论文题目: 沉于海底的铁器文物腐蚀机理与脱氯技术的基础研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 材料物理与化学
作者: 欧阳维真
导师: 许淳淳
关键词: 铁器文物,脱氯技术,带锈铸铁,氯离子迁出率,电效率
文献来源: 北京化工大学
发表年度: 2005
论文摘要: 采用模拟闭塞电池恒电流法研究了随沉船沉入海底的铁器文物在海水中局部腐蚀发展过程闭塞区内部化学状态的变化规律,探明了闭塞区溶液pH值下降和氯离子迁移的规律。利用模拟闭塞溶液法研究了试样在局部腐蚀闭塞区溶液中的电化学行为,发现在闭塞区缺氧条件下的腐蚀产物中存在FeOC1相,解释了前人在铁器文物腐蚀产物中是否存在FeOC1相的问题上出现分歧的原因。 利用电化学测试技术研究了模拟沉于海底的铁器文物在海水中的电化学腐蚀行为,通过电化学交流阻抗等效电路的拟合分析,研究了带锈试样腐蚀速率与浸泡时间的关系,提出了带锈试样多孔腐蚀产物的物理模型,运用传输线理论分析了交流阻抗谱特征与多孔腐蚀产物之间的相关性。 分潮湿、全湿和干燥三个阶段研究了模拟从海底打捞出水的铁器文物在干、湿大气环境中的腐蚀行为,探明了氯离子在各个阶段参与的反应及其循环作用从而导致铁器文物加速腐蚀的机理,表明了铁器文物进行脱氯处理的必要性。发现带锈试样在干、湿交替的大气中腐蚀产物的内、外层相结构出现差异,随着干湿大气腐蚀循环周期的增加,腐蚀产物中β-FeOOH相逐渐增多。 首次将模拟闭塞电池法运用于脱氯技术的研究。探明了脱氯清洗过程中闭塞区内氯离子扩散和电迁移的规律,证实了外加电流或电位对闭塞区内化学和电化学状态都有很大影响。外加阴极电流密度越大,外加电位越负,内试样阴极电流密度就越大,氯离子迁出率就越高,
论文目录:
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 铁器文物腐蚀机理
1.2.1 铁器文物的腐蚀产物
1.2.2 铁器文物在自然环境下的腐蚀
1.2.3 铁器文物在海水中的腐蚀机理
1.2.4 铁器腐蚀机理的研究方法
1.3 铁器文物的保护
1.3.1 铁器文物保护原则、内容与途径
1.3.2 铁器文物保护和修复的基本步骤
1.3.3 铁器文物的脱氯技术
1.4 课题的研究目的和主要内容
1.4.1 研究目的
1.4.2 研究内容
第二章 模拟铁器文物在海水中局部腐蚀闭塞区的化学状态和电化学行为的研究
2.1 引言
2.2 实验方法
2.2.1 模拟闭塞电池恒电流实验
2.2.2 动电位极化曲线和交流阻抗测试
2.2.3 腐蚀形貌和产物成分分析
2.3 结果与讨论
2.3.1 模拟铁器文物局部腐蚀闭塞区化学状态的研究
2.3.2 模拟铁器文物局部腐蚀闭塞区电化学行为的研究
2.3.3 闭塞区内试样腐蚀形貌和产物成分分析
2.4 本章小结
第三章 模拟带锈铁器在海水介质中腐蚀行为研究
3.1 引言
3.2 实验方法
3.2.1 交流阻抗测试
3.2.2 腐蚀形貌和产物相分析
3.3 结果与讨论
3.3.1 电化学交流阻抗分析
3.3.3 带锈铸铁表面的物理模型
3.3.4 腐蚀形貌和产物相分析
3.3.5 腐蚀产物相的特征及形成过程
3.4 本章小结
第四章 带锈铁器在干、湿大气环境中腐蚀机理研究
4.1 引言
4.2 实验方法
4.2.1 实验材料与试样的制备
4.2.2 试样表面宏观形貌观察
4.2.3 试样横截面微观形貌观察和成分分析
4.2.4 激光拉曼光谱测试
4.2.5 X射线衍射分析实验
4.3 结果与讨论
4.3.1 试样表面宏观形貌观察
4.3.2 试样横截面微观形貌观察和成分分析
4.3.3 激光拉曼光谱分析
4.3.4 腐蚀产物XRD结果分析
4.3.5 带锈铁器在干、湿大气环境中腐蚀及其机理研究
4.4 本章小结
第五章 模拟铁器文物脱氯技术的闭塞电池研究
5.1 引言
5.2 实验方法
5.2.1 脱氯实验闭塞区内化学状态的研究
5.2.2 电化学脱氯过程闭塞区内电化学状态的研究
5.3 结果与讨论
5.3.1 脱氯实验闭塞区内化学状态的研究
5.3.2 电化学脱氯过程闭塞区内电化学状态的研究
5.4 本章小结
第六章 模拟铁器文物脱氯技术的实验室研究
6.1 引言
6.2 实验方法
6.2.1 实验条件
6.2.2 脱氯技术的研究
6.2.3 脱氯实验后试样相分析及微观形貌观察
6.3 结果与讨论
6.3.1 脱氯技术的实验室研究
6.3.2 脱氯实验后试样相分析及微观形貌观察
6.4 本章小结
第七章 铁器文物恒电流脱氯过程的数学模型
7.1 引言
7.2 腐蚀产物中氯离子存在形式
7.3 恒电流脱氯过程的数学模型
7.3.1 数学模型的建立
7.3.2 数学模型的边界条件
7.3.3 数学模型的计算
7.3.4 数学模型中的有关参数
7.3.5 数学模型的验证
7.3.6 恒电流脱氯过程影响因素的数值模拟研究
7.4 本章小结
总结论
参考文献
附录
致谢
攻读博士学位期间发表的学术论文目录
发布时间: 2005-09-26
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