不同晶粒尺寸Cu、Cr和Cu-50Cr合金腐蚀电化学行为研究

摘要

本文采用电弧熔炼和机械合会化通过热压烧结工艺制备了品粒尺寸差别较大的Cu、Cr和Cu-50Cr合金。借助于PARM273A和M5210电化学综合测试系统，利用动电位扫描法和交流阻抗技术对比研究了它们在含Cr。介质、酸性介质和酸性含Cl。介质中的腐蚀机理和耐腐蚀性能，并研究了晶粒尺寸降低后，对金属或合会腐蚀性能的影响。 在含Cr介质和酸性介质中，随着CI或H+浓度的增加，不同晶粒尺寸Cu、Cr和Cu-50Cr合金的腐蚀电流密度增大，腐蚀速度加快。晶粒尺寸降低后，纳米尺寸金属或合金的腐蚀电流密度均比相同条件下常规尺寸的大，表明其抗腐蚀性能降低。在含Cr。介质中，随着极化电位的升高，纳米尺寸Cu比常规尺寸Cu更容易钝化，但是纳米尺寸Cu表面所形成的钝化膜溶解速度要比常规尺寸Cu的要大：常规尺寸Cr的极化曲线出现了钝化由强到弱的变化趋势，纳米尺寸Cr出现了由强到弱再到强的变化趋势，反映了Cr对钝化膜的破坏与修复作用；对于Cu-50Cr合金，Cr的加入,对钝化膜有溶解破坏作用。 在酸性介质中，常规尺寸Cu的腐蚀过程仅由电化学反应控制，而纳米尺寸Cu则由电化学控制转为扩散控制；随着H+浓度的增加以及极化电位的升高，两种尺寸Cr的钝化膜溶解速度加快；常规尺寸Cu-50Cr合金在中性介质中发生活性溶解，加入H+后，出现钝化现象，但随着H+浓度的增加，钝化减弱，纳米尺寸Cu-50Cr合金没有出现钝化现象。 在酸性含Cl。介质中，随着极化电位的升高，纳米尺寸Cu表面所形成的钝化膜溶解速度比常规尺寸Cu要低，且纳米尺寸Cu更易钝化，当晶粒尺寸降低后，Cu的腐蚀速度降低，抗腐蚀性能提高；常规尺寸Cr出现了二次钝化现象，但钝化区间很窄，纳米尺寸Cr出现了明显的钝化现象，钝化区间较大，说明晶粒尺寸降低后，Cr易于钝化，但两种尺寸Cr的腐蚀电流密度都增大，表明腐蚀速度加快；两种尺寸Cu-50Cr合会均出现了钝化现象，但钝化区间都极窄，且晶粒尺寸降低后，腐蚀速度加快了，常规尺寸 Cu-50Cr合金腐蚀过程由电化学反应控制，纳米尺寸Cu-50Cr合金则由电化学反应控制转为扩散控制。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：主要符号

