热海水中热浸镀用锌及锌铝合金的电化学性能

为了定量比较不同热浸镀层用金属(或合金)在热海水中对钢铁基体的阴极保护作用,参照国标GB/T 17848-1999的要求对几种典型的热浸镀用锌及锌铝合金测试了50℃条件下的恒电流性能,计算了电流效率,观察了腐蚀产物脱落情况及腐蚀均匀性,并据此评价了它们的电化学保护性能.结果表明:Zn的电化学性能最好,Zn-55Al-1.6Si合金的电化学性能最差,Zn-5Al-0.1RE,Zn-5Al-0.5Mg,Zn-6Al-3Mg,Zn-11Al-0.2Si-3Mg,Zn-25Al-0.2Si-0.2Mg和Zn-25Al-0.2Si-0.2RE合金介于二者之间.     

Mg对Zn--11%Al合金镀层凝固组织及合金层生长的影响

将工业纯铁分别在510℃的Zn-11%Al、Zn-11%Al-1.5%Mg、Zn-11%Al-3%Mg和Zn-11%Al-4.5%Mg合金熔池中进行不同时间的热浸镀,使用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱仪等仪器设备,研究Mg含量对Zn-11%Al合金镀层凝固组织和镀层中Fe-Al合金层生长的影响.结果表明：Zn-11%Al合金镀层凝固组织由富Al相和Zn/Al二元共晶组成;随着Zn-11%Al-x%Mg合金中Mg含量的增加,合金镀层的凝固组织中逐渐出现Zn/Al/MgZn2三元共晶、块状 MgZn2相和Al/MgZn2二元共晶.四种合金镀层中合金层主要由Fe2 Al5 Znx和FeAl3 Znx相组成,合金层的厚度随浸镀时间的增加而增加,Mg含量的增加使Fe-Al合金层生长速率指数和生长速率降低.在Zn-11%Al合金镀层中Fe-Al合金层形成的初期,可形成致密稳定的Fe-Al化合物层;热浸镀120 s后,扩散通道的移动使Fe-Al化合物层失稳破裂. Zn-11%Al-x%Mg合金中Mg元素可明显推迟液Zn进入镀层中Fe-Al合金层的时间,使Fe-Al合金层更加稳定和致密.     

热浸镀Zn-0.2Al-Mg-Re合金镀层钢丝在NaCl溶液中的电化学行为

采用SEM,EDS和电化学测量技术,对热浸Zn-0.2Al-Mg-Re合金镀层钢丝的组织结构和电化学性质进行了分析与研究.结果表明Zn-0.2Al-Mg-Re合金镀层结构分为三层:外层为单相β-Zn固溶体,中间层为δ相(FeZn7),内层为Γ相(Fe5Zn21).镀层电位在0.5%NaCl溶液中恒电流电解腐蚀曲线和在5%NaCl溶液腐蚀过程中原位测量的电位与时间曲线上都出现了三个台阶,证实了低铝锌基合金镀层为多相层结构,且各相层具有不同的电化学性质.发现镀层在5%NaCl溶液腐蚀中的电极电位由表及里逐渐正移,阳极极化不具备明显的钝化特征,电极反应主要是受阴极的氧还原反应控制,这可能是由镀层的组织和保护膜的稳定性而引起的.     

热浸Zn-Al-Mg和Zn-Al-Mg-Si合金镀层的组织与耐腐蚀性

对比研究热浸镀Zn-0.5Al-1.5Mg、Zn-2Al-1.5Mg和Zn-2Al-1.5Mg-0.3Si合金镀层组织与耐腐蚀性。用X射线衍射仪、扫描电子显微镜及能谱仪分析了合金镀层的组成相和显微组织,用全浸腐蚀试验和中性盐雾试验表征了合金镀层的耐腐蚀性能。结果表明:Zn-Al-Mg和Zn-Al-Mg-Si合金镀层主要由Zn相、Al相和Mg Zn2相组成;合金镀层主要含有Zn+Mg Zn2二元共晶组织和Zn+Al+Mg Zn2三元共晶组织;Al和Si有细化镀层晶粒作用,添加Si能提高Zn-Al-Mg-Si合金镀层的耐腐蚀性能。     

3％NaCl溶液中55％Al－Zn－1．6％Si合金镀层电化学参数测定及电偶腐蚀的电化学行为

提出了一种弱极化曲线测量数据计算机处理方法，并计算了５５％Ａｌ－Ｚｎ－１．６％Ｓｉ合金镀层在３％ＮａＣｌ溶液中腐蚀过程的电化学参数，研究了镀件在３％ＮａＣｌ溶液中发生整体腐蚀加速的机理．结果表明，镀层表面微电偶局部腐蚀的发展形成了基体钢与镀层金属的宏观电偶腐蚀，电偶电位Ｅｇ随时间的正移，使镀层金属的溶解电流密度迅速增大，钢基体受到的保护效应减小．     

