本文關(guān)鍵詞：稀土和有機(jī)緩蝕劑復(fù)配對鋁合金的緩蝕作用研究

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【摘要】：鋁合金極易在含有侵蝕性離子(Cl-)的環(huán)境中發(fā)生腐蝕,尤其是在堿性環(huán)境中。鋁合金腐蝕的發(fā)生往往會造成巨大破壞及嚴(yán)重?fù)p失,因此研究堿性環(huán)境下鋁合金發(fā)生腐蝕的過程及機(jī)理,找出預(yù)防和控制的方法具有重大意義。使用緩蝕劑是一種高效簡便常用的控制金屬腐蝕的方法。本文主要使用動電位極化法、交流阻抗測試(EIS)等電化學(xué)方法與傅里葉變換紅外光譜儀(FTIR)、X射線光電子能譜法(XPS)、掃描電子顯微鏡和能譜儀(SEM-EDS)等表面分析技術(shù)研究2024-T3鋁合金在添加稀土鹽(LaCl3、CeCl3)與有機(jī)鹽(SDBS)復(fù)配緩蝕劑后pH值為10的0.01 mol·L-1 NaCl溶液中的腐蝕行為并研究復(fù)配緩蝕劑對鋁合金腐蝕的緩蝕作用及緩蝕機(jī)理,主要得出如下結(jié)論：(1)在最終pH值為10的0.01nol·L-1 NaCl溶液中,添加稀土鹽(LaCl3、 CeCl3)和SDBS(?)(?)減緩均勻腐蝕速率,說明復(fù)配緩蝕劑具有良好的抑制均勻腐蝕效果。其中,0.1 g·L-1 LaCl3和0.42g·L-1 SDBS是鑭鹽最佳復(fù)配緩蝕劑,0.1 g·L-1 CeCl3和0.28 g·L-1 SDBS是鈰鹽最佳復(fù)配緩蝕劑,在較短時(shí)間內(nèi),分別抑制點(diǎn)蝕效果最好。(2)體系中鑭鹽最佳復(fù)配緩蝕劑的添加在較短時(shí)間(12小時(shí))內(nèi)抑制點(diǎn)蝕效果較好,長時(shí)(24小時(shí))則抑制點(diǎn)蝕效果減弱。添加鈰鹽最佳復(fù)配緩蝕劑后,經(jīng)24小時(shí)浸泡后抑制點(diǎn)蝕效果也減弱。但是,經(jīng)24小時(shí)的浸泡,鑭鹽或鈰鹽最佳復(fù)配緩蝕劑的添加對均勻腐蝕仍有較強(qiáng)的抑制作用。(3)隨著浸泡時(shí)間的延長,溶液中加有鑭鹽或鈰鹽最佳復(fù)配緩蝕劑都使鋁合金表面膜層保護(hù)效果良好且逐漸加強(qiáng),而鋁合金表面膜層孔隙處破壞較大,存在缺陷,形成點(diǎn)蝕,最終主要是由于點(diǎn)蝕的發(fā)生導(dǎo)致均勻腐蝕抑制效果減弱。(4)稀土鹽與SDBS復(fù)配緩蝕劑的添加抑制了均勻腐蝕,減緩了點(diǎn)蝕。浸泡初期,DBS-通過靜電吸附在基體表面成膜,并促使鋁合金表面生成結(jié)合能更高的Al(OH)3而導(dǎo)致鋁合金的鈍化,同時(shí)基體表面沉積稀土氧化物／氫氧化物,最后形成的保護(hù)膜對基體提供良好的保護(hù)作用。但是隨著浸泡時(shí)間的延長,DBS-會發(fā)生脫附導(dǎo)致溶液逐漸滲透到基體表面。在S相處,由于Al2CuMg顆粒與其周邊的鋁合金基體存在明顯的電偶效應(yīng),導(dǎo)致與S相相鄰的鋁合金發(fā)生優(yōu)先溶解,S相中的A1、Mg也優(yōu)先溶解,形成圍繞殘留富銅相的腐蝕小孔,同時(shí)也進(jìn)一步破壞了小孔附近的緩蝕膜層。由于表面大量腐蝕小孔的產(chǎn)生,基體表面重新呈現(xiàn)活化腐蝕行為。不過,由于緩蝕膜的存在,特別是溶液中的含硫物質(zhì)DBS-和稀土有機(jī)化合物(La(DBS)3Ce(DBS)3)可能優(yōu)先沉積在S相上,仍然對點(diǎn)蝕的發(fā)生和生長起到了一定的抑制作用。
【關(guān)鍵詞】：鋁合金 緩蝕劑 氯化鑭 氯化鈰 十二烷基苯磺酸鈉 緩蝕作用
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG174.42
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-16
• 第一章 緒論16-32
• 1.1 鋁合金概述16
• 1.2 鋁合金的腐蝕16-18
• 1.3 常用的腐蝕控制方法18-19
• 1.3.1 改善材料性能18
• 1.3.2 添加緩蝕劑18
• 1.3.3 涂覆防腐蝕涂層18-19
• 1.3.4 電化學(xué)保護(hù)19
• 1.4 緩蝕劑在鋁合金中的使用研究19-25
• 1.4.1 緩蝕劑作用機(jī)理19-20
• 1.4.2 有機(jī)緩蝕劑20-21
• 1.4.3 無機(jī)緩蝕劑21
• 1.4.4 稀土元素緩蝕劑21-24
• 1.4.5 稀土與有機(jī)緩蝕劑復(fù)配24-25
• 1.5 常用的腐蝕研究手段25-29
• 1.5.1 重量法25-26
• 1.5.2 動電位極化法26-27
• 1.5.3 電化學(xué)阻抗譜法(EIS)27-28
