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烧结不锈钢纤维多孔材料腐蚀行为研究

作　者: 李彬
导　师: 奚正平；张健
学　校: 西安建筑科技大学
专　业: 材料学
关键词: 金属纤维多孔材料腐蚀类型腐蚀机理纤维丝径孔隙率
分类号: TB383.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

烧结金属纤维多孔材料(即金属纤维毡)是近20年先进工业国家研究发展的一种优质高效新型功能材料,广泛应用于冶金、石化、汽车、过滤、航天航空及国防电子对抗等领域。在实际工业应用中,金属纤维毡经常要在高温氧化、硫化气氛,强酸碱溶液等恶劣的环境下服役。因此,其耐腐蚀性能非常重要。但是目前对于烧结金属纤维多孔材料的腐蚀性能研究报道却很少,也没有统一、规范的方法、标准来评价金属纤维毡的腐蚀行为。本文以烧结316L不锈钢纤维多孔材料作为研究对象,以硫酸、盐酸作为腐蚀介质,通过浸泡试验、动电位极化扫描、金相分析及SEM扫描电镜等试验研究方法和手段,探索了烧结不锈钢纤维多孔材料的腐蚀类型、腐蚀行为发展过程及腐蚀机理；并讨论了介质浓度、纤维丝径、纤维毡孔隙率对其腐蚀行为的影响。研究结果表明：(1)烧结不锈钢纤维多孔材料在酸溶液介质中主要腐蚀类型为内部晶界腐蚀和外表电化学坑蚀；细丝径不锈钢纤维毡腐蚀失效的主要原因是晶界腐蚀产生的纤维杆断裂；粗丝径纤维毡主要腐蚀类型为表面坑蚀,坑蚀严重时也会导致材料失效。(2)纤维烧结点处比纤维杆处耐蚀。(3)随着硫酸浓度增大,纤维毡腐蚀严重程度呈开口向下的抛物线状变化；(4)纤维丝径越粗,失重量越大；纤维丝径越细,失重量越小,但材料越容易失效。这是由于不同丝径纤维的主要腐蚀类型不同而导致的。(5)随着孔隙率的增大,纤维毡的腐蚀失重量增大,腐蚀程度更严重；(6)失重法和电化学极化法对于研究高孔隙率烧结金属纤维多孔材料的腐蚀行为是有效可行的方法。但是在研究腐蚀过程中,还应该结合观察材料外表形貌变化,分析金相组织等方法,综合判断才能得出正确的结论。本论文对于烧结金属纤维多孔材料在工业应用中的腐蚀行为研究具有重要的参考价值。

全文目录

摘要  3-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-24
  1.1 课题来源及课题研究背景  9-10
  1.2 金属腐蚀理论基础  10-17
    1.2.1 金属腐蚀的定义及分类  10-11
    1.2.2 金属腐蚀的热力学理论基础  11-14
    1.2.3 金属腐蚀的动力学理论基础  14-16
    1.2.4 金属腐蚀对国民经济的影响  16-17
  1.3 金属多孔材料腐蚀类型及研究方法  17-22
    1.3.1 金属多孔材料简介  17
    1.3.2 金属多孔材料腐蚀类型  17-20
    1.3.3 金属多孔材料腐蚀行为的研究方法  20-22
  1.4 本课题主要研究内容  22-24
2 实验部分  24-39
  2.1 试验材料  24-28
    2.1.1 原材料  24-25
    2.1.2 烧结不锈钢纤维多孔材料的制备  25-28
  2.2 试验方法  28-35
    2.2.1 浸泡试验  29-31
    2.2.2 电化学试验  31-35
  2.3 试验过程  35-39
    2.3.1 腐蚀机理探索试验  35-36
    2.3.2 腐蚀性能研究试验  36-39
3 烧结不锈钢纤维毡腐蚀机理分析  39-51
  3.1 烧结不锈钢纤维毡在硫酸中的腐蚀机理分析  39-47
  3.2 烧结不锈钢纤维毡在盐酸中的腐蚀机理分析  47-50
  3.3 本章小结  50-51
4 腐蚀性能试验结果分析  51-60
  4.1 不同介质浓度对腐蚀性能的影响  51-52
  4.2 样品丝径对腐蚀性能的影响  52-55
  4.3 样品孔隙率对腐蚀性能的影响  55-59
  4.4 本章小结  59-60
5 结论及展望  60-62
  5.1 结论  60-61
  5.2 展望  61-62
致谢  62-63
参考文献  63-66
攻读硕士学位期间发表论文情况  66

烧结不锈钢纤维多孔材料腐蚀行为研究

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