3.5%NaCl溶液中铝及其合金缓蚀剂的电化学研究

论文摘要

铝及其合金材料具有质量轻、导热、导电等优良的物理性能,良好的加工性以及高回收性能等,广泛地应用于交通运输、建筑装饰、航空航天、机械电器等行业,其产量和用途已成为仅次于钢铁的第二大金属材料。铝在自然条件下表面能形成一层氧化膜,但是这层膜非常薄,易破损,因而其抗腐蚀能力很差,导致每年因各种环境造成的腐蚀损失是很惊人的。为了提高铝材料的耐腐蚀性能,使铝材能够更好更有效地应用于各个行业中,国内外研究人员运用了各种方法对其进行有效的缓蚀处理。本文以铝、2024铝合金和6063铝合金为研究对象,应用分子自组装、浸泡吸附、磷化和硅溶胶封闭技术,通过对Tafel极化曲线、电化学阻抗谱及等效电路的分析,研究了不同缓蚀剂对铝、2024铝合金和6063铝合金在3.5%NaCl溶液中的缓蚀行为,并探讨了其缓蚀机理。主要研究工作如下:1.有机硼酸基团对铝缓蚀作用的研究将工业高纯铝在对巯基苯硼酸溶液中首先进行自组装,采用交流阻抗法研究了对巯基苯硼酸对铝在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为。实验表明,随着对巯基苯硼酸浓度的变化和组装时间的不同缓蚀效率有所不同。当对巯基苯硼酸浓度为3.2×10-3mol/L,组装时间为12h时腐蚀电流最小,缓蚀效率最高,达98%以上。2.三聚氰胺对铝合金2024缓蚀作用的研究三聚氰胺对2024铝合金在3.5%NaCl溶液中的腐蚀具有缓蚀作用,当三聚氰胺的浓度为0.02mol/L,pH=5.48时,其缓蚀作用最佳,缓蚀效率高达97.79%,三聚氰胺属混合型缓蚀剂。3.苯甲酸钠对铝合金6063的缓蚀作用研究采用交流阻抗技术和极化曲线技术研究表明,苯甲酸钠对6063铝合金在3.5%NaCl溶液中腐蚀的抑制作用比较明显,在测试浓度范围内其缓蚀效率随缓蚀剂浓度的增大而增加,苯甲酸钠为0.4mol/L时效果最好,缓蚀率为73.37%。但苯甲酸钠是一种阳极型缓蚀剂,在应用过程中应该很好地把握其添加量。4.硅酸钠封闭后处理对磷化6063铝合金耐蚀性能的影响将磷化后的6063铝合金再用硅酸钠（水玻璃）溶液封闭后处理,以进一步提高磷化膜的耐蚀性能。采用交流阻抗和电化学极化曲线手段研究了硅酸钠封闭后处理对磷化膜层耐蚀性能的影响。结果表明,经硅酸钠封闭处理后的磷化膜层,形成了性能较佳的耐蚀层,且其耐蚀性能与预处理磷化时间有关。当硅酸钠溶液浓度为10g/L,封闭时间为10min,磷化时间为10min时,形成的膜层的耐蚀性能最佳,缓蚀率为97.33%。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究背景及其意义
• 1.2 缓蚀剂在腐蚀电化学中的研究进展
• 1.2.1 缓蚀剂的定义和特点
• 1.2.2 缓蚀剂的类型
• 1.3 自组装技术在腐蚀电化学中的研究进展
• 1.3.1 自组装膜的定义
• 1.3.2 自组装技术在金属腐蚀与防护中的应用
• 1.4 电化学阻抗谱
• 1.5 极化曲线
• 1.6 铝阳极表面膜结构
• 1.7 本课题主要研究内容
• 参考文献
• 第2章 有机硼酸基团对铝缓蚀作用的研究
• 2.1 前言
• 2.2 实验方法
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 对巯基苯硼酸组装时间的影响
• 2.3.2 对巯基苯硼酸浓度的影响
• 2.3.3 缓蚀机理探讨
• 2.4 结论
• 参考文献
• 第3章 三聚氰胺对2024铝合金缓蚀作用的研究
• 3.1 前言
• 3.2 实验方法
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 三聚氰胺浓度的选择
• 3.3.2 pH值对电化学阻抗的影响
• 3.3.3 Tafel极化曲线分析
• 3.4 结论
• 参考文献
• 第4章 苯甲酸钠对6063铝合金的缓蚀作用研究
• 4.1 前言
• 4.2 试验方法
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 自腐蚀电位-时间变化曲线
• 4.3.2 苯甲酸浓度对电化学阻抗的影响
• 4.3.3 缓蚀机理探讨
• 4.4 结论
• 参考文献
• 第5章 硅酸钠封闭后处理对磷化6063铝合金耐蚀性能的影响
• 5.1 前言
• 5.2 实验方法
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 磷化液浓度的选择
• 5.3.2 不同磷化时间对阻抗谱的影响
• 5.3.3 Tafel极化曲线分析
• 5.4 结论
• 参考文献
• 总结
• 致谢
• 附录:攻读硕士学位期间发表论文题目