Al-Zn-In-Si-Mg合金活性溶解的临界氯离子浓度研究

通过测量不同Cl^-浓度下Al-Zn-In-Si-Mg合金与A3钢偶合的电偶电流、孔蚀电位、极化电阻，确定了淡水中Al-Zn-In-Si-Mg牺牲阳极活性溶解的临界Cl^-浓度．实验表明，维持Al-Zn-In-Si-Mg活性溶解的临界Cl^-浓度为0．05～0．15mol／L．     

热浸Zn-Ti合金镀层的显微组织与耐蚀性能

为了抑制热镀锌过程中因含硅活性钢引起的镀层超厚生长,本文采用在纯锌浴中加Ti的方法,研究了0.09%Si钢在含低于0.1%Ti的几种锌浴中热浸镀获得的组织,并采用盐雾腐蚀,电化学极化以及X射线光电子能谱等方法,研究了Zn和Zn-Ti镀层的耐蚀性能。结果表明,随着锌浴中Ti含量的增加,Ti对ζ相生长的抑制作用增强,合金层厚度逐渐减薄,Ti能有效地抑制含硅活性钢镀层的超厚生长。当Ti含量大于0.05%时,镀层中出现Γ2粒子。Zn-Ti合金镀层在5%NaCl溶液中发生自发腐蚀的倾向小于Zn镀层,其极化电阻增大,腐蚀电流密度减小,耐蚀性能提高。Zn-Ti镀层表面形成的氧化膜由ZnO 和TiO2组成。锌钛合金镀层的耐腐蚀性能优于纯锌镀层是由于在镀层表面形成了更加稳定的TiO2膜。     

盐雾对喷锡和化金印制电路板腐蚀行为的影响

采用交流阻抗谱研究热风整平无铅喷锡处理印制电路板( PCB-HASL)和无电镀镍金电路板( PCB-ENIG)在盐雾环境下的电化学腐蚀行为,并结合体式学显微镜、扫描电镜、X射线能谱等手段分析两种不同表面处理工艺电路板的腐蚀产物形貌、组成和镀层失效机制. 结果表明:盐雾环境下,PCB-HASL和PCB-ENIG均发生严重腐蚀;镀Sn层开始发生局部腐蚀,随后几乎整个表面都发生腐蚀,出现类似均匀腐蚀的现象,镀金板主要发生微孔腐蚀. 在PCB-HASL腐蚀过程中,Cl-的侵蚀作用促进Sn层的腐蚀,后来由于逐渐形成大量的覆盖在镀层表面的腐蚀产物,使得腐蚀速率降低;而在PCB-ENIG腐蚀过程中,微孔处形成含Cl-电解质薄液层,Ni与Au构成腐蚀电偶,从而加速Ni的腐蚀,最终使Cu基底裸露,造成电路板失效.     

pH值对Q235碳钢与304L不锈钢在典型含硫环境中电偶腐蚀行为的影响

采用电化学法和浸泡法研究了Q235碳钢与304L不锈钢在典型含硫环境中的电偶腐蚀行为.采用SEM观察试样表面形貌.结果表明:在实验体系中304L的阴阳极过程均为电化学活化步骤控制;在pH为4和7的实验溶液中,Q235钢的阴阳极过程均受电化学活化控制;而在pH=13.3的实验溶液中,Q235阴极过程受电化学过程控制,阳极过程受离子扩散控制.在三种实验溶液中的电偶腐蚀效应随阴阳极面积比的增大而增大,但电偶电流随阴阳极面积比的变化并不呈现出对数正比规律.随着溶液pH值的升高,Q235钢的电偶腐蚀速率明显减小,但电偶腐蚀效应变化不明显.     

无电镀镍浸金处理电路板在 NaHSO3溶液中的腐蚀电化学行为与失效机制

采用交流阻抗谱研究了无电镀镍浸金处理电路板在模拟电解质溶液(0.1 mol·L-1 NaHSO3)中的电化学腐蚀行为,并结合体视学显微镜、扫描电镜、X射线能谱分析等手段分析了试样表面腐蚀产物形貌、组成和镀层失效机制.无电镀镍浸金处理电路板在NaHSO3溶液中的耐蚀性较差,浸泡12 h试样表面局部即发生变色,伴随有微裂纹的产生.电解液能够通过裂纹直接侵蚀Cu基底,并在微裂纹周围生成较多的枝晶状结晶产物,其主要组分为Cu2 S.该结晶腐蚀产物的不断生成使局部区域中间Ni过渡层与Cu基底结合部位存在较大的横向剪切应力,最终造成Ni镀层的脱离与鼓泡现象.     

