【摘要】：硫酸銨廣泛存在于工業(yè)大氣、農(nóng)村大氣及霧霾中,其存在會加速銅的腐蝕。本文主要研究了硫酸銨存在條件下銅的腐蝕機理,具體研究內(nèi)容如下:(1)針對目前實驗中銅的最主要的腐蝕產(chǎn)物—氧化亞銅不能準確定量測定的問題,改進了傳統(tǒng)的高錳酸鉀滴定法,具體包括裝置除氧、腐蝕產(chǎn)物溶解、銅試樣清洗、亞銅離子的氧化和滴定五個步驟,其中除了滴定步驟可以在有氧環(huán)境中進行外,其他四個步驟通過通高純氮氣以保持無氧環(huán)境。這個方法可以對整個銅試樣表面腐蝕產(chǎn)物中的氧化亞銅進行定量分析,不存在均勻性問題,準確度較高,誤差范圍在±3%以內(nèi)。(2)銅在硫酸銨本體溶液中的腐蝕機理研究。在本體溶液中,銅的腐蝕產(chǎn)物為氧化亞銅和堿式硫酸銅,其中氧化亞銅為主要腐蝕產(chǎn)物。具有層狀結(jié)構(gòu)的氧化亞銅首先在銅表面生成,隨后生成的藍色晶體為堿式硫酸銅,彌散在氧化亞銅層表面上。機理研究結(jié)果表明:銅的腐蝕是電化學腐蝕和化學腐蝕協(xié)同作用的結(jié)果,其中銅失去電子變成Cu~+離子的過程為電化學反應,而溶液中游離的Cu~(2+)與銅基體發(fā)生反應生成氧化亞銅的過程是化學反應。這個化學反應可以消耗銅基體,很大程度上促進Cu的腐蝕。研究表明,Cu(NH_3)_n~(2+)是存在于硫酸銨溶液中的重要的中間體,它可以釋放出游離的Cu~(2+),促進銅表面腐蝕產(chǎn)物的生成。研究還發(fā)現(xiàn)NH_4~+的存在不僅可以促進銅的腐蝕,還能一定程度上阻礙銅腐蝕產(chǎn)物的生成,這種雙重作用是由于銅氨絡(luò)合效應導致的。(3)硫酸銨鹽粒導致的銅的大氣腐蝕機理研究。本部分研究了硫酸銨粒度、沉積量以及相對濕度對銅的大氣腐蝕的影響。結(jié)果表明:鹽粒粒度越小、沉積量越大、相對濕度越大,銅的腐蝕越嚴重。另外,硫酸銨鹽粒導致的銅的大氣腐蝕催化機制有兩個,一個為銅氨絡(luò)合效應促進銅的電化學腐蝕,另一個為Cu~+與Cu~(2+)相互轉(zhuǎn)換,促進了銅的化學腐蝕。游離銅離子的量對銅的腐蝕速率有很大影響。
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第一章 緒論 引言銅對人類文明歷史具有重大影響，人類首先使用銅可以追溯到公元前 6000 10000 年，考古發(fā)現(xiàn)，，公元前 9 世紀伊朗就已經(jīng)使用銅飾品。銅是第一個得到泛應用的金屬，它的作用之大以致人類發(fā)展史上曾有兩個階段以它的合金命名銅時代和亞青銅時代。如今，銅的應用變得更加廣泛，已存在于人類生產(chǎn)和生的各個方面，例如，銅作為家用電器和電子產(chǎn)品的導體在電子電器行業(yè)具有非重要的作用；銅及其合金作為結(jié)構(gòu)件廣泛應用于處理淡水的管道、泵和閥門；應用于加熱系統(tǒng)等方面。另外，由于其較好的耐蝕性，使得越來越多的領(lǐng)域采銅及其銅合金作為結(jié)構(gòu)材料。圖 1.1 為純銅的應用。

圖 1.2 金屬的腐蝕實例Figure 1.2 Corrosion of metals1.2.2 金屬腐蝕的分類金屬腐蝕通常根據(jù)腐蝕環(huán)境、腐蝕過程、腐蝕現(xiàn)象進行分類，具體如圖 1.3所示。圖 1.3 為金屬腐蝕的分類。1.2.2.1 常見的幾種腐蝕形式全面腐蝕[18-20]：全面腐蝕是最常見的腐蝕形態(tài)，其特征是腐蝕分布于金屬的整個表面，使金屬整體減薄。發(fā)生全面腐蝕的條件是：腐蝕介質(zhì)能夠均勻地抵達金屬表面的各部位，且金屬的成分和組織比較均勻。例如碳鋼或鋅板在稀硫酸中的溶解，以及某些材料在大氣中的腐蝕都是典型的全面腐蝕。電偶腐蝕[18-20]：由于腐蝕電位不同，異種金屬彼此接觸或通過其他導體連通，
【學位授予單位】：中國科學院大學(中國科學院海洋研究所)
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TG178;P755.3

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相關(guān)期刊論文 前10條

1 葉明生,孫勇;縫隙內(nèi)滯留腐蝕產(chǎn)物對腐蝕過程的加劇作用[J];化工裝備技術(shù);2004年03期

2 ;微局部隨機腐蝕過程的激光診斷[J];材料保護;1999年10期

3 ;

本文編號：2604941