• 1.5.4 電化學(xué)噪聲(EN)28
• 1.5.5 傅里葉變換紅外光譜法(FTIR)28-29
• 1.5.6 X射線光電子能譜法(XPS)29
• 1.5.7 原子力顯微鏡(AFM)29
• 1.5.8 其他研究手段29
• 1.6 本論文的意義和主要研究內(nèi)容29-32
• 第二章 實(shí)驗(yàn)材料和實(shí)驗(yàn)溶液體系32-38
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料和實(shí)驗(yàn)溶液體系32-33
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料32
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)溶液體系32-33
• 2.2 實(shí)驗(yàn)試樣的制備33-34
• 2.3 實(shí)驗(yàn)測試分析方法34-36
• 2.3.1 溶液pH測量34
• 2.3.2 動電位極化測試34-35
• 2.3.3 電化學(xué)交流阻抗測試(EIS)35-36
• 2.3.4 傅里葉變換紅外光譜儀(FTIR)36
• 2.3.5 X射線光電子能譜法(XPS)36
• 2.3.6 掃描電子顯微鏡和能譜分析(SEM-EDS)36
• 2.4 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理36-38
• 2.4.1 點(diǎn)蝕電位E_b的確定36-37
• 2.4.2 自腐蝕電位E_(corr)和自腐蝕電流密度i_(corr)的確定37
• 2.4.3 緩蝕率η的計(jì)算37-38
• 第三章 氯化鑭和十二烷基苯磺酸鈉復(fù)配緩蝕劑對鋁合金腐蝕行為的影響38-52
• 3.1 確定添加緩蝕劑后0.01 mol·L~(-1)NaCl溶液的最終pH值為1038
• 3.2 添加不同濃度的緩蝕劑對鋁合金動電位極化曲線的影響38-41
• 3.2.1 SDBS的濃度變化對動電位極化曲線的影響38-39
• 3.2.2 LaCl_3的濃度變化對動電位極化曲線的影響39-41
• 3.3 緩蝕劑對動電位極化曲線中電化學(xué)參數(shù)的影響41-44
• 3.3.1 緩蝕劑濃度和種類的變化對自腐蝕電流密度i_(corr)及緩蝕率η的影響41-42
• 3.3.2 緩蝕劑濃度和種類的變化對自腐蝕電位E_(corr)和點(diǎn)蝕電位E_b的影響42-44
• 3.4 開路電位(OCP)測試44-45
• 3.5 浸泡時(shí)間對鋁合金動電位極化曲線的影響45-47
• 3.6 電化學(xué)交流阻抗法研究鑭鹽最佳復(fù)配緩蝕劑對鋁合金的影響47-50
• 3.7 本章結(jié)論50-52
• 第四章 氯化鑭和十二烷基苯磺酸鈉復(fù)配緩蝕劑對鋁合金腐蝕行為的緩蝕作用機(jī)理研究52-62
• 4.1 添加鑭鹽最佳復(fù)配緩蝕劑后鋁合金基體表面腐蝕產(chǎn)物紅外譜圖52-53
• 4.2 XPS測試53-57
• 4.3 掃描電鏡觀察和能譜分析57-60
• 4.4 本章結(jié)論60-62
• 第五章 氯化鈰和十二烷基苯磺酸鈉復(fù)配緩蝕劑對鋁合金腐蝕行為的影響及緩蝕作用機(jī)理的研究62-80
• 5.1 確定添加緩蝕劑后0.01 mol·L~(-1) NaCl溶液的pH值為1062
• 5.2 添加不同濃度的緩蝕劑對鋁合金動電位極化曲線的影響62-65
• 5.2.1 SDBS濃度的變化對動電位極化曲線的影響62-63
• 5.2.2 CeCl_3濃度的變化對動電位極化曲線的影響63-65
• 5.3 緩蝕劑對動電位極化曲線中電化學(xué)參數(shù)的影響65-68
• 5.3.1 緩蝕劑濃度和種類的變化對自腐蝕電流i_(corr)及緩蝕率η的影響65-66
• 5.3.2 緩蝕劑濃度和種類的變化對自腐蝕電位E_(corr)和點(diǎn)蝕電位E_b的影響66-68
• 5.4 開路電位(OCP)測試68-69
• 5.5 浸泡時(shí)間對鋁合金動電位極化曲線的影響69-70
• 5.6 電化學(xué)交流阻抗法研究鈰鹽最佳復(fù)配緩蝕劑對鋁合金的影響70-71
• 5.7 添加鈰鹽最佳復(fù)配緩蝕劑后鋁合金基體表面腐蝕產(chǎn)物紅外譜圖71-73
• 5.8 XPS測試73-75
• 5.9 掃描電鏡觀察和能譜分析75-78
• 5.10 本章結(jié)論78-80
• 第六章 總結(jié)論80-82
• 參考文獻(xiàn)82-88
• 致謝88-90
• 研究成果和發(fā)表的學(xué)術(shù)論文90-92
• 作者和導(dǎo)師簡介92-93
• 附件93-94

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：752485