超臨界水氧化技術(SCWO)以超臨界水和氧氣分別作為反應介質和氧化劑,在有機廢棄物的處理方面得到了廣泛的應用。但是設備的腐蝕問題成為制約該技術工業(yè)化的關鍵因素。本論文通過大氣等離子噴涂技術(APS)在基體表面制備涂層的方法來提高基體的耐腐蝕性能。首先分別以Al2O3/316L和TiO_2/316L作為涂層試樣,316L不銹鋼作為空白對照組試樣,研究三組試樣在超臨界水氧化條件下(溫度500℃,壓力25MPa,氧氣濃度為1000mg/L)連續(xù)暴露80h的腐蝕特性。選取耐腐蝕性能較好的涂層試樣,在不同的腐蝕條件下(氧氣濃度分別為0mg/L、500mg/L和1000mg/L;溫度分別為400℃、450℃、500℃),通過腐蝕速率分析法和形貌分析法研究其耐腐蝕性能以及腐蝕失效機制。結果表明316L不銹鋼試樣在腐蝕測試后,試樣表面生成了無規(guī)則松散排列的Fe3O4和NiO氧化物,腐蝕深度達到0.04mm。Al2O3/316L不銹鋼在腐蝕測試后試樣表面呈現溝壑狀,由于結合強度較低涂層大面積脫落。TiO_2/316L不銹鋼試樣腐蝕后表面較致密,由于結合強度較大涂層厚度無明顯變化,且其在腐蝕測試中表現出較低的腐蝕速率。Al2O3/316L不銹鋼與TiO_2/316L不銹鋼試樣相比,TiO_2/316L不銹鋼具有相對較好的耐腐蝕性。TiO_2/316L不銹鋼在不同的腐蝕條件呈現縫隙腐蝕,400℃、25MPa,氧氣濃度分別為0mg/L和500mg/L的超臨界條件下,隨著氧氣濃度的增加,試樣表面的裂紋和孔洞數量增加,涂層截面厚度未發(fā)生明顯變化。當氧氣濃度為1000mg/L時,試樣表面出現龜裂,涂層截面呈鋸齒狀腐蝕,剩余涂層厚度約為0.08mm。在25MPa,氧氣濃度為1000mg/L,溫度分別為400℃、450℃和500℃的超臨界條件下,涂層表面的裂紋寬度隨著溫度的升高而增加,試樣表面的裂紋周圍生成了 NiO和NiFe2O4,并且涂層的截面厚度隨著溫度的升高而減小。隨著腐蝕溫度和腐蝕介質中氧氣濃度的升高,腐蝕程度加劇。
【學位單位】：西安理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TG174.4
【文章目錄】：
摘要
Abstract
前言
1 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 國內外研究進展
        1.2.1 國外研究進展
        1.2.2 國內研究進展
    1.3 表面改性方法概述
        1.3.1 物理方法
        1.3.2 化學方法
    1.4 研究的目的意義及內容
        1.4.1 研究的目的意義
        1.4.2 研究內容
2 材料與實驗方法
    2.1 實驗材料與設備
        2.1.1 實驗材料
        2.1.2 實驗設備
    2.2 涂層的制備
    2.3 涂層的腐蝕測試
    2.4 性能表征
        2.4.1 結合強度測試
        2.4.2 掃描電鏡
        2.4.3 X射線衍射
        2.4.4 拉曼光譜
    2.5 腐蝕速率
2O₃/316L、TiO₂/316L和316L不銹鋼耐腐蝕性對比研究'>3 Al₂O₃/316L、TiO₂/316L和316L不銹鋼耐腐蝕性對比研究
    3.1 腐蝕前試樣的表征
        3.1.1 表面形貌
        3.1.2 涂層結合強度
    3.2 腐蝕后試樣的表征
        3.2.1 316 L不銹鋼試樣
2O₃/316L不銹鋼試樣'>        3.2.2 Al₂O₃/316L不銹鋼試樣
2/316L不銹鋼試樣'>        3.2.3 TiO₂/316L不銹鋼試樣
        3.2.4 腐蝕速率
    3.3 本章小結
2/316L不銹鋼在不同氧氣濃度下的腐蝕特性研究'>4 TiO₂/316L不銹鋼在不同氧氣濃度下的腐蝕特性研究
    4.1 不同氧氣濃度對試樣腐蝕速率的影響
    4.2 不同氧氣濃度對試樣表面形貌的影響
    4.3 不同氧氣濃度對試樣表面氧化膜的影響
    4.4 不同氧氣濃度對試樣腐蝕深度的影響
    4.5 本章小結
2/316L不銹鋼在不同溫度下的腐蝕特性研究'>5 TiO₂/316L不銹鋼在不同溫度下的腐蝕特性研究
    5.1 不同溫度對試樣腐蝕速率的影響
    5.2 不同溫度對試樣表面形貌的影響
    5.3 不同溫度對試樣表面氧化膜的影響
    5.4 不同溫度對試樣腐蝕深度的影響
2/316L不銹鋼試樣腐蝕機理'>    5.5 TiO₂/316L不銹鋼試樣腐蝕機理
    5.6 本章小結
6 結論
致謝
參考文獻
附錄

【參考文獻】

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本文編號：2846806