| 题名 | 固态盐和含氧水蒸汽作用下纯Fe、纯Cr和Fe-20Cr合金中温电化学腐蚀机制研究 |
| 作者 | 汤雁冰 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2010 |
| 授予单位 | 中国科学院金属研究所 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 王福会 ; 李瑛 |
| 关键词 | 固态盐 水蒸汽 电化学阻抗 中高温度 |
| 学位专业 | 腐蚀科学与防护 |
| 中文摘要 | "本文以服役于海洋大气环境中的航空发动机压气机叶片在盐、水蒸气综合作用下出现的严重腐蚀问题为研究背景，以“动态水膜理论”为基础，自行设计了适用于该腐蚀环境的三电极测试电极，利用交流阻抗、极化曲线等电化学测试技术，同时配合扫描电镜、X-射线衍射等表面分析技术，全面深入地研究了纯Fe、纯Cr及Fe-20Cr合金在固态盐和水蒸汽共存的中温环境中的电化学腐蚀机制，比较了不同沉积盐（NaCl和Na2SO4）对材料腐蚀行为的影响，为改善和提高航空发动机压气机叶片的抗腐蚀性能提供参考。 在研究三种材料表面有固态NaCl沉积在含水蒸汽的氧流作用下的腐蚀机制时观察到： 三种材料的腐蚀过程中都存在电化学腐蚀反应，电化学腐蚀量在总的腐蚀量中所占的比重很小，但电化学腐蚀历程的存在却导致了材料整体腐蚀速度的显著增加。进一步的研究表明，三种材料在该腐蚀环境中的腐蚀机制都遵循“ce机制”（电化学腐蚀反应耦合一个前置的化学腐蚀反应）：金属基体首先与固态NaCl、水蒸汽和氧气发生化学腐蚀反应生成HCl气体，生成的HCl气体再参与电化学腐蚀反应生成H2和NaCl。由于电化学腐蚀反应消耗了化学腐蚀反应生成的HCl，使得化学腐蚀反应向右移动，促进了化学腐蚀反应的发生。同时，电化学腐蚀反应生成的NaCl继续参与化学腐蚀反应，以催化剂的形式加速金属的腐蚀历程。 纯Cr的腐蚀速率要大于纯Fe，这主要是由于纯Cr在该腐蚀环境中具有更低的化学腐蚀反应活化能；Fe-20Cr合金的腐蚀不是纯Fe和纯Cr之间简单的加和。 在研究三种材料表面有固态Na2SO4沉积在含水蒸汽的氧流作用下的腐蚀机制时观察到： 在无水蒸汽的氧中，固态Na2SO4的存在抑制了纯Fe的腐蚀，这主要是固态Na2SO4的存在阻碍了氧向金属表面的扩散，降低了基体表面的氧分压，与无固态Na2SO4时相比，纯Fe的腐蚀速度略有下降；当水蒸汽引入后，纯Fe的腐蚀速度显著增加。这是由于在固态Na2SO4和水蒸汽环境中，纯Fe与固态Na2SO4、水蒸汽和氧气发生化学反应生成H2SO4气体，生成的H2SO4气体继续参与电化学反应，并生成H2气体和Na2SO4，使得化学腐蚀反应向右移动，纯Fe的腐蚀得以持续进行。同时，电化学腐蚀反应所生成的Na2SO4又继续与纯Fe发生化学反应，以催化剂的形式进一步加速纯Fe的腐蚀。 纯Cr和Fe-20Cr合金在表面形成一层致密的Cr2O3膜，阻碍了基体的进一步腐蚀，使纯Cr和Fe-20Cr合金具有较好的抗腐蚀能力。 比较研究两种盐对纯Fe、纯Cr及Fe-20Cr合金腐蚀行为影响表明，相对于固态Na2SO4，固态NaCl的存在更能够加速纯Fe、纯Cr及Fe-20Cr合金的腐蚀。" |
| 公开日期 | 2013-04-12 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://210.72.142.130/handle/321006/64196]  |
| 专题 | 金属研究所_中国科学院金属研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 汤雁冰. 固态盐和含氧水蒸汽作用下纯Fe、纯Cr和Fe-20Cr合金中温电化学腐蚀机制研究[D]. 北京. 中国科学院金属研究所. 2010. |
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