响
7.2.3 不锈钢管道内壁镀铝
7.3 富铝涂层的制备
7.4 讨论
7.5 本章小结
第八章 总结
参考文献
致谢
个人简历
攻读学位期间发表的学术论文与取得的其他研究成果
本文编号：3827939
【文章页数】：119 页
【学位级别】：博士
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摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 不锈钢简介
1.2.1 不锈钢的分类
1.2.2 奥氏体不锈钢的特点与应用
1.2.3 奥氏体不锈钢表面钝化膜
1.3 离子液体简介
1.3.1 离子液体的发展历史
1.3.2 AlCl3-EMIC离子液体简介
1.3.3 AlCl3-EMIC离子液体的应用
1.4 金属阳极行为及其机理的研究现状
1.4.1 金属在水溶液中阳极行为及机理
1.4.2 金属在离子液体中的阳极行为及机理研究
1.5 氧化膜破坏机理的研究现状
1.6 课题的提出及研究内容
第二章 实验方法
2.1 试样制备
2.1.1 离子液体的配制
2.1.2 工作电极的前处理
2.1.3 对电极和参比电极的前处理
2.2 电化学测试
2.2.1 开路电位
2.2.2 交流阻抗
2.2.3 线性扫描伏安
2.2.4 计时电位
2.3 316不锈钢管道内壁制备富铝涂层
2.3.1 阳极侵蚀处理
2.3.2 镀铝
2.3.3 管道内壁镀铝
2.3.4 热处理
2.4 检测方法
2.4.1 宏观形貌观察
2.4.2 金相观察
2.4.3 微观形貌观察
2.4.4 成分分析
2.4.5 电化学原位Raman测试
2.4.6 结构分析
第三章 纯Cr在酸性AlCl3-EMIC离子液体中阳极行为
3.1 引言
3.2 电化学研究
3.2.1 开路电位曲线
3.2.2 交流阻抗
3.2.3 线性伏安曲线
3.3 氧化产物的表征
3.3.1 UV-vis测试
3.3.2 Raman测试
3.3.3 SEM观察
3.4 讨论
3.5 本章小结
第四章 纯Fe在酸性AlCl3-EMIC离子液体中阳极行为
4.1 引言
4.2 电化学测试
4.2.1 线性伏安曲线
4.2.2 计时电位曲线
4.3 钝化膜成分表征
4.3.1 Raman测试
4.3.2 XPS测试
4.4 钝化膜形貌表征
4.5 讨论
4.6 本章小结
第五章 奥氏体不锈钢在酸性AlCl3-EMIC离子液体中阳极行为
5.1 引言
5.2 线性伏安曲线
5.3 不锈钢恒电流阳极侵蚀
5.4 讨论
5.5 本章小结
第六章 316不锈钢氧化膜在酸性AlCl3-EMIC离子液体中破坏行为及其机理
6.1 引言
6.2 线性伏安曲线
6.3 电化学原位Raman测试
6.3.1 原位恒电流Raman测试
6.3.2 原位恒电位Raman测试
6.4 讨论
6.4.1 氧化膜局部破坏机理
6.4.2 氧化膜全面破坏机理
6.4.3 恒电流电解侵蚀机理
6.5 本章小结
第七章 316不锈钢管道内壁制备富铝涂层
7.1 引言
7.2 316不锈钢管道内壁镀铝
7.2.1 电解侵蚀前处理对镀层结合力的影响
7.2.2 添加剂对铝镀层形貌的影响
7.2.3 不锈钢管道内壁镀铝
7.3 富铝涂层的制备
7.4 讨论
7.5 本章小结
第八章 总结
参考文献
致谢
个人简历
攻读学位期间发表的学术论文与取得的其他研究成果
本文编号：3827939
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