中性Cl-溶液中铁和304不锈钢腐蚀行为的电化学扫描探针显微镜研究

论文摘要

作为主要的局部腐蚀形式之一,点蚀能够导致破坏性很大的事故,造成巨大的经济损失。研究点蚀的萌生和发展对点蚀的预防和控制具有重要的指导意义。传统电化学方法只能给出被研究对象整体、平均的电化学信息,扫描电化学显微镜（SECM）技术空间分辨率高（亚微米级）,而且可以进行现场固/液界面的电化学研究,还可以提供电极表面的电化学活性分布等信息。这些优势使其在金属局部腐蚀领域的研究中发挥重要的作用,已被应用于研究金属表面钝化膜的生长及溶解、金属点蚀的萌生、亚稳态点蚀和稳定点蚀等点蚀发展的各个阶段。本论文以纯铁和304不锈钢作为工作电极,0.1M NaCl溶液为主要腐蚀介质,使用循环伏安法、极化曲线、恒电位电流—时间曲线、面扫描、线扫描等方法对铁及304不锈钢在0.1M NaCl溶液中点蚀行为进行了研究。得到了铁在0.1MNaCl溶液中的表面电化学活性,研究了浸泡时间、极化电流、极化电位对304不锈钢点蚀行为的影响,并利用I-/I3-做氧化还原中介体研究了304不锈钢点蚀产物的分布和电化学活性。本论文的主要工作如下:1.实验参数的确定利用探头施加不同电位的线扫描研究,确定扫描时探头所施加的适当电位。研究探头—基底间距对探头电流的影响,确定扫描时探头距基底的距离。2.纯铁在0.1M NaCl溶液中点蚀行为研究分别对基底在开路电位和施加不同极化电位下进行面扫描、线扫描测试,得到了铁在开路电位和极化电位下的表面活性。3.304不锈钢在0.1M NaCl溶液中点蚀行为研究研究不同浸泡时间对304不锈钢点蚀电位的影响,基底腐蚀形态随浸泡时间和极化电流的变化,以及极化电位对304不锈钢点蚀行为的影响。4.304不锈钢点蚀产物的电化学活性研究比较304不锈钢在0.1MNaCl溶液和0.1MNaCl+10mMKI溶液中的CV,研究I-在304不锈钢点蚀中的影响。在0.1MNaCl+10mMKI溶液中做探头距点蚀不同距离的CV,得到点蚀产物的分布。通过比较304不锈钢在0.1MNaCl溶液和0.1MNaCl+10mMKI溶液中的面扫描图,研究304不锈钢点蚀产物种类及其电化学活性分布。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 缩写与符号说明
• 第一章 绪论
• 1.1 点蚀概述
• 1.1.1 点蚀及其影响因素
• 1.1.2 点蚀的萌生与生长（发展）机理
• 1.2 点蚀的研究方法
• 1.3 扫描电化学显微镜简介
• 1.3.1 产生与发展
• 1.3.2 仪器装置
• 1.3.3 主要工作模式
• 1.3.3.1 反馈模式（Feedback mode）
• 1.3.3.2 产生/收集模式（Generation/Collection mode）
• 1.3.4 应用领域
• 1.3.5 扫描电化学显微镜应用于金属局部腐蚀研究
• 1.4 发展前景
• 1.5 本论文的研究目的、意义及思路
• 1.5.1 目的及意义
• 1.5.2 研究思路
• 参考文献
• 第二章 实验体系与实验方法
• 2.1 电极及溶液体系
• 2.2 仪器与实验方法
• 第三章 纯铁在0.1M NaCl溶液中点蚀行为研究
• 3.1 实验参数的确定
• 3.1.1 探针性能表征
• 3.1.2 探头电位的确定
• 3.1.3 探头-基底间距的影响
• 3.2 铁基底开路或施加极化时的面扫描、线扫描研究
• 3.3 小结
• 第四章 304不锈钢在0.1M NaCl溶液中点蚀行为研究
• 4.1 浸泡时间对点蚀电位的影响
• 4.2 基底腐蚀形态随浸泡时间的变化
• 4.3 基底腐蚀形态随极化电流的变化
• 4.4 电位极化对304不锈钢点蚀行为的影响
• 4.4.1 与点蚀有关的电流-时间关系
• 4.4.2 点蚀的电化学活性
• 4.5 小结
• 第五章 304不锈钢点蚀产物的电化学活性研究
• -离子对304不锈钢循环伏安行为的影响'>5.1 I^-离子对304不锈钢循环伏安行为的影响
• 5.2 304不锈钢点蚀产物分布及其电化学活性研究
• 5.3 小结
• 参考文献
• 第六章 总结论
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 学位论文评阅及答辩情况表