本文關(guān)鍵詞：銅合金偶合加速腐蝕行為及防污性能研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：目前船舶海水管路制作材料主要采用銅合金或不銹鋼材料,為了提高海水管路的耐蝕性,減輕重量,鈦質(zhì)合金管路取代目前最常用的銅管路、不銹鋼管路是今后海水管路重點研究方向。與銅合金管路相比,鈦質(zhì)管路具有更低的密度和更加良好的耐蝕性能。但不利之處在于,鈦合金具有較好的生物相容性,在海水環(huán)境中表面極易附著海生物,如不加以控制,管路內(nèi)部將會出現(xiàn)比較嚴重的海生物污損問題。管路污損后,會縮小管道的有效直徑,減少海水流量,降低換熱效率,使機器不能正常運行,堵塞嚴重時,甚至?xí)黄韧C、停航,增加了維修工作量和費用,造成巨大的經(jīng)濟損失。因此,迫切需要針對鈦質(zhì)管路開展防污技術(shù)研究。本文針對鈦合金管路易產(chǎn)生嚴重污損的問題,研制了一種新型自偶合防污裝置。以銅合金為主要材料,利用電偶腐蝕原理,加速銅離子的溶出,使其在管路中保持一定的濃度,利用銅離子的防污作用殺滅管路中的海生物,從而達到防止生物污損的效果。首先通過計算,根據(jù)銅離子的防污濃度,確定了管路中銅離子的溶出速率為56.16 g/(m2d);對當前所用的銅材料進行篩選,研究海水中不同材料的銅離子釋放速率。結(jié)果表明:與其他材料相比,紫銅在靜態(tài)海水中具有最大的銅離子溶出速率,即0.827 g/(m2d),錫青銅在沖刷條件下具有最大的銅離子溶出速率,即19.74 g/(m2d)。將銅粉與其他材料制備成復(fù)合材料,研究不同復(fù)合材料釋放速率。結(jié)果表明,Cu-20%Cu2O比例材料的銅離子溶出速率最大,達到62.18 g/(m2d),可以滿足管路中防污要求。利用電偶腐蝕原理,將紫銅與其他電位較正的材料進行偶接,研究偶接后銅離子的溶出速率。結(jié)果表明,貴金屬氧化物對紫銅有最大的加速溶出效果;通過增加貴金屬氧化物與紫銅的面積比,最終確定當兩者的面積比為4:1時,銅離子的釋放速率可滿足管路防污要求,即58.89 g/(m2d)。根據(jù)前述結(jié)果,制備了防污樣品,并將其安裝到鈦合金管路中,在海洋環(huán)境中進行現(xiàn)場實驗。結(jié)果表明,在實驗周期內(nèi),管路中銅離子濃度超過4 ppb;安裝了防污材料的鈦合金管路中未有污損發(fā)生,采用GB/T 5370-2007評分為100;而對比組發(fā)生了嚴重污損。這表明研制的防污材料具有良好的防污效果。本文通過銅合金篩選、銅離子溶出速率加速以及現(xiàn)場環(huán)境防污效果驗證實驗三個步驟進行實施,制備得到的防污材料具有良好的防污效果,避免了由于外加防污裝置造成的不便,對海水管路的防污工作有著良好的作用,具有廣闊的應(yīng)用前景。
【關(guān)鍵詞】：銅合金 生物污損 電偶腐蝕 海水管路
【學(xué)位授予單位】：青島科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG174
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-21
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 海洋生物污損10-14
• 1.2.1 海洋生物污損現(xiàn)狀10
• 1.2.2 海洋生物污損危害10-12
• 1.2.3 海水管路系統(tǒng)防污方法12-14
• 1.3 銅合金及其防污機理14-15
• 1.3.1 銅及銅合金防污機理14-15
• 1.3.2 銅及銅合金防污應(yīng)用15
• 1.4 海洋環(huán)境中的電偶腐蝕15-20
• 1.4.1 電偶腐蝕定義16
• 1.4.2 影響電偶腐蝕的因素16-20
• 1.5 選題意義及本文研究內(nèi)容20-21
• 1.5.1 本課題研究意義20
• 1.5.2 本文的研究內(nèi)容20-21
• 第二章 實驗方法21-26
• 2.1 實驗試劑和儀器21-22
• 2.2 實驗材料及制備方法22-23
• 2.2.1 實驗材料成分22
• 2.2.2 實驗材料制備方法22-23
• 2.3 實驗方法23-26
• 2.3.1 電化學(xué)實驗23-24
• 2.3.2 沖刷腐蝕實驗24
• 2.3.3 電偶腐蝕實驗24-25
• 2.3.4 銅合金腐蝕形貌觀察25
• 2.3.5 銅合金XRD分析25
• 2.3.6 銅離子濃度測量25-26
• 第三章 不同銅合金在海水中銅離子溶出速率研究26-45
• 3.1 引言26
• 3.2 動電位極化實驗26-28
• 3.3 開路電位實驗及結(jié)果分析28-30
• 3.4 銅合金全浸腐蝕形貌30-34
• 3.5 全浸失重實驗34
• 3.6 銅合金沖刷腐蝕實驗34-44
• 3.6.1 沖刷腐蝕失重34-36
• 3.6.2 銅合金沖刷實驗XRD結(jié)果36-39
• 3.6.3 銅合金沖刷腐蝕形貌39-44
• 3.7 本章小結(jié)44-45
• 第四章 銅離子加速溶出技術(shù)研究45-55
• 4.1 引言45
• 4.2 銅碳合金加速實驗45-48
• 4.2.1 銅碳合金動電位極化實驗45-47
• 4.2.2 銅碳合金沖刷失重實驗47-48
• 4.3 添加化合物加速實驗48-49
• 4.4 銅合金偶合實驗結(jié)果49-53
• 4.4.1 電偶對偶合加速實驗49-53
• 4.5 本章小結(jié)53-55
• 第五章 現(xiàn)場防污效果驗證55-60
• 5.1 引言55
• 5.2 現(xiàn)場防污實驗結(jié)果55-59
• 5.2.1 銅離子濃度測定55-56
• 5.2.2 防污效果對比56-59
• 5.3 本章小結(jié)59-60
• 第六章 結(jié)論60-62
• 6.1 研究主要結(jié)論60
• 6.2 展望60-62
• 參考文獻62-66
• 致謝66-67
• 攻讀碩士期間已發(fā)表論文67-68

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