Q235钢表面双辉渗铜层制备及防海洋污损性能研究

发布时间：2020-06-06 13:15

【摘要】：污损生物在海洋工程设施上的附着及所造成的危害已成为阻拦人类向海洋进军的重要问题。针对这一问题,本文利用双层辉光等离子渗金属技术在Q235钢表面制备渗铜层,希望在海洋污损生物附着的第一、二阶段减缓或抑制其形成,以期起到防污效果并对后续课题提供基础研究。探索出制备渗铜层的工艺参数为:源极电压900V;工件电压500V;工作气压35Pa;极间距15mm;保温时间3h。以渗层厚度为评判标准,利用SEM、EDS、XRD等方式确定最佳工艺参数下渗层由两部分组成:100μm左右的沉积层及40μm左右的扩散层,铜元素呈梯度分布。渗铜层表面比较粗糙,存在着高低不平的簇状晶,且簇状晶之间存在1-5μm的间隙。由腐蚀行为研究得出,基体外锈层腐蚀产物以γ-FeOOH为主,但是由于基体腐蚀电位较低,只有-0.74V vs.SCE,γ-FeOOH不能在表面增厚而是不断还原生成Fe_3O_4。但是始终较薄的外锈层在溶液中高Cl~-离子作用下表面不断被侵蚀出可供氧扩散的通道,从而加速了基体腐蚀。渗铜层的腐蚀行为与基体相似,由于沉积层较为疏松且渗层腐蚀反应以铁的阳极溶解为主,致使致密的钝化膜难以形成,转而生成铁的腐蚀产物,而铜主要以离子形式存在于溶液中。溶液中的铜离子会抑制铁的羟基氧化物的形成并破坏其中的氢氧根键,使晶粒细化促进非晶相的形成。而从沉积层底部形核生长的非晶腐蚀产物最终破坏了渗铜层的完整性。由防海洋生物污损实验得出,铜离子渗出率与渗层腐蚀行为相符。渗层破坏前,铁的溶解为主要阳极反应,铜离子渗出率只维持在近10μg·cm-2·d~(-1)。渗层破坏后,被撬起的沉积层直接与溶液接触,铜离子渗出率出现大幅度的突升突降现象,最大渗出率达到137.46μg·cm~(-2)·d~(-1)。小新月菱形藻生长抑制实验表明,铜离子浓度越高,达到95%抑制率时间越短,表明小新月菱形藻在含有较高浓度的铜离子渗出液的环境中不能长久存在。推测铜离子对细胞的生长抑制或灭杀能力源于对细胞壁及细胞活动活动所必须的酶的破坏。
【图文】：

第一章 绪论 引言海洋污损生物，如图 1.1 所示，是指大量繁殖并附着于海洋结构物上的动、植物和总称，其常见于水下工程设施及舰船底部并会对结构表面产生一定的损害作用。该用随着污损生物的不断繁殖和增长而日趋严重，最终有可能完全破坏被附着物。因生物附着污损，已成为阻拦人类向海洋进军的重要难题。 海洋污损生物简介及防治方法.1 海洋污损生物生态特点污损生物生态学属于海洋生态学框架，是其重要分支。污损生物种类繁多，仅我国近 500 种，其在海洋工程设施或舰船底部的附着是非常复杂的，从开始的小分子的后大型生物的固着往往要花上几年时间，其过程大抵可分为如下：

Q235 钢表面双辉渗铜层制备及防海洋污损性能研究也越强，强烈的轰击使得阴极温度迅速上升。对于源极属元素被溅射出来，且源级电压通常高于工件电压，欲速向工件表面移动，从而堆积或渗入工件表面。对于工也会使得表面原子被溅射出来而在表面形成大量的空位位缺陷层以容纳更多的靶材元素。由此可见，，离子轰击是等离子表面冶金速度比其他传统渗金属工艺快的重要
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG178

【参考文献】

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本文编号：2699732