不锈钢超声电化学腐蚀机理研究

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1、分类号学号M201270263学校代码10487密级硕士学位论文不锈钢超声电化学腐蚀机理研究学位申请人:方玉荣学科专业:应用化学指导教师:付朝阳副教授答辩日期：2015年5月26日AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringElectrochemicalCorrosionofStainlessSteelunderUltrasoundCandidate:FangYurongMajor:Appl

2、iedChemistrySupervisor:Assoc.Prof.FuChaoyangHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074，P.R.ChinaApril，2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者

3、签名：日期：年月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，即：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电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本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和汇编本学位论文。保密□，在____________年解密后适用本授权书。本论文不保密□。属于（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要304不锈钢（304s

4、s）是压水堆核电站中长期使用的材料，而水作为压水堆核电站工艺中重要的冷却剂，在高温高压下和辐照作用下易分解为.H、.OH等。因此了解这些组成对不锈钢耐腐蚀性的影响具有重要意义。而实际核电工业中，对于探究这些组成对不锈钢的影响具有很大的难度。众多研究发现，超声裂解水产生.H、.OH等过程与实际核工业中的水裂解反应具有极大的相似性，故研究超声作用对不锈钢腐蚀行为的影响具有重要的实际意义。超声对金属腐蚀的影响，主要表现在改变材料性质，增加电分析电流，提高电镀质量等方面。而关于缓蚀剂在超声下抑制不锈钢腐蚀的研究少之甚少。本文

5、结合超声和缓蚀剂两方面，初步探讨了超声下加入缓蚀剂对304ss腐蚀具有抑制作用的机理。本论文通过测定超声裂解产生羟基自由基的浓度，探究了超声时间、超声频率以及振荡超声等对.OH浓度的影响。并通过失重法、电化学方法以及场发射扫描电镜法（FSEM）研究静默/超声下重铬酸钾缓蚀剂对不锈钢的缓蚀性能及其可能的缓蚀机理，同时运用X-射线光电子能谱（XPS）探讨了不锈钢钝化膜表面的元素构成和价态分布。首先在超声产生羟基自由基浓度的研究中发现.OH的量随时间线性增加；随超声频率的增加而增加；相同时间内，振荡超声比持续超声产生更多的

6、羟基自由基。其次由失重实验和FSEM图可见，空白试验组表明，超声对304不锈钢的腐蚀具有抑制作用；静默下K2Cr2O7对304不锈钢而言是一种“危险性缓蚀剂”，而超声使重铬酸钾的缓蚀性能显著提高；随温度升高，超声对304不锈钢的缓蚀作用增强；电化学实验可知，在同一温度下超声使304不锈钢点蚀电位增加，Rct增加；Mott-Schottky曲线表明不锈钢表面形成的钝化膜半导性由静默下的n型转化为超声下的p型，超声下，杂散离子浓度更小，膜的导电性更差，腐蚀速率更小；这些现象与超声产生的强氧化性的.OH有较大的关系。由X-

7、射线光电子能谱（XPS）分析得到，不锈钢表面钝化膜的主要元素是Fe、Cr、O及Ni，主要成分为Fe、Cr、Ni的氧化物或氢氧化物。关键词：超声，羟基自由基，304不锈钢，重铬酸钾，点蚀I华中科技大学硕士学位论文ABSTRACT304stainlesssteel(304ss)isthemateriallong-termusedinPressurizedwaterreactor(PWR).TheimportantcoolantinprocessPWRiswater，whichiseasilydecomposedtohyd

8、rogenradicals，hydroxylradicals，etc.underhightemperatureandhighpressure.Therefore，itisofgreatsignificancetounderstandtheimpactofthesespeciesonthecorrosionresistanceofstainles