模拟深海环境下锌参比电极与铝合金牺牲阳极性能研究

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1、万方数据IIIIIIILIIIIIIIIIIIIIIIIIUIIlY2885400、吉魄j’4‘≤j”强≯r‘≮模拟深海环境下锌参比电极与铝合金牺牲阳极性能研究学位论文答辩日期：垫!生!当：厶一鬈f雾答辩委员会成员签字：壹五L=万方数据谨以此论文献给诲人不倦的导师、养育我的父母以及支持陪伴我的亲人和朋友一一一一一一贾红冈

2、J万方数据独创声明本人声旺所呈交的学位沦文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文r扣特另4加2i标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写造的研究成果．也不包含末

3、获搿一⋯一⋯一(逵!垫遗查墓丝煎噩壁蔓l虚塑盥!奎壁亘奎上或其他教育机构的学位或证书使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：签字}jj期：如f峰似月肛日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，并同意以下事项：1、学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文拨查阅和借阋，2、学校可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同时授权

4、清华大学“中国学术期予I(光盘版)电子杂志社”用于出版和编入CNKI《中国知识资源总库》，授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：钇刊导师签字：签字同簸：沏≯年¨月I≯伺签字日期：Ⅵltc年l工月工日万方数据模拟深海环境下锌参比电极与铝合金牺牲阳极性能研究摘要随着海洋工程的发展，金属材料的腐蚀已经成为制约深海开发的主要因素，由于深海实地试验耗资巨大，样品回收难，数据难以积累，因此深海腐蚀研究多利用模拟装置进行。本论文设计建造了100

5、L的大容积深海环境高压模拟装置，操作压力能达到16MPa，运行状态安全平稳，并在该高压釜装置中进行了模拟研究。利用恒电流极化曲线测试法、小幅度循环伏安法以及电化学阻抗谱法，考察了高纯锌参比电极在深海高压环境下的稳定性及适用性，A1．Zn．In—Mg—Ti高活化牺牲阳极在深海高压环境下的活化性能以及海水压力对低合金钢阴极保护电位分布的影响。通过研究高纯锌参比电极在海水中的稳定性和适用性，得到了研究结果：高纯锌参比电极在海水中浸泡30小时后电极电位趋于稳定，为．1040mV左右，电位波动为±3mV，其稳定性符合参比电极的要

6、求。而电化学阻抗谱结果表明，其电极过程是典型的由扩散过程控制。恒电流极化后，锌参比电极的电极电位负移了4mV，且电位在通电7000秒后达到稳定，满足电化学测量的要求。而由小幅度循环伏安曲线结果可以得出，其正扫曲线与反扫曲线不能完全重合，电极可逆性不是非常好。在KOH溶液中，随着扫描速度的减慢，金属锌循环伏安曲线的氧化峰与还原峰之间的峰电位差减小，锌参比电极的可逆程度增大。因此，在较低的扫描速度下，锌参比电极在KOH溶液中的可逆性较好，可以用于稳态测量。通过对A1．Zn．In—Mg—Ti高活化牺牲阳极在高压海水中的活化性

7、能与常压条件对比研究，结果表明：在海水压力为15．5MPa，温度为4℃的环境下，A1．Zn．In—Mg．Ti高活化牺牲阳极的开路电位较常压海水环境下略微降低，电化学容量及电流效率均有所降低，且高压环境下牺牲阳极的电化学容量及电流效率值较低。通过4天加速腐蚀试验，Al—Zn—In．Mg．Ti高活化牺牲阳极在15．5MPa的高压海水环境中的阳极溶解形貌较差，阳极表面溶解不均匀，有较大面积表面甚至未溶解，表明深海高压环境使铝合金牺牲阳极的活化性能变差，部分表面未有效地活化。针对此，需要开发耐深海压力的高效率牺牲阳极技术。通过

8、研究海水压力对低碳钢极化行为以及阴极保护电位分布的影响，得到了研究结果：随着海水压力的逐渐增加，低碳钢的白腐蚀电位基本不发生变化，均万方数据稳定在0．31V左右，而阳极过程和阴极过程随着压力的增加而略有减弱。低碳钢的极限电流密度减小，极限电阻增加，腐蚀速率逐渐降低，极化参数增大，这导致了阴极保护电位分布略有增加。即海水压力增加不会加剧电位不均匀分布，而会改善电位分布均一性，增加阴极保护范围。由于压力釜的空间太小，由距离引起的极化参数变化太小，并不足以引起阴极保护范围发生明显的变化，低碳钢表面各测定点的点电位并未随着海水

9、压力的增加而发生较大变化。关键词：腐蚀；深海模拟；锌参比电极；牺牲阳极；万方数据ResearchonpropertyofZnreferenceelectrodeandsacrificialaluminiumalloyanodesunderdeep-seasimulationAbstractWiththedevelopmentofo