岩溶水水化学特征的主成分分析和因子分析

【目的】为了解岩溶区地下水水化学特征以及地下水成分的来源。【方法】以广西果化镇地下水为研究对象,于2017年7月共采集地下水样品21件,运用Gw_chart软件制作水化学Piper三线图,结合R软件进行相关性分析、主成分分析法、因子分析法等对数据进行处理。【结果】研究区岩溶地下水水化学类型主要为重碳酸-钙型水,Ca2+和Mg2+为地下水中主要阳离子,HCO-3和SO2-4为地下水中主要阴离子。HCO-3与Ca2+,Na++K+与Cl-,SO2-4与Mg+2、Ca2+,相关性较强,它们经历了相似的化学反应过程。通过主成分分析法提取了3个主成分,共解释了91%的方差,可以很好地代表原始数据;通过因子分析提取出3个公共因子,共解释了86%的方差。【结论】自然因素水-岩作用为水化学元素特征与来源主导因素,人类活动也起到了重要作用。     

广西里湖地下河水化学特征及其影响因素

【目的】岩溶地下水由于储量相对丰富,水质优良,是良好的供水水源。因此,揭示岩溶地下水水化学特征及其影响因素,能够为保护和利用岩溶地下水提供科学依据。【方法】以广西里湖地下河为研究对象,于不同季节对里湖地下河上游到下游的河水进行水化学分析。【结果】里湖地下河水主要阴离子为HCO-3,主要阳离子为Ca2+,水化学类型为HCO3-Ca型,影响水质变化的主要离子为Cl-,NO-3,SO2-4;各离子浓度从上游到下游变化不一致,总体呈现先升高再降低的趋势,季节变化体现在雨季离子浓度偏低,旱季偏高。【结论】地下水地球化学组成受控于碳酸盐岩的自然风化溶解;污染物质主要来源于人类活动的输入,降雨的稀释作用是影响水质季节性变化的主要原因,地下河自身存在的自净能力使得污染物浓度降低,尤其是甘田坝到小龙洞洞穴伏流段水体中部分污染物的浓度显著降低。     

Influence of oxidant KMnO4 on film-forming process of rare earth metal conversion coating on LY12 aluminum alloy

A Cu/Al galvanic couple was established to study the influence of the oxidant KMnO4 on the film-forming process of rare earth metal (REM) conversion coating on LY12 aluminum alloy. It is found that the galvanic couple simulative experiment accords with the actual immersion, and it can be substantially used to simulate the behavior of LY12aluminum alloy in the film-forming process. It is showed that the formation of the coating is quickened in CeCl3 solution containing KMnO4 compared with that not containing KMnO4. XPS results reveal that the coating formed on cathode is composed of oxide or hydroxide of Ce and Mn, so the mechanism of formation of REM conversion coating changes when KMnO4 is added.     

铝含量对B2铁铝空位浓度和硬度的影响

[目的]铁铝合金在高温结构材料、加热元件等方面有广泛的应用,对其强化和韧化机理的研究对设计和开发新型铁铝基高温合金具有重要意义。[方法]采用真空熔炼方法制备不同铝含量的铁铝合金,经过不同的退火温度热处理后,用XRD方法测量其晶格常数,确定其X射线密度,采用阿基米德法测量其体密度,从而确定其空位浓度;用显微硬度计测量其硬度。[结果]空位浓度随着铝含量的增加而增加,随热处理温度的升高合金中空位浓度增加;显微硬度随铝含量的增加或热处理温度的升高而增大。[结论]随着铝含量的增加,空位形成能下降,空位浓度增加;随着热处理温度的升高,合金中空位浓度增大;合金显微硬度增大主要是由于空位浓度增加对位错的阻碍作用增强所致。显微硬度与空位浓度的关系可近似表示为H_V=1.922+2.179C_Vac^1/2。     

Short-term exposure of low-alloyed steels in Qinghai Salt Lake atmosphere

The rusts formed on carbon steel and weathering steel exposed in Qinghai Salt Lake atmosphere for 6 months were characterized by X-ray diffraction （XRD）, infrared transmission spectroscopy （iRS）, scanning electron microscopy （SEM）, electron probe micro analyzer （EPMA） and electrochemical po- larization techniques. The two kinds of steels showed the similar corrosion rate, corrosion product composition and electrochemical polarization behavior. Their rusts were mainly composed of β-FeOOH, Fe8（O,OH）16Cl1.3 and a little γ-FeOOH. Cl^- played an important role during the corrosion process of low-alloyed steels. The alloyed elements Cr, Ni and Cu in weathering steel were detected in the rusts; however, they showed no remarkable protective ability.     

