纳米晶体材料点蚀高温氧化热腐蚀电化学腐蚀行为论文

1、纳米晶304不锈钢腐蚀行为的研究【摘要】 不锈钢由于其优越的耐蚀性能被广泛应用于现代社会的各个领域。然而,在许多腐蚀性环境介质中,不锈钢的腐蚀仍经常发生,尤其易发生危害较大的局部腐蚀。深入研究不锈钢耐蚀机理,对于指导发展超高耐蚀性的不锈钢新材料及表面改性新技术具有重要意义。纳米材料因其独特的物理、化学和机械性能,引起各个领域研究者的广泛关注。纳米材料的腐蚀行为也成为腐蚀科学领域的研究热点。本文通过采用深度轧制技术制备了块体纳米晶体材料,并选用普通铸态合金作为对比实验样品,研究了纳米晶体材料在不同腐蚀性环境介质中的腐蚀行为。对304不锈钢点蚀行为的研究表明：纳米化后,纳米晶304不锈钢腐蚀表面的

2、氧化膜中Fe、Cr、Ni元素的结合能均高于普通铸态304不锈钢,此氧化膜完整、稳定地覆盖于基体表面,同时氧化膜中Cl-离子的活性明显降低,导致膜的溶解速度减慢,提高了纳米晶304不锈钢耐Cl-离子侵蚀性能。由于纳米晶304不锈钢表面s-s轨道电子的权重较低,因此在腐蚀过程中的化学反应速度明显降低,从而导致纳米晶304不锈钢的化学稳定性提高。对304不锈钢高温氧化行为的研究表明：纳米化后,纳米晶304不锈钢表面能够形成具有保护性的Cr2O3. 更多还原【Abstract】 Stainless steel is widely used in various fields of moder

3、n society because of its superior corrosion resistance. However, in many corrosion environments, the corrosion of stainless steel happens still frequently. Especially it is prone to occur tremendous harms of local corrosion. Depth study of the corrosion resistance mechanism of stainless steel is of

4、great significance for guiding the development of high corrosion resistance of new materials of stainless steel and surface modification techno. 更多还原 【关键词】 纳米晶体材料； 点蚀； 高温氧化； 热腐蚀； 电化学腐蚀行为； 【Key words】 Bulk nanocrystalline material； Pitting corrosion； High temperature oxidation； Hot corrosion； El

5、ectrochemical corrosion behavior； 摘要 5-7 Abstract 7-8 第一章 绪论 12-27 1.1 引言 12 1.2 金属材料纳米化对腐蚀性能的影响 12-15 1.2.1 纳米材料简介 12-13 1.2.2 纳米化对腐蚀性能的影响 13-15 1.3 304不锈钢耐蚀性能的研究现状 15-17 1.4 含Cl-离子水溶液腐蚀 17-22 1.4.1 点腐蚀概论 17 1.4.2 钝化理论 17-18 1.4.3 钝化膜机理 18-19 1.4.4 点缺陷模型(Point Defect Model,PDM) 19-20 1.4.5 Cl-离子对点蚀

6、的作用机理 20-22 1.5 金属的高温氧化 22-23 1.5.1 高温氧化机理简介 22 1.5.2 内氧化向外氧化转变的判据 22-23 1.6 热腐蚀及其机理 23-25 1.6.1 硫化模型 24 1.6.2 酸碱熔融模型 24 1.6.3 电化学机理模型 24-25 1.7 课题研究 25-27 1.7.1 课题的研究背景 25-26 1.7.2 本课题研究内容 26-27 第二章 纳米晶304不锈钢的制备 27-30 2.1 样品制备 27-28 2.2 样品的显微测试 28 2.3 样品的形貌和组织特征 28-30 第三章 纳米晶304不锈钢点蚀行为 30-47 3.1 前言

7、 30 3.2 实验材料与方法 30-31 3.2.1 实验材料 30-31 3.2.2 实验方法 31 3.3 实验结果与分析 31-44 3.3.1 304不锈钢在盐酸溶液中的静态失重试验 31-33 3.3.2 304不锈钢在盐酸溶液中腐蚀后的试样表面形貌 33-35 3.3.3 304不锈钢在盐酸溶液中腐蚀后的试样表面XPS分析 35-44 3.4 讨论 44-46 3.5 小结 46-47 第四章 纳米晶304不锈钢高温腐蚀行为 47-61 4.1 前言 47 4.2 实验材料与方法 47-48 4.2.1 实验材料 47 4.2.2 实验方法 47-48 4.3 实验结果与分析 4

8、8-58 4.3.1 850下304不锈钢的恒温氧化行为 48-51 4.3.2 900下304不锈钢的恒温氧化行为 51-54 4.3.3 950下304不锈钢的恒温氧化行为 54-56 4.3.4 304不锈钢在不同温度下的高温氧化行为 56-58 4.4 讨论 58-60 4.4.1 304不锈钢的氧化机理 58-59 4.4.2 纳米化对304不锈钢氧化性能的影响 59-60 4.5 小结 60-61 第五章 纳米晶304不锈钢热腐蚀行为 61-69 5.1 前言 61 5.2 实验材料与方法 61-62 5.2.1 实验材料 61-62 5.2.2 实验方法 62 5.3 实验结果与

9、分析 62-66 5.3.1 600下304不锈钢的热腐蚀行为 62-63 5.3.2 热腐蚀后样品的研究 63-66 5.4 讨论 66-68 5.5 小结 68-69 第六章 纳米晶304不锈钢电化学腐蚀行为 69-84 6.1 前言 69 6.2 实验材料与方法 69-71 6.2.1 实验材料 69 6.2.2 实验方法 69-71 6.3 实验结果与分析 71-80 6.3.1 304不锈钢在HCl+Na_2SO_4体系中的动电位极化曲线 71-76 6.3.2 304不锈钢在H_2SO_4+Na_2SO_4体系中的动电位极化曲线 76-77 6.3.3 304不锈钢在HCl+Na_

10、2SO_4体系中的交流阻抗 77-79 6.3.4 304不锈钢在H_2SO_4+Na_2SO_4体系中的交流阻抗 79-80 6.4 讨论 80-83 6.4.1 304不锈钢在含Cl-离子介质中的腐蚀机理分析 80-82 6.4.2 纳米化对304不锈钢耐蚀性能的影响 82-83 6.4.3 Cl-离子浓度对304不锈钢耐蚀性能的影响 83 6.5 小结 83-84 第七章 纳米晶工业纯铁电化学腐蚀行为 84-96 7.1 前言 84 7.2 实验材料与方法 84-85 7.2.1 实验材料 84 7.2.2 实验方法 84-85 7.3 实验结果与分析 85-93 7.3.1 工业纯铁在盐酸溶液中的动电位极化曲线 85-88 7