毕业设计论文-304不锈钢在溶液中腐蚀行为的研究

毕业设计论文-304不锈钢在溶液中腐蚀行为的研究内容摘要：

产生作用，也可以是好几种的物质相互配合共同产生作用，一般来说，缓蚀剂发生作用有固定的形式和一定的浓度范围。 通俗的讲，缓蚀剂就是对金属形成保护作用，使其在易腐蚀的环境中不腐蚀或者说是腐蚀的速度非常的缓慢。 显然，缓蚀剂在金属的应用方面是具有非常重要的作用，也正是因为此，所以现实的生产和生活中对于缓蚀剂的运用可以说是非常之广，对于缓蚀剂的研究也是多如牛毛。 当前的环境来看，对于防护金属的腐蚀来说，运用缓蚀剂是最为有效的方 法之一。 缓蚀剂不仅仅能够高效的防止金属的腐蚀， 5 并且在经济层面也具有显著的优势，显然已成为防护的中心。 在对金属的防护日益重要的今天，当然离不了缓蚀剂的作用，没有中间环节和流程条件的缓蚀剂的操作使得其深得人们的喜欢。 虽然操作简单，但是缓蚀剂发挥有效的作用却也是有难度的。 因为对应的环境条件如果一旦改变，就会影响其效果，也不是说如果满足了这一条件就可以让其发挥万能的作用，因为有时候它会不如人意的出现相反的作用效果，促进不锈钢的腐蚀。 这个时候我们就应该考虑到是不是还需要别的条件，接着人们发现其对浓度的要求也 是很高的，只有满足了一定的浓度范围才可以发挥效果。 尽管如此，相对其他的物质而言，缓蚀剂还是一种可选性最高的。 在未来通过对缓蚀剂的研究，相信一定可以弥补其不足，能够让它发挥更大的作用。 6 第二章：实验部分 仪器与试剂 实验所用主要仪器（见表 ）与主要试剂（见表 ）有： 表 实验主要仪器 Table main instruments of experiment 实验仪器 型号 生产厂家 电化学工作站 集热式恒温磁力搅拌器 电子天平 SI1287/1255 DF101S AL104 英国 Solartron 公司 巩义市予华仪器有限责任公司 梅特勒 托利多集团 表 实验主要试剂 Table main reagents of experiment 实验药品 规格 生产厂家 乙醇 氯化钠 溴化钠 无水硫酸钠 硝酸钠 尿素 硫脲 无水碘化钠 钼酸钠 分析纯 分析纯 分析纯 分析纯 分析纯 分析纯 分析纯 分析纯 分析纯 无锡市亚泰联合化工有限公司 天津市北方天医化学试剂厂 天津市大茂化学试剂厂 天津市大茂化学试剂厂 天津市大茂化学试剂厂 天津市永大化学试剂开发中心 天津市光复科技发展有限公司 天津市大茂化学试剂厂 北京北北精细化学品有限责任 实验方法 本实验使用采用 Solartron 1287与 Solartron 1255电化学工作站来进行阳极极化，本实验全部采用三电极系统：工作电极为金属 304 不锈钢片（ 1cm1cm），对电极为铂片（ 1cm1cm），参比电极 为 φ vs  (Ag/AgCl)电极。 扫描速率为 10mV/s，终止扫描电压为 2V。 304 不锈钢的预处理 试样采取市售的 304 不锈钢，经过加工制作为式样以后，用锉刀刻画出100mm 100mm的正方形，经过清洗之后，涂上 AB 胶水，晾干之后使用。 NaCl浓度对 304 不锈钢的腐蚀影响 7 本实验设置环境为在同一室温下，即 20OC 温度下，改变 NaCl 溶液的浓度，分别为 L L 1mol L1，来测量对 304 不锈钢的腐蚀行为，探究其对 304 不锈钢的影响。 温度对 304 不锈钢腐蚀的影响 本实验中设置的环境为 L1 的 NaCl溶液，分别设置温度变量为 10OC、20OC、 30OC，来探究不锈钢腐蚀行为的不同影响。 阳离子的影响 本实验中选取的中性溶液有 NaCl 溶液、 KCl溶液、 LiCl 溶液、 NH4Cl溶液，在同一室温下分别测量 304 不锈钢的腐蚀行为，从而得出 304 不锈钢的阳极极化曲线。 不同卤素离子的影响 实验分别选用不同浓度的的氯化钠、氟化钠、溴化钠、碘化钠溶液，分别测量卤素离子的浓度对 304 不锈钢腐蚀的影响，再选取相同浓度，和室温下的不同卤素离子，探究不同卤素离子对不锈钢腐蚀的影响。 不同酸根离子对 304 不锈钢腐蚀影响 （ 1） 硫酸根离子对不锈钢腐蚀的影响 本实验设置的环境的在室温下，即 20OC 的温度，改变的变量为 NaSO4 溶液的浓度，分别是 L L L 1mol L1，探究不同浓度下的 304 不锈钢的腐蚀性行为，总结出硫酸根离子对 304 不锈钢腐蚀的影响。 （ 2） NO3的影响 本节分别选取不同浓度的 NaNO3 溶液，设置 NaNO3 溶液的浓度为 L L L 1mol L1，在同一室温下测量对 304 不锈钢腐蚀的影响。 从而得到 304 不锈钢在不同浓度 NaNO3 溶液中的阳极极化曲线图。 （ 3） 在同一室温下，选取相同浓度（ L1）的 NaSO4 溶液， NaNO3 溶液，测量 NaSO4 溶液， NaNO3 溶液对 304 不锈钢腐蚀的影响。 