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中常温低电导率水中参比电极及牺牲阳极性能研究

作　者: 聂新辉
导　师: 唐子龙
学　校: 天津大学
专　业: 材料学
关键词: 地热 腐蚀 参比电极 牺牲阳极 腐蚀时效
分类号: TG172
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


本文采用电解法和粉末压缩法两种方法来制备Ag/AgCl电极。研究结果表明Ag/AgCl电极具有制备简单、稳定性好、没有滞后、使用方便等优点,是中高温水环境电化学研究最理想的参比电极。由电解法制备的Ag/AgCl电极,在0.1 mol/L KCl、0.5 mol/L NaCl、1 mol/L KCl溶液及不同温度的地热水中,测量其相对于SCE电极的电位,实验表明,电解法制备的Ag/AgCl参比电极电位稳定、响应时间短;粉末压缩法制备的Ag/AgCl参比电极,在不同温度地热水中,相对于电解法制备的参比电极,电位都比较稳定,当Ag与AgCl的质量比在8︰2左右,其综合性能最好。采用SEM、AFM对参比电极进行表征,从微观形貌看出,电解法制备Ag/AgCl参比电极,银丝表面沉积了一层厚度约为80 nm且粒径均匀AgCl薄膜层。对地热系统中最常用管材是Q235钢在各种温度的地热水中的腐蚀行为以及附加阴极保护条件下的腐蚀性能进行相关研究。实验选取LY12、6063、496和Al-Zn-In四种铝合金作为牺牲阳极材料,分别对这五种材料进行电化学测试,Al-Zn-In系铝合金自腐蚀电位及工作电位都比Q235负120mV以上,且电偶电流密度较大,是较理想的牺牲阳极材料。以Al-Zn-In系铝合金作为牺牲阳极材料对管道钢的保护效果最好。在室温和55℃的地热水中,通过极化曲线和电化学交流阻抗谱,并结合SEM和XRD图谱,对LY12、6063、496三种铝合金的腐蚀机理做了初步分析,结果表明在55℃的地热水浸泡后,LY12铝合金表面生成致密的钝化膜,钝化膜的主要成分是CaCO3和纯铝;6063铝合金表面没有生成钝化膜,表面腐蚀产物主要是Al0.904Ge0.096、CaCO3、FeMoO4。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章 绪论  8-25
  1.1 前言  8
  1.2 地热水的特性及分类  8-10
    1.2.1 地热水的特征  8-9
    1.2.2 地热水的分类  9-10
  1.3 地热能的分布及利用情况  10-11
  1.4 地热系统中的腐蚀问题  11-20
    1.4.1 腐蚀分类  11-12
    1.4.2 地热开发利用过程中可能出现的腐蚀问题及分析  12-15
    1.4.3 可行的防护措施  15-20
  1.5 用于腐蚀检测的参比电极简介  20-25
    1.5.1 参比电极的分类  20-21
    1.5.2 中高温参比电极的形式  21-22
    1.5.3 Ag/AgCl 参比电极  22-23
    1.5.4 参比电极的影响因素  23-24
    1.5.5 Ag/AgCl 参比电极的改进  24-25
第二章 实验技术  25-32
  2.1 实验材料  25-26
  2.2 测试系统  26
  2.3 Ag/ AgCl 参比电极的制备及评价  26-28
    2.3.1 Ag/AgCl 参比电极的制备方法  26-27
    2.3.2 Ag/AgCl 参比电极的性能评价  27-28
  2.4 阴极保护原理及电化学测量技术  28-32
    2.4.1 阴极保护原理  28-29
    2.4.2 电化学测量技术  29-32
第三章 Ag/AgCl 参比电极的制备与性能评价  32-43
  3.1 电解法制备Ag/AgCl 参比电极  32-34
    3.1.1 Ag/AgCl 电极性能评价  32-34
  3.2 粉压法制备Ag/AgCl 参比电极  34-39
    3.2.1 Ag/AgCl 电极性能评价  35-39
  3.3 形貌及组成分析  39-42
    3.3.1 电解法制备Ag/AgCl 电极微观形貌分析  39-40
    3.3.2 粉压法制备Ag/AgCl 电极微观形貌分析  40-42
  3.4 本章小结  42-43
第四章 牺牲阳极材料性能的研究  43-59
  4.1 几种铝合金及Q235 的腐蚀性能  43-47
    4.1.1 极化阻力分析  44
    4.1.2 阳极极化曲线  44-47
  4.2 挂片时效试验  47-58
    4.2.1 极化阻力  47-48
    4.2.2 电偶电流  48-49
    4.2.3 腐蚀形貌分析  49-51
    4.2.4 EIS 分析  51-57
    4.2.5 XRD 分析  57-58
  4.3 本章小结  58-59
第五章 全文总结  59-60
参考文献  60-63
发表论文和参加科研情况说明  63-64
致谢  64

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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属学与热处理 > 金属腐蚀与保护、金属表面处理 > 各种类型的金属腐蚀
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