论文题目: 热浸镀锌及其合金海水中腐蚀行为研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 海洋化学
作者: 张杰
导师: 侯保荣,李焰
关键词: 热浸镀,阻抗测量极化驰豫,极性逆转,电偶腐蚀,牺牲阳极
文献来源: 中国科学院研究生院（海洋研究所）
发表年度: 2005
论文摘要: 热浸镀 Zn 及其合金在世界各国得到广泛的应用。对于其在各种大气环境中的腐蚀行为研究,已相当系统、深入。而对于其在海水中腐蚀行为及机制的研究,相对较少。特别是对于镀层不同层面的耐蚀性能的研究,更是难得一见。 本文就国内外广泛应用的几种热浸镀层在海水中的耐蚀性能进行了对比研究,着重从镀层结构的角度,探讨了镀层不同层面的海水腐蚀行为。 通过建立“极化-弛豫-电化学阻抗测量”方法,研究和解析热浸镀层的不同层面的腐蚀,通过研究这些阶段的电化学阻抗的特征和腐蚀电化学参数的变化,判断镀层腐蚀各阶段的腐蚀特征。分别提出了四种镀层的腐蚀模型。发现所有研究镀层钢丝的腐蚀都是分为几个阶段,分别对应镀层的不同层面,每一层面的耐蚀性能差别很大。热浸镀 Zn-5%Al-0.2%RE 合金镀层钢丝耐蚀性能最佳的层面出现在镀层在共晶相与合金相接界的地方;热浸镀 Zn-55%Al-1.6%Si 合金镀层钢丝耐蚀性能在合金相(Al-Si-Fe 三元金属间化合物)为最佳;热浸镀 Zn-0.2%Al-RE 合金镀层钢丝 δ 相致密区是最耐蚀的。热浸镀 Zn 镀层钢丝 δ 相具有比较好的抗蚀性能。 当镀层出现局部破损,镀层金属作为阳极加速溶解,为钢基提供电化学保护;对于镀层金属(或合金)的这种牺牲阳极保护作用迄今仅有定性的研究,本论文参照牺牲阳极的有关标准对目前已经工业化的几种热浸镀层金属(或合金)的电化学保护性能进行了定量的评价。发现同一温度下,合金阳极随着合金中 Al 元素含量的增加,合金的开路电位和工作电位正移,电流效率降低,腐蚀均匀性变差,电化学性能下降。对于同一合金阳极,随着温度的升高,阳极的开路电位、工作电位都变正,电流效率降低,电化学性能下降。 在对基底钢板切口提供切边保护方面,Zn-55%Al-1.6%Si 镀层更具有优越性、更耐久,可以对边缘部分提供更长时间的保护。热浸镀 Zn-55%Al-1.6%Si镀层钢板的耐盐雾实验的腐蚀性明显的高于热浸镀 Zn-5%Al- 0.2%RE 镀层钢板。 热浸镀 Zn-5%Al-0.2%RE 合金、Zn-55%Al-1.6%Si 合金钢丝的室内模拟全浸实验的腐蚀速率明显低于热镀 Zn-0.2%Al-RE 合金和 Zn 钢丝样品的腐蚀速率。
论文目录:
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 海洋环境中金属的腐蚀及其影响因素
1.2 海洋腐蚀的危害和控制技术
1.3 热浸镀 Zn 及其合金技术的发展
1.3.1 Zn 及其合金的发展
1.3.2 热浸镀技术的发展
1.3.3 主要特型钢产品和合金钢产品
1.3.4 热浸镀 Zn 镀层钢的耐蚀性研究及其应用
1.3.5 热浸镀 Zn-Al 合金镀层钢的耐蚀性研究及其应用
1.4 选题意义和论文主要研究内容
2 应用“极化-弛豫-阻抗测量”方法研究镀层材料的腐蚀性能
2.1 引言
2.1.1 研究热浸镀镀层的电化学腐蚀的实验方法
2.1.2 “极化-弛豫-电化学阻抗测量”方法
2.2 仪器和材料
2.3 热浸镀Zn 镀层钢丝
2.3.1 引言
2.3.2 试验结果与分析
2.3.3 腐蚀机理模型
2.3.4 本节小结
2.4 热浸镀Zn-0.2%Al-RE 合金镀层钢丝
2.4.1 引言
2.4.2 实验结果与分析
2.4.3 腐蚀机理模型
2.4.4 本节小结
2.5 热浸镀Zn-5%Al-0.2%RE 合金镀层钢
2.5.1 引言
2.5.2 实验结果与分析
2.5.3 腐蚀机理模型
2.5.4 本节小结
2.6 热浸镀Zn-55%Al-1.6%Si 合金镀层钢
2.6.1 引言
2.6.2 实验结果与分析
2.6.3 腐蚀机理模型
2.6.4 本节小结
2.7 几种热浸镀镀层钢丝的相互比较
2.7.1 引言
2.7.2 热浸镀Zn
2.7.3 热浸镀Zn-0.2%Al-RE
2.7.4 热浸镀 Zn-5%Al-0.2%R
2.7.5 热浸镀 Zn-55%Al-1.6%Si
2.7.6 不同镀层的比较
2.8 本章小结
3 镀层的牺牲阳极保护性能的研究
3.1 引言
3.2 镀层合金的熔炼加工
3.2.1 合金的熔炼
3.2.2 合金样品的加工
3.3 合金的牺牲阳极保护性能试验
3.3.1 牺牲阳极的试验方法
3.3.2 牺牲阳极的性能指标
3.3.3 实验装置
3.3.4 实验条件及使用仪器
3.3.5 试验程序
3.4 三个不同温度下开路电位和工作电位的研究
3.4.1 开路电位
3.4.2 工作电位
3.4.3 本节小结
3.5 三个不同温度下电流效率和和阳极消耗率的研究
3.5.1 电流效率
3.5.2 阳极消耗率
3.5.3 本节小结
3.6 三个不同温度下阳极表面溶解特征的研究
3.6.1 实验前合金试样的形貌
3.6.2 实验后未去除表面腐蚀产物的形貌
3.6.3 实验后去除表面腐蚀产物的形貌
3.6.4 腐蚀后形貌的微观分析
3.6.5 本节小结
3.7 本章小结
4 热浸镀锌铝合金钢的盐雾实验和全浸实验
4.1 盐雾实验的基本原理和实验步骤
4.2 实验步骤
4.2.1 实验溶液
4.2.2 实验条件
4.2.3 实验样品
4.2.4 实验样品的清理和检查
4.3 盐雾实验的结果与分析
4.3.1 盐雾实验现象
4.3.2 盐雾实验失重和红锈
4.3.3 本节小结
4.4 盐雾实验样品在实验前后的外观形貌对比
4.5 热浸镀锌及其合金钢丝的全浸腐蚀实验
4.5.1 实验材料和样品制备
4.5.2 结果与分析
4.6 本章小结
5 表面镀层与钢基底的电偶腐蚀实验研究
5.1 引言
5.1.1 极性逆转的发生
5.1.2 极性逆转的机制
5.1.3 常用的研究极性逆转的方法
5.1.4 极性逆转目前的工作和展望
5.2 实验装置及实验材料的准备
5.2.1 实验材料的选择和准备
5.2.2 实验仪器
5.3 实验步骤
5.4 结果与讨论
5.4.1 70ppm 的 NaNO_3 溶液
5.4.2 0.05M 的 NaHCO_3 溶液
5.4.3 Cl-环境
5.5 本章小结
6 总结论
参考文献
文章、专利和获得奖励
致谢
发布时间: 2005-07-05
参考文献
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