發(fā)布時(shí)間：2018-06-13 04:47

  本文選題：690合金 + 腐蝕電化學(xué)��； 參考：《山東大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：蒸汽發(fā)生器(SG)傳熱管對(duì)壓水堆(PWR)型核電站的安全運(yùn)行起著非常重要的作用,作為連接一、二回路的樞紐,其服役環(huán)境十分嚴(yán)苛。鎳基合金690因其具有較好的力學(xué)性能和優(yōu)良的耐高溫高壓腐蝕性能,廣泛應(yīng)用于壓水堆核電站蒸汽發(fā)生器建設(shè)。鎳基合金之所以在高溫侵蝕性溶液中具有優(yōu)異的耐腐蝕性能,是由于其表面會(huì)自發(fā)形成一層厚度為幾納米到幾百納米穩(wěn)定的鈍化膜。這層鈍化膜阻止了基體與腐蝕介質(zhì)的進(jìn)一步接觸,有效防止了合金或金屬腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生。研究表明,金屬及合金表面形成的鈍化膜具有半導(dǎo)體結(jié)構(gòu),其半導(dǎo)體電子特性與鈍化膜的耐蝕性密切相關(guān)。在實(shí)際的工作環(huán)境中,在蒸汽發(fā)生器內(nèi)積累起來(lái)的不同雜質(zhì)離子(如SO42-和Cl-)以及局部不同的酸堿環(huán)境對(duì)于鎳基合金鈍化膜影響的也不同。因此研究鈍化膜在侵蝕性環(huán)境下的半導(dǎo)體性質(zhì)及耐蝕性變化有著重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。本論文以690合金作為研究材料,以Cl-和SO42-作為侵蝕性離子,采用動(dòng)電位極化曲線、電化學(xué)阻抗譜(EIS)和Mott-Schottky法等傳統(tǒng)電化學(xué)方法,研究離子濃度、浸泡時(shí)間、極化電位和溶液pH值等因素對(duì)合金腐蝕電化學(xué)行為和鈍化膜半導(dǎo)體特性的影響。并結(jié)合局部電化學(xué)測(cè)量技術(shù)-掃描電化學(xué)顯微鏡(Scanning Electrochemical Microscopy,SECM),利用反饋模式(feed-back mode),通過面掃描和逼近曲線(probe approve curves)研究合金表面局部區(qū)域電化學(xué)活性變化及腐蝕特征。通過研究690合金表面微觀電化學(xué)活性與鈍化膜組成、結(jié)構(gòu)等因素之間的聯(lián)系,以深入探討其腐蝕機(jī)理。本論文的主要工作如下:1、傳統(tǒng)電化學(xué)研究(1)在中性NaCl、Na2SO4溶液中,對(duì)690合金進(jìn)行動(dòng)電位極化曲線、電化學(xué)阻抗譜(EIS)以及Mott-Schottky曲線測(cè)試,探討濃度、浸泡時(shí)間和極化電位對(duì)材料腐蝕電位、腐蝕電流、鈍化電流以及點(diǎn)蝕電位等腐蝕電化學(xué)特征的影響規(guī)律。并通過對(duì)獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步分析擬合,解釋不同條件下形成的鈍化膜的電化學(xué)行為和半導(dǎo)體性能。(2)采用動(dòng)電位極化曲線、電化學(xué)阻抗譜和Mott-Schottky曲線等電化學(xué)測(cè)試方法,研究了 0.5 MNaCl溶液中pH值變化對(duì)690合金腐蝕電化學(xué)行為的影響。比較不同pH溶液中鈍化膜耐蝕性和表面活性。2、原位電化學(xué)研究(1)采用循環(huán)伏安方法對(duì)Pt探針性能進(jìn)行測(cè)試。通過極限擴(kuò)散電流計(jì)算出氧化還原中介體二茂鐵甲醇(FcMeOH)在溶液中的擴(kuò)散系數(shù)為7.37×10-6cm2/s。(2)利用掃描電化學(xué)顯微鏡(SECM)的反饋模式(feed-backmode)以二茂鐵甲醇(FcMeOH作為氧化還原中介體,研究了在0.5 M NaCl、Na2SO4溶液中浸泡時(shí)間、極化電位對(duì)690合金試樣表面Faraday電流的影響。將局部電化學(xué)活性分布與金屬/溶液界面的微區(qū)電化學(xué)反應(yīng)聯(lián)系起來(lái),表征合金表面的腐蝕規(guī)律變化。并通過逼近曲線探究合金表面鈍化膜性質(zhì)變化規(guī)律,探究鈍化膜的形成過程及致密程度變化。(3)研究酸性、中性、堿性0.5 MNaCl溶液中合金表面電活性隨浸泡時(shí)間的變化規(guī)律,并探究極化條件對(duì)合金耐蝕性的影響。
[Abstract]:Steam generator (SG) heat transfer tube plays a very important role in the safe operation of PWR (PWR) nuclear power plant. As the junction of connecting one and two loops, its service environment is very harsh. Nickel Base Alloy 690 is widely used in the steam generator of PWR nuclear power plant because of its good mechanical properties and excellent high temperature and high corrosion resistance. Construction. The excellent corrosion resistance of nickel based alloy in high temperature erosive solution is due to the spontaneous formation of a passivating film with a thickness of several nanoscale to several hundred nanometers on its surface. This passivation film prevents the further contact between the matrix and the corrosive medium, and effectively prevents the occurrence of corrosion of alloy or metal. It is shown that the passivation film formed on the surface of metal and alloy has a semiconductor structure, and its semiconductor electronic properties are closely related to the corrosion resistance of the passivation film. In the actual working environment, the different impurity ions (such as SO42- and Cl-) accumulated in the steam generator and the local different acid and alkali environment have influence on the passivation film of the nickel base alloy Therefore, it is of great theoretical and practical value to study the semiconductor