带锈青铜文物材料在环境模拟液中的腐蚀发展行为研究

发布时间：2017-07-13 16:00

  本文关键词：带锈青铜文物材料在环境模拟液中的腐蚀发展行为研究

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【摘要】：青铜文物是一种珍贵的历史遗存,是研究人类历史、文化、艺术和金属冶炼等发展的依据。日益加剧的环境污染使得青铜遭受更严重的危害,因此研究青铜文物在大气环境中的腐蚀行为及规律具有十分重要的理论和现实意义。现有的研究一般采用无锈青铜文物材料进行腐蚀分析,而实际上博物馆青铜文物表面均有复杂的锈蚀层,因而本文采用的带锈青铜文物材料能更好地模拟博物馆青铜文物的腐蚀发展行为及特征。本论文采用电化学法制取了3种带锈青铜,考察了带锈青铜和裸青铜文物材料在3种环境模拟液中的开路电位、交流阻抗谱和动电位扫描等电化学腐蚀行为,运用SEM-EDS等方法分析了试样极化前后的腐蚀产物形貌和成分变化,分析了3种环境模拟液中青铜文物材料的腐蚀发展行为,并探究了带锈青铜层对基体的保护作用。开路电位测试表明,带Cu2O锈青铜在3种环境模拟液中热力学稳定性均是最好的,裸青铜最差；试样在SO2环境模拟液中的开路电位最负,在大气环境模拟液中最正。动电位扫描测试表明,大气环境模拟液中裸青铜的Icorr最小；在海水环境模拟液中,带锈青铜的Icorr均略大于裸青铜；在SO2环境模拟液中,4种青铜试样的自腐蚀电流均小于大气环境模拟液中的。阻抗测试表明,裸青铜在大气环境模拟液中腐蚀初期极化电阻最大,在腐蚀中期极化电阻最小,表明此时带锈青铜均己对青铜基体起到一定的保护性；在海洋环境模拟液中,只有带Cu20锈青铜和带混合锈青铜腐蚀初期的极化电阻大于裸青铜,表明它们对基体有一定的保护性,在腐蚀中期带Cu20锈青铜的保护性消失；在SO2环境模拟液中,三种带锈青铜腐蚀初期的极化电阻均小于裸青铜,表明锈蚀层对青铜基体无保护性,裸青铜、带Cu20锈青铜和带混合锈青铜腐蚀中期的极化电阻都变小,而在大气环境和海洋环境模拟液中随浸泡时间达48小时后极化电极变大。表面分析结果表明,试样在海洋环境模拟液中比在大气环境模拟液中腐蚀严重；在SO2环境模拟液中比大气环境模拟液中腐蚀轻,且表面未出现浅绿色粉状产物,说明S032-的加入抑制了粉状锈发生,即S032-和C1-起逆协同作用。此外,裸青铜、带CuCl锈和带混合锈青铜均出现点蚀现象。
【关键词】：带锈青铜 粉状锈 开路电位 阻抗 动电位扫描
【学位授予单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG178
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 绪论11-23
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 国内外研究进展12-21
• 1.2.1 青铜大气腐蚀试验12-14
• 1.2.2 青铜的大气腐蚀影响因素14-17
• 1.2.3 大气环境下腐蚀介质的协同效应17-18
• 1.2.4 青铜器腐蚀机理18-20
• 1.2.5 青铜器腐蚀产物的表征20-21
• 1.3 论文研究内容、目的和意义21-23
• 第二章 实验部分23-28
• 2.1 实验仪器与试剂23-25
• 2.1.1 实验仪器23-24
• 2.1.2 实验试剂24
• 2.1.3 青铜工作电极的制作24-25
• 2.2 实验室模拟生成带锈的青铜25-26
• 2.3 电化学部分26-27
• 2.3.1 三电极体系的搭建26-27
• 2.3.2 环境模拟溶液27
• 2.3.3 实验内容27
• 2.4 分析方法27-28
• 2.4.1 开路电位测量27
• 2.4.2 电化学阻抗测试27
• 2.4.3 动电位扫描测试27
• 2.4.4 扫描电子显微镜和能谱仪测试27-28
• 第三章 带锈青铜在大气环境模拟液中腐蚀行为研究28-40
• 3.1 引言28
• 3.2 电化学实验结果与讨论28-35
• 3.2.1 开路电位28-29
• 3.2.2 电化学阻抗谱29-34
• 3.2.3 动电位极化曲线34-35
• 3.3 表面分析结果与讨论35-39
• 3.3.1 青铜腐蚀前后表面照片分析35
• 3.3.2 青铜腐蚀前后表面形貌及能谱分析35-39
• 3.4 本章小结39-40
• 第四章 带锈青铜在海洋环境模拟液中腐蚀行为研究40-49
• 4.1 引言40
• 4.2 电化学实验结果与讨论40-45
• 4.2.1 开路电位40-41
• 4.2.2 电化学阻抗谱41-44
• 4.2.3 动电位极化曲线44-45
• 4.3 表面分析结果与讨论45-49
• 4.3.1 青铜腐蚀前后表面照片分析45-46
• 4.3.2 青铜腐蚀前后表面形貌46-49
• 第五章 带锈青铜在SO_2环境模拟液中腐蚀行为研究49-60
• 5.1 引言49
• 5.2 电化学实验结果与讨论49-55
• 5.2.1 开路电位49-50
• 5.2.2 电化学阻抗谱50-54
• 5.2.3 动电位极化曲线54-55
• 5.3 表面分析结果与讨论55-58
• 5.3.1 青铜腐蚀前后表面照片分析55
• 5.3.2 青铜腐蚀前后表面形貌及能谱分析55-58
• 5.4 本章小结58-60
• 第六章 结论与展望60-62
• 6.1 结论60
• 6.2 展望60-62
• 第七章 参考文献62-70
• 致谢70-71
• 附录71

【参考文献】

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本文编号：537475