本研究以廣為接受的點(diǎn)蝕萌生機(jī)制:“氯離子吸附”、“鈍化膜破裂”、“氯離子遷移”和亞穩(wěn)點(diǎn)蝕過(guò)程對(duì)應(yīng)的氯離子與鋁相互作用的相關(guān)理論模型為出發(fā)點(diǎn),解析并建立合理的第一性原理計(jì)算原子模型,計(jì)算了氯對(duì)單層氧化膜破壞、對(duì)再鈍化的抑制、對(duì)氧化鋁膜的破壞、對(duì)亞穩(wěn)點(diǎn)蝕發(fā)展等關(guān)鍵場(chǎng)景的幾何與電子結(jié)構(gòu)特征。此外,還構(gòu)建了鋁合金中常見(jiàn)若干第二相粒子的原子模型并計(jì)算了第二相粒子不同晶面、原子終端的功函數(shù),利用功函數(shù)、Volta電勢(shì)差、腐蝕電位之間的關(guān)系式闡明了不同粒子表面相對(duì)于鋁基體的微電偶效應(yīng)演變的本質(zhì),并探究了環(huán)境因素對(duì)微電偶效應(yīng)的影響規(guī)律。結(jié)果表明:（1）氧原子能在表面形成“O-Al3”結(jié)構(gòu)的單層氧化膜,氯離子在該表面吸附對(duì)該鈍化膜產(chǎn)生縱向形變作用,氯吸附使得鋁層間結(jié)合能從-1.22eV降至-0.35eV,表明氯離子競(jìng)爭(zhēng)性吸附使得鈍化膜結(jié)構(gòu)被破壞。（2）當(dāng)氯離子和氧分子同時(shí)吸附在裸鋁表面,兩者競(jìng)爭(zhēng)作用隨著數(shù)量增加而增加,Al和O的雜化峰逐漸被Al和Cl的雜化峰所替代并生成“O-Al-C12”亞結(jié)構(gòu),從而抑制鋁表面再鈍化過(guò)程。（3）通過(guò)熱力學(xué)計(jì)算證實(shí),氯離子更傾向于停留在氧化鋁中的氧空位而非鋁空位;且氯離子... 

【文章來(lái)源】：北京科技大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：145 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１－１?（ａ）腐蝕所涉及材料和化學(xué)的影響因素；（ｂ）密度泛函理論（ＤＦＴ）和分子動(dòng)力學(xué)??（ＭＤ）計(jì)算腐蝕的研究逐漸增加＿??－２?－??

??的三個(gè)典型區(qū)間（圖２－２）：活性區(qū)、鈍化區(qū)、過(guò)鈍化區(qū)。活性區(qū)對(duì)應(yīng)金屬表??面的活性溶解，電流密度隨電位增加而增加。鈍化區(qū)的特征是：陽(yáng)極溶解電??流密度很小，且極化電位增加對(duì)電流幾乎沒(méi)有影響，因此圖中曲線幾乎呈水??平。當(dāng)電位繼續(xù)增加到超過(guò)點(diǎn)蝕電位（圖２－２未標(biāo)出）的部分被稱為過(guò)鈍化??區(qū)。其特征和活性區(qū)間相似：電位增加，電流密度隨之急劇上升［１２］。有研宄??這認(rèn)為該現(xiàn)象可能是由于氯離子進(jìn)入到氧化膜中［ｕ］造成純性破壞，從而誘發(fā)??點(diǎn)蝕等局部腐蝕的發(fā)生。??Ａｃｔｉｖｅ?Ｐａｓｓｉｖｅ?Ｔｒａｎｓｐａｓｓｉｖｅ??ｊ＾ｅｇｉｏ＾?ｒｅ？ｉｏｎ??“?ｒｅｇｈｎ??｜?Ｌｏｃａｌｉｚｅｄ?ｊ??１＾??ｌＯＯｍＡ．ｃｍ?ＩＩ?／?１?Ｊ??ｃ?＾?羅１?Ｉ?＼?Ｏｘｙｇｅｎ?ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ?ａｎｄ??ｗ?５?Ｅｆｔ?Ｊ?ｒ?ｊ?ｍ?Ｎ?ｔｒａｎｓｐａｓｓｉｖｅ?ｄｉｓｓｏｌｕｔｉｏｎ??３?ｆ?１１１?＾?ｉ?ｍ?／?ｏｎ?ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇｆ“ｒｍ??；Ｍ?：?ｔｙ｛Ｎ?“ｓ??Ｉ?ｍ?５?ｍ?Ｄｏｗｎ?ｔｏ?Ｊ??ｆ?§?１?＼?／?ｒｉＡ．ｃｍ?２?１?ｆ?Ｉｎｓｕｌａｔｉｎｇ?ｆｉｌｍｓ?ｏｎ?Ａｌ?ａｎｄ??Ｉ?Ｍ．?１?＾?ｖａｌｖｅ?ｍｅｔａｌｓ?（Ｚｒ，?Ｈｆ，．．．）??Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ?ｐｏｔｅｎｔｉａｌ??圖２－２鈍化金屬的典型極化曲線：電流－電位圖丨丨ａ??２．１鋁表面氧化的實(shí)驗(yàn)與模擬研究??由于氧和鋁親和性很高，處于大氣環(huán)境中的鋁表面通常會(huì)生成一層致密??的氧化膜

環(huán)境（氧氣或者水蒸氣）中的氧化行為。與氧氣環(huán)境中所形成的氧化鋁相比，??在水蒸氣中鋁表面氧化后形成“ＡＩ（ＯＨ）３－Ａｈ〇３”雙層結(jié)構(gòu)，擬合得到水蒸氣??氛圍中鋁表面的鈍化膜厚度更�。ㄒ�(jiàn)圖２－３（ｂ）所示）。??１４?１?――１?￣１?＇―＂１＂＂１?￣丄．—…１．．．．．—??■?：ｒ？?■??１２－＊，?＊?，?？Ｕ＇Ｔ＂??，?磯?＿?４?＜?卜??１０－１?＾?＾?；?�。。畠�(nèi)＇？，卜??一?Ａ??Ｉ?１－??￥?８?＊?ｑ．”??〇??＊．??５??ｚ?６?．??Ａ?ＡＡＡ??４?？??２?Ｂ?＊?■?■??｝？．，，??０?１００?２００?３００?４００??Ｔｉｍｅ?（ｍｉｎ）??ｏ２?ｏ２?ｏ２?ｈ２ｏ?ｈ２ｏ?ｈ２ｏ??＼＼＼＼＼＼?＼＼＼＼＼＼??＼＼＼＼＼＼?ｘＸｖＸｘ＾??ｌＨ？？０００?“：：父？０？?＠’??算丨３，?灣．１二??圖２－３鋁表面在（ａ）氣氣氛圍中形成氣化膜厚度隨氣分壓的變化％；?（ｂ）氣氣和水蒸氣??氛圍中生成氣化膜的成分以及厚度示意圖Ｍ??Ｅｎｇ等【１７］利用同步輻射Ｘ－射線衍射，測(cè)量ａ－Ａｈ〇３（０００１）不同終端表面在??不同環(huán)境下表面結(jié)構(gòu)弛豫。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，干凈氧化鋁表面最穩(wěn)定的終端是??鋁－終端

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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