液相分散状态在砂/水/金属多相体系腐蚀过程中作用

摘要

土壤和混凝土中的金属腐蚀现象是近期我国自然环境腐蚀研究的主要对象。液相在土壤和混凝土腐蚀体系中呈高度分散状态，金属表面电解液为不连续分布状态。气相和固相对腐蚀行为影响也取决于液相形态既分散程度，而液相分散程度取决于含水量。腐蚀过程中的气/液和液/固界面区的溶解、扩散和转化过程都取决于体系含水量的变化。为此，本课题展开了液相分散程度和三相线界面区性质对高分散多相体系腐蚀行为影响及其作用机理的研究。主要研究了砂/水分散体系中含水量、砂颗粒度、水中含盐量以及金属材料对阴极行为和腐蚀行为的影响及其作用机理。 本文结合使用极化曲线和电化学阻抗方法，研究了砂/水/钢铁多相体系中阴极极限扩散电流随含水量的变化及其作用机理，并研究了砂颗粒度、电极材料、盐种类和浓度对阴极该体系阴极行为和腐蚀行为影响。获得以下研究成果。 (1)沙粒/水/钢体系中阴极过程的主要特征是随含水量的增加阴极极限扩散电流在相对饱和含水量为60％时出现极大值，极化电阻在60％处出现极小值。 (2)建立了三相线界面区在砂/水/金属分散腐蚀体系中的作用的物理模型，根据这一模型解释了砂粒/水/钢铁体系中阴极行为和腐蚀行为含水量极大值现象。 (3)砂粒颗粒度、盐的种类和浓度、钢铁种类都不同程度影响砂粒/水/钢铁体系中阴极行为和腐蚀行为，但不改变电极行为随含水量变化出现极大值现象，证实了液相分散程度在多相体系腐蚀行为中的重要作用。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章前言

1.1本课题研究概况

1.1.1土壤、混凝土腐蚀行为的研究

1.1.2分散液相的三相线界面区

1.1.3三相线界面区性质对腐蚀行为影响的研究进展

1.1.4三相线界面区的研究思路

1.2三相线界面区性质对电极过程影响研究进展

1.2.1三相线界面区的腐蚀所涉及的领域

1.2.2燃料电池领域三相线界面区长度对电极过程的影响

1.2.3多孔电极中气/液/固三相线长度的解析方法

1.2.4气敏传感器领域中三相线界面区长度对电极过程的影响

1.2.5多相腐蚀体系的三相线界面区传质性质对电极反应的影响

1.2.6三相线界面区电导对腐蚀过程的影响

1.3土壤腐蚀行为的研究现状

1.4本课题研究主要内容

1.4.1本课题研究意义

1.4.2本课题研究的主要内容

2实验材料与测试方法

2.1实验沙粒

2.2工作电极的制备

2.3辅助电极材料

2.4参比电极

2.5电解质溶液

2.6电解池的设计

2.7测试方法

3结果及讨论

3.1 304不锈钢在沙粒/0.5mol/L的NaCl溶液体系中随含水量变化的极化曲线及阻抗谱的研究

3.2 304不锈钢在不同颗粒度的沙粒/0.5mol/L的NaCl溶液体系中极化曲线以及阻抗谱的研究

3.3 304不锈钢在沙粒/0.1mol/L的NaCl溶液极限扩散电流随含水量变化研究

3.4碳钢在0.5mol/L的NaCl溶液中的阴极极化行为的研究

3.5碳钢在沙粒/0.1mol/L的NaCl溶液体系中的阴极极化行为的研究

3.6碳钢在0.5mol/LNa2SO4中的腐蚀行为研究

3.7碳钢在0.1mol/L Na2S04腐蚀行为的研究

3.8碳钢在0.5mol/LNaCl和0.5mol/L Na2SO4溶液中阴极腐蚀行为的研究

3.9电极材料对极限扩散电流的影响

4液相分散程度在砂/水/金属体系阴极过程和腐蚀过程中作用机理

4.1三相线界面区在砂/水/金属多相体系阴极过程中的作用

4.2基本假设

4.3分析过程

4.3.1相对饱和含水量与液滴个数和直径两个参数之间的数学关系

4.3.2阴极极限扩散电流与液滴个数以及直径之间的数学关系

4.3.3阴极极限扩散电流与含水量之间最终模型计算

5结论及展望

5.1结论

5.2展望

参考文献

致谢

个人简历

发表的学术论文