声明

第一章绪论

1.1金属Cu腐蚀的研究现状

1.1.1 Cu的电极反应及其腐蚀产物

1.1.2 Cu在中性氯化物溶液中的腐蚀

1.1.3 Cu在酸性溶液中的腐蚀

1.2金属Cr的研究现状

1.3 Cu-Cr合金的研究现状

1.4纳米材料及其特性

1.4.1纳米材料的分类

1.4.2纳米材料的特性

1.5纳米材料的制备方法

1.5.1物理法制备纳米材料

1.5.2化学法制备纳米材料

1.6晶粒细化对合金腐蚀电化学行为的影响

1.7研究的意义和内容

第二章实验方法

2.1金属及合金样品的制备

2.1.1常规尺寸Cu、Cr和Cu-50Cr合金样品的制备

2.1.2纳米尺寸Cu、Cr和Cu-50Cr合金样品的制备

2.2金属及合金样品的电化学性能测试方法及实验装置

2.2.1样品的电化学性能测试方法

2.2.2实验装置

第三章不同品粒尺寸Cu的腐蚀电化学行为研究

3.1不同品粒尺寸Cu在含Cl-介质中的腐蚀电化学行为

3.1.1常规尺寸Cu和纳米尺寸Cu在含Cl-介质中的开路电位和动电位极化曲线

3.1.2常规尺寸Cu和纳米尺寸Cu在含Cl-介质中的交流阻抗图谱

3.1.3常规尺寸Cu和纳米尺寸Cu在含Cl-介质中腐蚀后的表面形貌

3.2不同晶粒尺寸Cu在酸性介质中的腐蚀电化学行为

3.2.1常规尺寸Cu和纳米尺寸Cu在酸性介质中的开路电位和动电位极化曲线

3.2.2常规尺寸Cu和纳米尺寸Cu在酸性介质中的交流阻抗图谱

3.2.3常规尺寸Cu和纳米尺寸Cu在酸性介质中腐蚀后的表面形貌

3.3不同晶粒尺寸Cu在酸性含Cl-介质中的腐蚀电化学行为

3.3.1常规尺寸Cu和纳米尺寸Cu在酸性含Cl-介质中的开路电位和动电位极化曲线

3.3.2常规尺寸Cu和纳米尺寸Cu住酸性含Cl-介质中的交流阻抗图谱

3.3.3常规尺寸Cu和纳米尺寸Cu在酸性含Cl-介质中腐蚀后的表面形貌

3.4小结

第四章不同晶莹剔透粒尺寸Cr的腐蚀电化学行为研究

4.1不同晶粒尺寸Cr在含Cl-介质中的腐蚀电化学行为

4.1.1常规尺寸Cr和纳米尺寸Cr在含Cl-介质中的开路电位和动电位极化曲线

4.1.2常规尺寸Cr和纳米尺寸Cr在含Cl-介质中的交流阻抗图谱

4.1.3常规尺寸Cr和纳米尺寸Cr在含Cl-介质中腐蚀后的表面形貌

4.2不同晶粒尺寸Cr在酸性介质中的腐蚀电化学行为

4.2.1常规尺寸Cr和纳米尺寸Cr在酸性介质中的开路电位和动电位极化曲线

4.2.2常规尺寸Cr和纳米尺寸Cr在酸性介质中的交流阻抗图谱

4.2.3常规尺寸Cr和纳米尺寸Cr在酸性介质中腐蚀后的表面形貌

4.3不同晶粒尺寸Cr在酸性含Cl-介质中的腐蚀电化学行为

4.3.1常规尺寸Cr和纳米尺寸Cr在酸性含Cl-介质中的开路电位和动电位极化曲线

4.3.2常规尺寸Cr和纳米尺寸Cr在酸性含Cl-介质中的交流阻抗图谱

4.3.3常规尺寸Cr和纳米尺寸Cr在酸性含Cl-介质中腐蚀后的表面形貌

4.4 小结

第五章不同晶粒尺寸Cu-50Cr合金的腐蚀电化学行为研究

5.1不同晶粒尺寸Cu-50Cr合金在含C-介质中的腐蚀电化学行为

5.1.1常规尺寸Cu-50Cr合金和纳米尺寸Cu-50Cr合金在含Cl-介质中的开路电位和动电位极化曲线

5.1.2常规尺寸Cu-50Cr合金和纳米尺寸Cu-50Cr合金在含Cl-介质中的交流阻抗图谱

5.1.3常规尺寸Cu-50Cr合金和纳米尺寸Cu-50Cr合金在含Cl-介质中腐蚀后的表面形貌

5.2不同品粒尺寸Cu-50Cr合金在酸性介质中的腐蚀电化学行为

5.2.1常规尺寸Cu-50Cr合金和纳米尺寸Cu-50Cr合金在酸性介质中的开路电位和动电位极化曲线

5.2.2常规尺寸Cu-50Cr合金和纳米尺寸Cu-50Cr合金在酸性介质中的交流阻抗图谱

5.2.3常规尺寸Cu-50Cr合金和纳米尺寸Cu-50Cr合金在酸性介质中腐蚀后的表面形貌

5.3不同晶粒尺寸Cu-50Cr合金在酸性含Cl-介质中的腐蚀电化学行为

5.3.1常规尺寸Cu-50Cr合金和纳米尺寸Cu-50Cr合金在酸性含Cl-介质中的开路电位和动电位极化曲线

5.3.2常规尺寸Cu-50Cr合金和纳米尺寸Cu-50Cr合金在酸性含Cl-介质中的交流阻抗图谱

5.3.3常规尺寸Cu-50Cr合金和纳米尺寸Cu-50Cr合金在酸性含Cl-介质中腐蚀后的表面形貌

5.4小结

结论

参考文献

个人简历

致谢