海洋环境中两种铝合金缝隙腐蚀缓蚀剂及缓蚀机理的研究

摘要

通过缓蚀剂的方法减缓或抑制铝合金的腐蚀，是一种常用的手段。然而当铝合金表面存在缝隙或凹槽时，对所添加的缓蚀剂能否抑制潜在的缝隙腐蚀的研究却很少。开发能有效减缓或抑制铝合金在海水中缝隙腐蚀的缓蚀剂是本文研究的关键所在。 本文对钼酸铵、氯化铈、氯化镧、8一羟基喹啉、水杨醛肟和烯丙基硫脲六种缓蚀剂对2024铝合金在海水中缝隙腐蚀的缓蚀作用进行了研究。采用缝隙试样浸泡方法（参照ASTMG78）研究了不同种类和不同浓度的缓蚀剂对2024铝合金在海水中缝隙腐蚀敏感性的影响，采用能谱（EDS）和原子力显微镜（AFM）对缝隙内外腐蚀产物膜的形貌和成分进行了观察和分析，并结合动电位极化和交流阻抗电化学测试方法对各缓蚀剂的缓蚀机理进行了研究。实验结果表明：当海水中添加了氯化铈、氯化镧或8—羟基喹啉以后，缝隙腐蚀的敏感性明显降低，缝隙腐蚀得到了有效抑制。但钼酸铵、水杨醛肟和烯丙基硫脲对2024铝合金在海水中的缝隙腐蚀没有起到抑制作用，反而加速该合金在海水中的缝隙腐蚀。这主要因为添加了钼酸铵、水杨醛肟和烯丙基硫脲以后，缝隙内外生成的腐蚀产物膜表面质量差异很大且致密性很差，导致缝隙腐蚀敏感性增加。 通过正交实验对氯化铈、氯化镧和8—羟基喹啉三种缓蚀剂进行了复配。结果表明：三种单剂复合使用时，缓蚀率要优于单一缓蚀剂。当氯化铈、氯化镧和8—羟基喹啉浓度分别为1．0、1．5和0．02g/L时，缓蚀率最高，达到了90．52％，缝隙腐蚀敏感性大大降低。这主要是因为8—羟基喹啉具有吸附特性，它能在铈和镧腐蚀产物膜较薄弱的区域发生吸附，从而使腐蚀产物膜更加均匀致密，进一步提高了铝合金抗缝隙腐蚀的性能。 将该复合缓蚀剂应用于7A52铝合金上，同样表现出良好的抗缝隙腐蚀性能。表明该复合缓蚀剂具有广泛的适用性，可以作为铝合金在海水中缝隙腐蚀的缓蚀剂。

目录

文摘

英文文摘

声明

1 绪论

1.1 海洋环境中铝合金的腐蚀形式

1.1.1 点腐蚀

1.1.2 缝隙腐蚀

1.1.3 剥落腐蚀

1.2 海洋环境中铝合金腐蚀的防护措施

1.2.1 材料的更新换代

1.2.2 涂层及转化膜

1.2.3 电化学保护

1.2.4 缓蚀剂

1.3 国内外铝合金缓蚀剂研究进展

1.3.1 无机缓蚀剂

1.3.2 有机缓蚀剂

1.3.3 稀士缓蚀剂

1.3.4 天然产物缓蚀剂

1.3.5 冲洗缓蚀剂

1.4 缓蚀机理研究进展

1.5 缓蚀剂的研究方法

1.6 本文研究目的和研究方案

1.6.1 研究目的

1.6.2 研究内容

2 实验方法

2.1 实验材料与试样制备

2.1.1 实验材料

2.1.2 电化学实验试样制备

2.1.3 浸泡实验试样制备

2.2 化学试剂

2.3 测试方法

2.3.1 缓蚀率的计算

2.3.2 电化学测试方法

2.3.3 缝隙腐蚀浸泡实验

2.3.4 腐蚀形貌观察及腐蚀产物分析

3 单组分缓蚀剂对2024铝合金缝隙腐蚀的影响

3.1 引言

3.2 钼酸铵

3.2.1 宏观腐蚀形貌

3.2.2 动电位极化

3.2.3 电化学阻抗

3.2.4 微观腐蚀形貌

3.2.5 腐蚀机理分析

3.3 氯化铈

3.3.1 宏观腐蚀形貌

3.3.2 动电位极化

3.3.3 电化学阻抗

3.3.4 微观腐蚀形貌

3.3.5 腐蚀机理分析

3.4 氯化镧

3.4.1 宏观腐蚀形貌

3.4.2 动电位极化

3.4.3 电化学阻抗

3.4.4 微观腐蚀形貌

3.4.5 腐蚀机理分析

3.5 8-羟基喹啉

3.5.1 宏观腐蚀形貌

3.5.2 动电位极化

3.5.3 电化学阻抗

3.5.4 微观腐蚀形貌

3.5.5 腐蚀机理分析

3.6 水杨醛肟

3.6.1 宏观腐蚀形貌

3.6.2 动电位极化

3.6.3 电化学阻抗

3.6.4 微观腐蚀形貌

3.6.5 腐蚀机理分析

3.7 烯丙基硫脲

3.7.1 宏观腐蚀形貌

3.7.2 动电位极化

3.7.3 电化学阻抗

3.7.4 微观腐蚀形貌

3.7.5 腐蚀机理分析

3.8 本章小结

4 复合缓蚀剂对2024铝合金在海水中缝隙腐蚀的影响

4.1 引言

4.2 正交实验

4.3 结果与讨论

4.3.1 宏观腐蚀形貌

4.3.2 动电位极化

4.3.3 电化学阻抗

4.3.4 微观腐蚀形貌

4.3.5 腐蚀机理分析

4.4 本章小结

5 9#复合缓蚀剂对7A52铝合金缝隙腐蚀的影响

5.1 引言

5.2 结果与讨论

5.2.1 宏观腐蚀形貌

5.2.2 动电位极化

5.2.3 电化学阻抗

5.2.4 微观腐蚀形貌

5.3 本章小结

结 论

参考文献

致谢

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