碳钢在含氯离子溶液中的孔蚀早期电化学行为特征

论文题目: 碳钢在含氯离子溶液中的孔蚀早期电化学行为特征

论文类型: 博士论文

论文专业: 材料学

作者: 唐聿明

导师: 左禹

关键词: 碳钢,电流波动,亚稳态孔蚀,累积损伤

文献来源: 北京化工大学

发表年度: 2005

论文摘要: 碳钢是最重要的工程材料之一,局部腐蚀穿孔则是钢结构的主要破坏形式之一,然而关于碳钢孔蚀早期阶段的研究目前还较少。本文主要研究A3碳钢在含Cl-的NaNO2和NaHCO3溶液中慢速电位极化下的电流波动曲线,并结合回扫极化曲线、交流阻抗及扫描电镜等手段,研究碳钢发生亚稳孔和稳定孔时的电化学行为,以及表面所造成的孔蚀损伤情况。 1.研究了A3碳钢在NaNO2+NaCl溶液中的电流波动,发现,电流波动具有明显的快速上升、缓慢下降的特点,表明碳钢表面活性点溶解较快,再钝化速率较慢。电流波动的结果,造成碳钢表面微米级的亚稳孔发生,每个小孔均是由若干更小的小孔构成。Cl-浓度增加,亚稳孔电位Em往负方向移动,说明Cl-促进亚稳小孔的发生。恒电位极化时,电位升高,电流波动峰的峰值和峰频均增加,说明电位升高促使孔活性溶解速率增加,并能激活更多的活性点,使孔诱发速率增加。 2.研究发现,A3碳钢在NaHCO3+NaCl溶液中发生亚稳态孔蚀时电流波动也具有明显的快速上升、缓慢下降的特点。亚稳孔开始出现电位Em和稳定孔蚀电位Eb均服从正态分布。恒电位极化时,当电位高于Em而大大低于Eb时,电流波动保持一定时间后会最终消失,产生微米级的小蚀孔。而当电位接近Eb极化时,一段时间的波动后电流会迅速上升,亚稳孔最终转变为稳定蚀孔。亚稳态孔蚀产生的频率随时间延长逐渐降低,与电位变化关系不大。 3.研究了NO3-、SO42-、CO32-、NO2+、MoO42-和PO43-6种阴离子对碳钢在NaHCO3+NaCl溶液中孔蚀及亚稳态孔蚀的影响。发现,NO3-大大促进碳钢孔蚀的发生,SO42-、CO32-、NO2-、MoO42-和PO43-5种离

论文目录:

第一章 文献综述

1.1 选题意义

1.2 亚稳态孔蚀机理

1.2.1 亚稳孔的形核

1.2.2 亚稳孔的生长

1.2.3 亚稳孔的再钝化

1.2.4 亚稳孔向稳定孔的转变

1.2.5 研究方法

1.3 主要研究内容

参考文献

第二章 实验方法

2.1 前言

2.2 实验材料及制备

2.3 实验介质

2.4 实验方法

2.4.1 极化曲线测试

2.4.2 动电位下电流—时间曲线测试

2.4.3 恒电位下电流—时间曲线的测试

2.4.4 交流阻抗测试

2.4.5 电位阶跃实验

2.4.6 扫描电镜观察

2.5 实验数据的处理

2.5.1 电流波动参数的统计

参考文献

第三章 碳钢在NaNO_2-NaCl溶液中的电流波动研究

3.1 前言

3.2 碳钢在NaNO_2-NaCl溶液中的极化曲线测试

3.3 碳钢在NaNO_2+NaCl溶液中孔蚀早期的电流波动特征

3.4 Cl~-浓度对碳钢亚稳态孔蚀参数的影响

3.4.1 Cl~-浓度对E_m的影响

3.4.2 Cl~-浓度对亚稳孔形核速率的影响

3.4.3 Cl~-浓度对亚稳孔寿命的影响

3.5 电位对碳钢亚稳态孔蚀的影响

3.6 碳钢亚稳态孔蚀期间电流波动与腐蚀过程联系

3.7 结论

参考文献

第四章 碳钢在NaHCO_3-NaCl溶液中的亚稳态孔蚀电化学特征研究

4.1 前言

4.2 体系的选择

4.3 动电位极化时碳钢亚稳态孔蚀期间的电流波动

4.3.1 碳钢在NaHCO_3+NaCl溶液中的电流波动特征

4.3.2 亚稳孔出现电位E_m的研究

4.3.3 动电位扫描条件下亚稳孔特征参数的研究

4.4 恒电位下亚稳孔特征参数的研究

4.4.1 恒电位下电流波动特征

4.4.2 恒电位下电流波动峰峰频随时间的变化

4.4.3 恒电位下电流波动峰平均峰值随时间变化规律及其统计分布

4.4.4 恒电位下亚稳孔寿命随时间的变化及其统计分布

4.5 碳钢亚稳态孔再钝化特征

4.6 pH值对碳钢电流波动的影响

4.7 结论

参考文献

第五章 碳钢在NaHCO_3+NaCl溶液中的孔蚀参数及几种阴离子对碳钢孔蚀及亚稳态孔蚀行为影响的研究

5.1 前言

5.2 E_b，E_p的统计分布及一些因素对碳钢孔蚀的影响

5.2.1 碳钢E_b和E_p的统计分布

5.2.2 Cl~-浓度对E_b和E_p的影响

5.2.3 pH对E_b和E_p的影响

5.3 几种阴离子对碳钢孔蚀及亚稳态孔蚀行为的影响

5.3.1 动电位极化曲线

5.3.2 亚稳态孔蚀参数分析

5.4 几种缓蚀性阴离子对亚稳态孔和稳态孔的作用比较

5.5 结论

参考文献

第六章 碳钢孔蚀早期的电流波动与孔蚀累积损伤的研究

6.1 前言

6.2 碳钢在NaNO_2-NaCl溶液中的电流波动与亚稳态小孔

6.3 电流波动和孔溶解电量计算

6.4 亚稳态小孔向稳定孔的转变

6.5 碳钢表面亚稳态孔蚀与纯铁亚稳态孔蚀的比较

6.6 结论

参考文献

第七章 碳钢在含Cl~-的NaHCO_3和NaNO_2溶液中的孔蚀比较

7.1 前言

7.2 碳钢在两种溶液中的极化曲线

7.3 碳钢在两种溶液中的电流波动及表面损伤研究

7.3.1 碳钢在两种溶液中的电流波动及表面亚稳态孔蚀

7.3.2 碳钢在两种溶液中孔蚀参数的统计比较

7.4 碳钢在两种溶液中的电位阶跃测试

7.5 碳钢在两种溶液中的交流阻抗测试

7.6 讨论

7.7 结论

参考文献

第八章 总结论

攻读博士期间发表的文章目录

致谢

发布时间: 2005-09-26

参考文献

• [1].金属腐蚀形貌特征提取用于腐蚀诊断的研究[D]. 张玮.大连理工大学2004

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