【摘 要】
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腐蚀产物膜的离子选择性是影响腐蚀速率和腐蚀形态的重要因素。本文将多孔膜中内壁荷电的孔模拟为带电荷的圆柱面,计算了孔隙内部电场强度分布规律和离子在孔中的运动速率,发
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腐蚀产物膜的离子选择性是影响腐蚀速率和腐蚀形态的重要因素。本文将多孔膜中内壁荷电的孔模拟为带电荷的圆柱面,计算了孔隙内部电场强度分布规律和离子在孔中的运动速率,发现与孔壁荷相反电荷的离子在孔隙外部及前半部分受静电吸引,在后半部分受静电排斥;而与孔壁荷相同电荷的离子则相反。离子在带相同电荷的孔隙内比在带相反电荷的孔隙内迁移受到的阻力要大很多,因此孔壁荷电使得多孔荷电膜具有离子选择性特征。推导了系统平衡后,与孔壁带相反电荷的离子在孔隙两端的浓度比值,发现孔径、电荷密度越大,孔越长,离子选择性越好,离子在孔中的扩散系数小于其在溶液中的扩散系数反而增强了离子选择性。 用失重法测量了3Cr和N80钢不同温度的动态(1m/s)平均腐蚀速率,发现试验温度升高,N80钢的腐蚀速率降低,而3Cr钢的腐蚀速率升高,说明3Cr钢与N80钢腐蚀产物膜的保护性在低温和高温发生了一定变化。进而用电化学阻抗谱法研究了腐蚀产物膜的特征,随着温度的升高,N80钢膜电阻和电荷转移电阻均增大,是由腐蚀产物膜致密度增加所致。3Cr钢膜电阻增大,但电荷转移电阻并没有随着腐蚀产物膜致密度的增大而降低,和腐蚀失重的结果也不吻合,可能是由温度变化以及腐蚀产物膜的离子选择性特征共同引起的。因此又用Zeta电位法和M-S曲线两种方法表征了腐蚀产物膜的固定电荷特征,发现两种方法得到的结果基本是吻合的,并近似得到电荷密度代入第二章公式(13)计算了固定电荷特征对离子浓度分布的影响。N80钢115℃腐蚀速率最小是由腐蚀产物膜致密度高和其阳离子选择性共同引起的,3Cr钢115℃腐蚀速率最大是由其腐蚀产物膜阴离子选择性和高温共同引起的。
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