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《沈阳师范大学》 2018年
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纳米晶Fe-50Cu块体合金腐蚀电化学性能研究

崔田路  
【摘要】:纳米材料作为一种新型材料,拥有独特的物理化学性能,使其在诸多领域拥有巨大的发展前景。腐蚀作为影响材料的使用寿命的重要因素,是衡量材料性能优良的重要指标。有关纳米材料的物理和化学性能的研究已有报道,但是针对纳米材料腐蚀性能的研究却相对较少,且国内外研究多数以纳米涂层和薄膜作为研究对象,而对块体纳米晶合金腐蚀性能的研究却尤为少见。本文使用三种不同的制备方法即粉末冶金法(PM)、机械合金化法(MA)和液相还原法(LPR),制备了粗晶和纳米晶Fe-50Cu合金粉末。经测量,机械合金化法制备出的合金粉末晶粒尺寸为9.4 nm,液相还原法制备出的合金粉末的晶粒尺寸为14.6 nm。通过真空热压的方法得到块体粗晶和纳米晶Fe-50Cu合金。热压后再次测量发现晶粒尺寸有所增长但仍处于纳米级。将三种制备方法制备的Fe-50Cu合金在NaCl、H_2SO_4和酸性NaCl溶液中进行腐蚀,通过采用电化学工作站测试开路电位、极化曲线和交流阻抗谱等电化学参数,辅以软件进行计算,研究三种制备方法制得的合金在不同介质中的腐蚀电化学行为。采用XRD、SEM等测量合金的显微组织,探究晶粒细化对腐蚀性能的影响。在不同浓度的NaCl和H_2SO_4溶液中,三种制备工艺得到的Fe-50Cu合金的腐蚀电流密度均随着NaCl和H_2SO_4溶液浓度的增大而增大。交流阻抗谱均呈单容抗弧,三种合金的传递电阻随NaCl和H_2SO_4溶液的浓度增大而减小,传递电阻的变化趋势和腐蚀电流密度相反。在相同浓度的NaCl溶液中,MA Fe-50Cu合金的腐蚀电流密度最大,电荷传递电阻最小,腐蚀速率最快。PM Fe-50Cu合金的腐蚀电流密度最小,传递电阻最大,腐蚀速度最慢。在H_2SO_4溶液中,LPR Fe-50Cu合金的腐蚀电流密度最大,腐蚀速率最快,PM Fe-50Cu合金的传递电阻最大,耐蚀性最好。采用Arrhenius计算活化能时发现,在NaCl溶液中MA Fe-50Cu合金的活化能最低,在H_2SO_4溶液中LPR Fe-50Cu合金的活化能最低,符合极化曲线的结论。在不同pH值的NaCl溶液中,三种合金的腐蚀电流随pH值的增大而减小,交流阻抗谱随pH值的增大而增大。MA Fe-50Cu合金的腐蚀电流密度最大,PM Fe-50Cu合金的传递电阻最大。经过Arrhenius公式的计算,MA Fe-50Cu合金的活化能最小。
【学位授予单位】:沈阳师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TB383.1;TF123.71

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