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A3钢表面的腐蚀产物对缓蚀剂影响的机理

时间:2013-1-12 19:29:05  作者:60论文网  来源:www.60lw.com  查看:60  评论:0
摘  要金属表面的腐蚀产物膜对金属腐蚀产生重要的影响,研究如何利用缓蚀剂控制成膜后的金属腐蚀,对于已经使用一段时间并发生了腐蚀而形成腐蚀产物的金属具有重要的现实意义,然而过去对缓蚀剂的研究模型都是建立在裸金属表面,对于在金属表面形成腐蚀产物膜的情况未给予足够的重视,或是忽略了膜对于缓蚀剂的影响,这样做有可能导致试验结果失真,因而有必要研究有关膜对于缓蚀剂影响的问题。本论文选用HCO3-+O2+H2O体系,主要采用电化学与分子模拟技术,研究了膜对于缓蚀剂的影响,其具体研究内容如下:首先通过宏观实验手段(电化学方法、理论分析)研究了缓蚀剂在A3钢表面的吸附行为及腐蚀产物膜结构的变化对缓蚀剂性能的影响。结果表明:巯基乙酸为负催化型缓蚀剂,氨基乙酸为几何覆盖效应缓蚀剂;的结果表明巯基乙酸、氨基乙酸在裸露金属上存在吸脱附过程,而巯基乙酸作用在腐蚀产物膜上时不存在脱附过程且吸附为自发过程。加入不同离子后,腐蚀产物膜的成分及结构发生变化;在腐蚀介质的浓度为40g·L-1时,由于所形成的主要成分为FeCO3的腐蚀产物膜组织结构致密均匀,且缓蚀剂巯基乙酸、氨基乙酸也能很好的吸附在腐蚀产物膜上,通过影响阳极钝化区而达到了很好的抑制金属腐蚀的能力。再者为研究缓蚀剂在腐蚀产物膜表面的微观作用信息,通过分子模拟技术研究了三种常用钢铁缓蚀剂巯基乙酸、氨基乙酸、炔氧甲基胺与腐蚀产物膜FeCO3的相互作用,并与实验结果相对照。结果表明:缓蚀剂分子与FeCO3膜的结合能排序为:巯基乙酸﹥氨基乙酸﹥炔氧甲基胺;在不同完整性下的晶面上结合能大小排序为:破损晶面﹥完整晶面。对体系各种相互作用和径向分布函数分析表明,库仑能变和范德华能变对缓蚀剂与晶面的结合有一定影响,但在与完整FeCO3(001)晶面结合过程中,结合能主要由分子间氢键所决定,膜的破损使化学键和氢键成为影响结合能的决定因素。最后通过分子模拟技术研究了的FeCO3晶体的生长规律,计算了不同温度下的能量、体积、对关联函数及平均均方位移,采用液固两层构型法描述了晶体的生长过程,将有助于更深入了解腐蚀产物膜结构的变化信息。结果表明:液态FeCO3将形成晶体,其体积,能量与温度的曲线在1400K出现突变,即结晶温度;对关联函数的分析表明在随温度降低的过程中,出现了晶体形成的显著特征;整个过程中MSD变化较大,说明结晶的过程是原子重新定位,重新排列的过程;晶液两层构型能很好地描述FeCO3晶体生长过程。关键词 腐蚀产物膜;巯基乙酸;氨基乙酸;电化学技术;分子模拟   好地描述FeCO3晶体生长过程。

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