模拟大气气溶胶对Q345钢腐蚀影响的研究

发布时间：2017-09-15 14:54

  本文关键词：模拟大气气溶胶对Q345钢腐蚀影响的研究

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【摘要】：随着现代化建设进程的不断加快,钢作为基础的结构材料在交通、建筑、航天及海洋资源开发等领域都有着重要的应用,且需求量很大,因此钢暴露在大气环境下的腐蚀问题也备受关注。大气环境污染日益严重,频发的雾霾对钢结构件造成了损害与破坏,雾霾的形成与气溶胶态污染物有着密切的关系,因而钢在大气气溶胶环境下的腐蚀过程及行为引发了人们的高度重视。为了研究大气气溶胶环境对Q345钢腐蚀行为的影响,采取了室内加速模拟腐蚀试验来进行研究,并利用腐蚀失重分析、X-射线衍射分析(XRD)、扫描电镜(SEM)测试及电化学分析等方法对腐蚀动力学、锈层成分、形貌及锈层的电化学稳定性进行分析研究。利用NaCl+HCl作为腐蚀介质,模拟酸性海洋气溶胶环境对Q345钢的腐蚀。以NaCl+NaHSO3为腐蚀介质,模拟海洋工业气溶胶环境对Q345钢的腐蚀。以(NH4)2SO4作为腐蚀介质,模拟铵盐气溶胶环境对钢的腐蚀。腐蚀失重拟合结果表明在酸性海洋气溶胶环境和铵盐气溶胶环境下,锈层不具有保护性；在海洋工业气溶胶环境下,锈层基本不具有保护性。腐蚀产物成分的XRD分析表明：在实验初期,钢表面的腐蚀产物成分中含有还原性物质γ-FeOOH和β-FeOOH,这些物质的存在不利于锈层的保护性。随着试验时间的增加,在试验后期,腐蚀产物中有α-FeOOH出现,该物质的存在有利于对锈层的保护。锈层形貌的SEM结果表明：在实验初始阶段锈层较薄且疏松,腐蚀后期锈层结构变得致密,锈层的保护性能变强,对腐蚀介质和0：入侵锈层／基体界面有了一定的抑制作用。电化学测试结果表明：在模拟酸性海洋气溶胶环境和铵盐气溶胶环境对钢的加速腐蚀试验中,随着腐蚀的进行,锈层保护性能的变化趋势为先减弱,后增强。在模拟海洋工业大气气溶胶环境下,锈层对钢基体的溶解有了一定的抑制作用,锈层的保护性能的变化趋势为先增强,然后减弱,最后再增强。腐蚀后期,三种气溶胶环境下锈层的保护性能均增强,表明锈层中有电化学稳定性物质生成。
【关键词】：Q345钢 大气腐蚀 雾霾 气溶胶 锈层
【学位授予单位】：沈阳理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG172
【目录】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-12
• 第1章 绪论12-27
• 1.1 大气腐蚀研究概况12-13
• 1.2 大气腐蚀的影响因素13-14
• 1.2.1 气候因素13-14
• 1.2.2 环境污染因素14
• 1.3 大气气溶胶概述14-16
• 1.3.1 气溶胶粒径及分布15
• 1.3.2 气溶胶化学15
• 1.3.3 气溶胶传输15-16
• 1.3.4 气溶胶沉积16
• 1.4 气溶胶的腐蚀机理16-21
• 1.4.1 物理作用16
• 1.4.2 化学和电化学的相互作用16-18
• 1.4.3 气溶胶中污染物成分对金属腐蚀的机理及影响18-19
• 1.4.4 气溶胶腐蚀研究现状19-21
• 1.5 钢的大气腐蚀试验研究方法21-22
• 1.5.1 自然环境暴露试验21
• 1.5.2 室内模拟加速试验21-22
• 1.6 大气腐蚀检测手段及技术22-25
• 1.6.1 重量变化检测22
• 1.6.2 锈层成分检测及分析22-23
• 1.6.3 锈层形貌分析23
• 1.6.4 极化曲线测试分析23-24
• 1.6.5 电化学阻抗谱测试分析24
• 1.6.6 其他电化学测试技术分析24-25
• 1.7 本文的研究背景、意义及内容25-27
• 第2章 试验方法27-31
• 2.1 材料和试样制备27
• 2.2 室内加速腐蚀试验27-29
• 2.2.1 Q345钢在模拟酸性海洋气溶胶环境下的大气腐蚀行为27-28
• 2.2.2 Q345钢在模拟海洋工业大气气溶胶环境下的腐蚀行为28-29
• 2.2.3 Q345钢在模拟铵盐气溶胶环境下的大气腐蚀行为29
• 2.3 实验结果分析29-31
• 2.3.1 腐蚀失重分析29
• 2.3.2 锈层成分分析29-30
• 2.3.3 锈层形貌分析30
• 2.3.4 电化学分析30-31
• 第3章 Q345钢在模拟酸性海洋气溶胶环境下的大气腐蚀行为31-40
• 3.1 前言31-32
• 3.2 实验结果与讨论32-39
• 3.2.1 腐蚀动力学曲线32-33
• 3.2.2 锈层成分分析33-34
• 3.2.3 锈层表面形貌分析34-35
• 3.2.4 锈层截面形貌分析35-36
• 3.2.5 电化学分析36-39
• 3.3 本章小结39-40
• 第4章 Q345钢在模拟海洋工业气溶胶环境下的大气腐蚀行为40-49
• 4.1 前言40
• 4.2 实验结果与讨论40-48
• 4.2.1 腐蚀动力学曲线分析40-41
• 4.2.2 腐蚀产物成分分析41-42
• 4.2.3 锈层表面形貌分析42-43
• 4.2.4 锈层截面形貌分析43-44
• 4.2.5 电化学分析44-48
• 4.3 本章小结48-49
• 第5章 Q345钢在模拟铵盐气溶胶环境下的大气腐蚀行为49-58
• 5.1 前言49
• 5.2 实验结果与讨论49-57
• 5.2.1 腐蚀动力学曲线分析49-50
• 5.2.2 腐蚀产物成分分析50-51
• 5.2.3 锈层表面形貌分析51-52
• 5.2.4 锈层截面形貌分析52-53
• 5.2.5 电化学分析53-57
• 5.3 本章小结57-58
• 结论58-60
• 参考文献60-68
• 攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果68-69
• 致谢69-70

【参考文献】

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1 毛节泰,张军华,王美华;中国大气气溶胶研究综述[J];气象学报;2002年05期

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本文编号：857199