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《天津理工大学》 2010年
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铝(1100)及铝合金(5052)在热3.5%NaCl溶液中的腐蚀防护研究

李杰  
【摘要】: 低温多效蒸馏海水淡化装置中的冷凝管影响着设备的工作效率和停机次数,在装置中占有重要地位,目前所选用的材料不是成本高,就是耐蚀性能差,因此,本文选取耐蚀性能良好的工业纯铝AA1100及铝合金AA5052进行表面处理后,对其在90℃,3.5%的氯化钠溶液中的腐蚀防护性能进行初步研究,为其合理应用奠定基础。 本文对工业纯铝1100及铝合金5052的表面处理——阳极氧化工艺进行初步研究,通过失重法、电化学测试方法(包括动电位极化曲线测试、电化学噪声测试和交流阻抗测试)以及材料表征手段,具体分析了不同工艺参数(表面处理时间,电流密度)对阳极氧化膜性能的影响。 通过研究发现,纯铝和铝合金的原始试样中,纯铝全面腐蚀的可能性较高;仅经阳极氧化法处理后的纯铝及其合金的耐蚀性远优于原始试样;对于经过阳极氧化处理并沸水封孔的试样耐蚀性明显优于未封孔试样。同时,综合分析测试结果,获得两种材料的最佳成膜工艺:纯铝1100表面处理时间10min、电流密度2A/dm~2;铝合金5052表面处理时间20min、电流密度1A/dm~2,在这两种工艺条件下,纯铝比铝合金更耐蚀。 经过综合分析,得到不同工艺下阳极氧化膜耐蚀性的腐蚀机理及规律:对于纯铝AA1100,在时间相同,电流密度不同的工艺下,电流密度增加,点蚀电位不断正移,噪声电阻及阻抗不断增大,点蚀指数先增大后减小,试样的抗点蚀能力增强;电流密度相同,时间不同,试样的点蚀电位随时间的增加呈不断下降的趋势,表明点蚀容易发生。对于铝合金AA5052,时间相同,电流密度不同,随着电流密度的增加,耐蚀能力先下降,后又小幅升高;电流密度相同,时间不同,对于时间较短的试样,噪声电阻大,但点蚀指数高,钝化区间窄,耐点蚀能力弱,时间较长的试样,则一直处于阳极溶解状态,且阻抗和噪声电阻均较小,点蚀指数也较小,说明试样的抗全面腐蚀能力较差,即时间适中,耐蚀性能最好。此外,分别选择最佳成膜工艺的试样进行不同环境温度(23℃和90℃)的动电位极化曲线测试比较,考察温度对它们的影响,高温下试样的耐蚀性能显著下降,这与金属表面氧化膜的溶解和Cl-的聚集是密切相关的。 通过XRD和SEM对在90℃下,3.5%的NaCl溶液中经6周浸泡后的腐蚀产物膜的物相和表面腐蚀形貌进行了分析。结果表明,XRD谱图的大部分特征峰位置基本相同,仅强度不同,腐蚀产物主要为Al、Al(OH)_3、Al_2O_3和Al(OH)_3·nH_2O,在扫面电镜的观察下,发现上述两种表面处理工艺较好的铝及其合金,表面仅有少量蚀孔,其他试样已被全面腐蚀破坏。
【学位授予单位】:天津理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TG174.4

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