不同缓蚀剂对 304 不锈钢腐蚀行为的影响 本实验选取的缓蚀剂分别是硫脲与钼酸钠，设置相同温度，相同浓度，然后对 304 不锈钢的腐蚀行为进行研究，得到在 L1 硫脲与 L1 钼酸钠 8 两种溶液中的腐蚀结果。 通过对比两种实验结果，比较两种缓蚀剂的缓蚀效果。 9 第三章 结果与讨论 不同浓度 NaCl 溶液对 304 不锈钢的腐蚀行为的影响及其机理 1 .0 0 .5 0 .0 0 .5 1 .0 1 .5 2 .01 E61 E51 E41 E30 .0 10 .1 NaCl 0 .1 m o l  L1 2 00C(1 ) NaCl 0 .5 m o l  L1 2 00C(2 ) NaCl 1 .0 m o l  L1 2 00C(3 )log I(A/cm2) (v )(1 )(2 )(3 ) 图 304 不锈钢在不同浓度氯化钠溶液中的阳极极化曲线 (1) L1NaCl， (2) L1NaCl， (3)1mol L1NaCl。 Fig. Anodic polarization curves of 304 stainless steel at different concentrations of Sodium Chloride Solution 图 为 304 不锈钢在不同浓度 NaCl 溶液中的阳极极化曲线，由图可知，304 不锈钢 不同浓度 NaCl 溶液中均 有明显的钝化行为，金属表面上生成紧密的，覆盖性良好的物质，阻断了金属的溶解。 [15]以 304 不锈 钢在 L1NaCl 溶液中的腐蚀极化曲线为例。 金属在 时开始正常溶解，随着电势的增加，电流密度不断增大，但当电势增加到 后，电流密度不在随着电势的增加而增加，这个过程称为金属的钝化过程。 当电势达到 时，电流密度又随着电势的增加开始增大，金属溶解速度重新增大，这是过钝化现象。 由图中可以明显看出，钝化区间的宽度 L1NaCl L1NaCl1mol L1NaCl,可以得 10 出随着浓度的增大，钝化区间变窄，在过钝化区可以看出，随着 NaCl 溶液浓度的增大， 304 不锈钢的腐蚀速率增大。 关于氯离子为何会对不锈钢产生这种腐蚀的效果，众说纷纭，目前主流的观点有两种。 有一种观点认为出现这种情况的原因是因为 Cl的半径小，因此有很强的穿透能力，由于氧化膜内会存在孔隙，这种空隙虽然是极小的，但还是能够被 Cl穿透。 一旦 Cl到达了表面，就会与金属之间发生一种相互作用，在这种作用下，就会有化合物的生成，性质为可溶性。 这样一来，就会改变保护膜的性质，金属也就被侵蚀了。 这种理论称之为成相膜理论。 另外一种说法就是因为氯离子很容易就被金属所吸引了，在这种很强的吸引力的作用下，导致了保护膜被破坏掉了。 一旦这种现象发生了，保护膜表面的氧就会因为被排挤而越来越少。 对于金属的保护膜期起决定作用的氧一旦被氯离子挤掉，后果很显然，不锈钢就被侵蚀了。 Cl并不会和阳离子一样生成保护膜保护不锈钢不被腐蚀。 而是生成了可溶于水的化合物。 温度对 304 不锈钢在 NaCl 溶液中的腐蚀行为影响及其机理 0 .5 0 .0 0 .5 1 .0 1 .5 2 .01 E61 E51 E41 E30 .0 10 .1 N aC l 0. 1m ol  L1 100C ( 1) N aC l 0. 1m ol  L1 200C ( 2) N aC l 0. 1m ol  L1 300C ( 3)log I(A/cm2) (  ) 图 304 不锈钢在不同温度的 L1NaCl 溶液中的阳极极化曲线 Fig. 304 anodic polarization curves of stainless steel in L1NaCl solution at 11 different temperatures 图 为 304 不锈钢在不同温度的 L1NaCl 溶液中的阳极极化曲线 ，由图可知，随着 NaCl温度的不断增大，腐蚀电位基本保持一致，在活性溶解区之后，腐蚀电流密度逐渐增大，随着温度的升高，腐蚀钝化区间逐渐减小，显然， 304 不锈钢在 L1NaCl 溶液中的腐蚀速率： 30OC20OC10OC。 通过查阅文献，自催化理论表明点蚀的产生是由于温度的不断增加 ,正是因为温度升高了， 304 不锈钢表面的钝化膜之溶解反应也大大加快，而且这个时候，304 不锈钢里面的铬也不断地扩散到金属表面，这样便又重新形成新的钝化膜，[16]但是， 304 不锈钢表面的钝化膜又会不断地溶解，而且溶解的很快，这就造成了钝化膜会一直变薄直到被破坏。 更为严重的是，这个时候金属表面能因为温度的升高也不断增加，因而越来越多的活性点分布在金属表面，这时钝化膜更容易破裂了。 对 于点蚀的发展过程 ,温度不断增加，相应的， H+的扩散也在不停地加快，这样便使自催化的过程受到了阻碍 ,同样的，温度升高后，水解反应也随之加速，这样也对自催化过程有了促进的作用 ,这样来看，点蚀的萌生及发展这一整个过程中 ,温度起到了重要影响，温度升高，点蚀的萌生会被加速。 从另一方面来说，温度的升高也使溶液中的离子动能变大，这样溶液的电阻就变得。