即热式热水器底部加强板阴极保护系统电场数值模拟

【目的】为给即热式热水器的底部加强板添加外加电流阴极保护系统,并获得均匀的电场分布。【方法】利用有限元法对两种型号即热式热水器底部加强板,在不同辅助阳极排布方式下的阴极保护电场进行数值模拟。【结果】在与钢条垂直方向,当辅助阳极位于热水器内胆高度的4/9处时,底板电位开始达到均匀分布。在与钢条平行方向,当阳极在热水器内胆长度的11/18到13/18的范围内,底板左右两端电位分布较均匀。随着辅助阳极数量的增加,底板表面的电位分布更为均匀,但对底板的电位数值变负未有太大的影响。将求解的平面空间分层并折算成直线,以辅助阳极所在的位置为中心,阳极两边均出现电位自衰减现象。【结论】采用2个辅助阳极较为经济。阳极的最佳位置区间为一个顶点坐标固定的长方形域。可根据衰减曲线,通过调节辅助阳极的电位,使离阳极最远的两个末端的电位达到保护要求。     

铝合金表面ZSM-5型分子筛涂层耐蚀性研究

【目的】探究分子筛作为填料添加到水性涂料中对涂层防腐性能的影响。【方法】利用光学显微镜、XRD及SEM对涂层的中分子筛填料分散效果和涂层微观形貌进行表征,利用极化曲线分析分子筛水性涂层的电化学性能。【结果】分子筛粉末在水性漆中的最大添加比例为15%,超过此比例会出现大块团聚现象。其中10%的分子筛粉末对涂料耐蚀性提升最大。【结论】分子筛良好的高温水热稳定性有助于提高涂料的耐蚀性,但由于水性树脂不能够将分子筛颗粒紧密粘结,其添加量过大时会导致涂层耐蚀性能下降。     

镁合金在大气环境中的电偶腐蚀

研究了AZ91D,AM50,AM60三种镁合金分别与Q235碳钢、316L不锈钢、H62黄铜、LY12铝合金4种材料组成电偶对在青岛和武汉大气暴晒实验场进行周期分别为3,6,15,20,27个月的大气腐蚀行为及规律. 结果表明,镁合金作为电偶对的阳极其腐蚀速率在与实验所用材料偶接后显著提升. 其中,与Q235碳钢、316L不锈钢偶接后大气电偶腐蚀效应最大,而与LY12铝合金偶接后大气电偶腐蚀效应最小. 青岛站镁合金试样的大气电偶腐蚀效应要明显高于武汉站的试样. 不同镁合金的大气电偶腐蚀效应γ之间存在的基本关系为AZ91D最大,AM50最小.     

非活性马尾藻对水中Cd2+和Ni2+的生物吸附及脱附研究

【目的】以马尾藻粉为生物吸附剂,研究其在静态实验中对Cd2＋ 和Ni2＋ 的吸附及脱附能力,并对吸附速度、动力学、重金属选择性和吸附剂再生等问题进行探讨.【方法】采用单因素法分析pH 值、初始浓度、平衡离子类型等条件因素对重金属吸附容量的影响,采用准一级和准二级动力学模型对Cd2＋ 、Ni2＋ 的吸附数据进行拟合.【结果】Cd2＋ 的最佳吸附条件为pH 值4.5、初始浓度500mg/L、平衡离子为NO3ˉ,Ni2＋ 的最佳吸附条件为pH 值3.0、初始浓度900mg/L、平衡离子为Clˉ;Cd2＋ 、Ni2＋ 的吸附平衡到达时间分别为50min和25min;准二级动力学模型对吸附数据的拟合效果更好,相关系数（犚2 ）均大于0.99;对混合溶液中不同重金属的选择性吸附顺序为Pb2＋ 〉Ni2＋ 〉Cd2＋ 〉Mn2＋ ;1.0mol/L HCl对Cd2＋ 、Ni2＋ 的理论洗脱率均可达到99%.【结论】马尾藻粉对Cd2＋ 和Ni2＋ 的吸附容量大,吸附条件温和,重金属脱附率高,是一种性能良好的生物吸附剂.