若干金属材料局部腐蚀新现象的研究
使用扫描微电极技术研究了黄铜-16Mn钢电偶体系在不同浓度氯化钠溶液中表面电位分布情况，并首次使用电位分布结合极化曲线计算了表面电流的分布。研究发现，表面电位和电流分布随溶液电导和与连接点的距离而变化。溶液电导越大，两者分布就越均匀；与连接点距离越近，电位极化就越大，电流密度也越大。腐蚀形貌观测也支持了电位和电流分布的结果。实验结果表明，在低电导的溶液中，电偶腐蚀会集中在连接点周围，造成严重的局部腐蚀；随着溶液电导增大，腐蚀分布变得均匀；计算电流分布的方法具有一定的可靠性。
16Mn钢管中黄铜楔在海水中的腐蚀可以通过大阳极小阴极的黄铜-16Mn钢电偶对在0.600mol/L NaCl溶液中的浸泡实验来模拟。实验结果表明，阳极腐蚀电流密度很低，应该不会对钢管和黄铜楔长期腐蚀行为造成重大影响。
海水中不同面积比的大阴极小阳极浸泡实验结果显示，黄铜-16Mn钢电偶腐蚀参数均为单调稳定变化；强烈的阳极反应不会导致阳极表面状态发生本质变化，不会发生电偶电位反转现象；阳极腐蚀速率将随阴阳极反应面积比的增大而增加，16Mn钢管将遭受较大的腐蚀损失。
采用极化曲线、循环伏安曲线、电化学阻抗技术、恒电位极化及Mott-Schottky曲线等电化学方法研究了氯离子对纳米块体304不锈钢(nano304ss)和铸态304不锈钢(cast304ss)耐蚀性能的影响。
与cast304ss相比，在硫酸钠溶液中，nano304ss具有较正的自腐蚀电位，较低的自腐蚀电流密度和极化电流密度，耐蚀性较好；当溶液中含有一定量的侵蚀性阴离子(CT或Br)时，nano304ss的耐点蚀能力较差，主要体现在其点蚀击破电位较负。
在不同的酸溶液中，cast304ss和nano304ss的耐蚀性也有较大的区别。在0.5mol/L H2SO4溶液中，nano304ss的致钝电流密度较低。在0.01mol/LHCl溶液中，nano304ss的钝化区间很窄，致钝电流密度较高，电极表面不能形成稳定的钝化膜。而在0.1mol/LHCl溶液中，两种不锈钢的极化行为相似，nano304的极化电流密度较高。
Nano304ss和cast304ss经30％HNO3和50％ HNO3钝化后在3.5％NaCl溶液中的耐蚀性都得到提高，nano304ss的点蚀击破电位正移；cast304ss的腐蚀电流密度和极化电流密度减小，自腐蚀电位明显正移。30％HNO3处理试样的耐蚀性提高较大。在0.01mol/LHCl溶液中，与空白试样相比，用30％HNO3处理的nano304ss和cast304ss都具有较正的腐蚀电位，较小的腐蚀电流密度和极化电流密度，且nano304ss的点蚀击破电位正移。但是经相同方法钝化处理的nano304ss的耐蚀性较cast304ss差。
存在一个氯离子的临界浓度[Cl-] critcal=0.55mol/L，当超过这个临界浓度时，nano304ss的耐蚀性会显著下降，而cast304ss的腐蚀行为没有多大改变。氯离子浓度大于临界浓度[Cl-]critcal，后，nano304ss钝化膜的致密程度下降，在点蚀敏感的电位区域膜中半导体保持n型不变，没有发生n型向p型转变，载流子浓度显著增加是导致纳米304不锈钢耐蚀性下降的主要原因。
金属材料;腐蚀行为;电位分布;钝化膜;海水腐蚀
中国海洋大学
硕士
海洋化学
王佳
2009
中文
TG172.5
69
2009-09-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）