properties and corrosion resistance changes of the passivating film in erosive environment. In this paper, 690 alloys are used as research materials, Cl- and SO42- are used as erosive ions, and the electrodynamic polarization curves, electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and Mott-Schottky methods are used in the traditional electrochemical methods. The effects of ion concentration, soaking time, polarization potential and pH value on the electrochemical behavior of alloy corrosion and the characteristics of passivating film semiconductor are studied. Combined with the local electrochemical measurement technology, Scanning Electrochemical Microscopy (SECM), the use of feedback mode (feed-back mode), through surface scanning and approximation Probe approve curves was used to study the electrochemical activity changes and corrosion characteristics of the local area of the alloy surface. By studying the relationship between the microstructure of the 690 alloy surface and the composition of passivation film, structure and other factors, the corrosion mechanism was discussed. The main work of this paper was as follows: 1, the traditional electrochemical study (1) was in neutral NaCl, Na2S In O4 solution, the action potential polarization curve, electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and Mott-Schottky curve were tested on 690 alloy. The effects of concentration, immersion time and polarization potential on corrosion potential, corrosion current, passivation current and pitting potential were investigated. The electrochemical behavior and semiconductor properties of the passivation film formed under different conditions were analyzed. (2) the effects of the change of pH value on the corrosion electrochemistry behavior of 690 alloy in the 0.5 MNaCl solution were studied by electrodynamic polarization curve, electrochemical impedance spectroscopy and Mott-Schottky curve. The resistance of passivation film in different pH solutions was compared. Corrosion and surface active.2, in situ electrochemical study (1) the performance of Pt probe was tested by cyclic voltammetry. The diffusion coefficient of redox intermediator two metallocenyl alcohol (FcMeOH) in the solution was calculated by the limit diffusion current, and the diffusion coefficient of FcMeOH in the solution was 7.37 * 10-6cm2/s. (2) using the feedback mode of scanning electrochemical microscopy (SECM). Two metallocenyl alcohol (FcMeOH as an oxidation-reduction agent, studied the effect of immersion time in 0.5 M NaCl, Na2SO4 solution, and the effect of polarization potential on the Faraday current on the surface of 690 alloy. The local electrochemical activity was associated with the micro electrochemical reaction of the metal / solution interface to characterize the corrosion regularity of the surface of the alloy. The properties of the passivation film on the alloy surface were investigated by the approximation curve, and the formation process and the density change of the passivation film were investigated. (3) the changes of the surface electrical activity of the alloy in the acid, neutral, alkaline 0.5 MNaCl solution with the immersion time were studied, and the effect of polarization conditions on the corrosion resistance of the alloy was investigated.
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TG174.4

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本文編號(hào)：2012778