不锈钢超声电化学腐蚀机理研究

发布时间：2017-08-18 11:20

  本文关键词：不锈钢超声电化学腐蚀机理研究

  更多相关文章： 超声 羟基自由基 304不锈钢 重铬酸钾 点蚀

【摘要】：304不锈钢(304ss)是压水堆核电站中长期使用的材料,而水作为压水堆核电站工艺中重要的冷却剂,在高温高压下和辐照作用下易分解为.H、.OH等。因此了解这些组成对不锈钢耐腐蚀性的影响具有重要意义。而实际核电工业中,对于探究这些组成对不锈钢的影响具有很大的难度。众多研究发现,超声裂解水产生.H、.OH等过程与实际核工业中的水裂解反应具有极大的相似性,故研究超声作用对不锈钢腐蚀行为的影响具有重要的实际意义。超声对金属腐蚀的影响,主要表现在改变材料性质,增加电分析电流,提高电镀质量等方面。而关于缓蚀剂在超声下抑制不锈钢腐蚀的研究少之甚少。本文结合超声和缓蚀剂两方面,初步探讨了超声下加入缓蚀剂对304ss腐蚀具有抑制作用的机理。本论文通过测定超声裂解产生羟基自由基的浓度,探究了超声时间、超声频率以及振荡超声等对.OH浓度的影响。并通过失重法、电化学方法以及场发射扫描电镜法(FSEM)研究静默/超声下重铬酸钾缓蚀剂对不锈钢的缓蚀性能及其可能的缓蚀机理,同时运用X-射线光电子能谱(XPS)探讨了不锈钢钝化膜表面的元素构成和价态分布。首先在超声产生羟基自由基浓度的研究中发现.OH的量随时间线性增加;随超声频率的增加而增加;相同时间内,振荡超声比持续超声产生更多的羟基自由基。其次由失重实验和FSEM图可见,空白试验组表明,超声对304不锈钢的腐蚀具有抑制作用;静默下K2Cr2O7对304不锈钢而言是一种“危险性缓蚀剂”,而超声使重铬酸钾的缓蚀性能显著提高;随温度升高,超声对304不锈钢的缓蚀作用增强;电化学实验可知,在同一温度下超声使304不锈钢点蚀电位增加,Rct增加;Mott-Schottky曲线表明不锈钢表面形成的钝化膜半导性由静默下的n型转化为超声下的p型,超声下,杂散离子浓度更小,膜的导电性更差,腐蚀速率更小;这些现象与超声产生的强氧化性的.OH有较大的关系。由X-射线光电子能谱(XPS)分析得到,不锈钢表面钝化膜的主要元素是Fe、Cr、O及Ni,主要成分为Fe、Cr、Ni的氧化物或氢氧化物。
【关键词】：超声 羟基自由基 304不锈钢 重铬酸钾 点蚀
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG142.71;TM623
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 1 绪论9-24
• 1.1 引言9-10
• 1.2 超声空化10-13
• 1.3 超声对金属腐蚀影响的机理研究13-15
• 1.4.超声对各种金属腐蚀的影响15-22
• 1.5 本课题研究的目的和内容（创新点）22-24
• 2 实验部分24-31
• 2.1 实验条件24-25
• 2.2 超声下羟基自由基的测定25-27
• 2.3 不同温度下超声对不锈钢腐蚀行为的影响研究27-29
• 2.4 超声下缓蚀剂对不锈钢腐蚀行为的影响研究29-30
• 2.5 腐蚀形貌观察30
• 2.6 X射线光电子能谱（XPS）30-31
• 3 实验结果与讨论31-73
• 3.1 超声辐照水体系下羟基自由基的测定31-38
• 3.2 不同温度下超声空化对304不锈钢腐蚀行为的影响38-46
• 3.3 缓蚀剂在超声空化下对304不锈钢腐蚀行为的影响46-57
• 3.4 场发射扫描电子显微镜（FSEM）微观分析57-58
• 3.5 X射线光电子能谱（XPS）58-73
• 4 结论73-74
• 致谢74-75
• 参考文献75-82
• 附录 攻读硕士期间发表的学术论文82

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本文编号：694297