超临界CO2环境中温度和流速对N80碳钢腐蚀行为的影响

目的研究超临界CO2环境中温度和流速对N80碳钢腐蚀行为的影响,探讨N80碳钢在超临界CO2环境中的腐蚀机制。方法利用高压釜进行失重和电化学测试,同时利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)进行腐蚀形貌观察和腐蚀产物成分分析。结果当温度为40℃时,腐蚀速率最小,电化学阻抗随时间延长持续减小,此条件下并没形成FeCO3保护膜。升高温度导致腐蚀初期的腐蚀速率明显增大,然而腐蚀某个时刻后,电化学阻抗突然增大,意味着FeCO3保护膜的形成。温度越高,腐蚀24 h后的阻抗越大,产物膜越致密,保护性越好。另外,腐蚀失重速率随流速的增加而增大,电化学测试也表明流速越大,阻抗越小,腐蚀电流密度越大。SEM形貌分析表明,流体流动破坏了FeCO3膜的致密度,降低了其对N80碳钢基体的保护作用。结论尽管升高温度加速了N80碳钢的腐蚀,但却有利于保护性FeCO3膜的形成。温度越高,FeCO3膜越致密。流体流动破坏了保护性FeCO3膜的致密性,加速了N80碳钢腐蚀。     

含氯环境下温度对2205双相不锈钢点蚀行为的影响

采用化学浸泡实验研究了6%FeCl_3+1%HCl混合溶液中温度与浸泡时间对2205双相不锈钢点蚀行为的影响,并分析2205双相不锈钢在含Cl~-环境下点蚀机理。通过高分辨相机与激光共聚焦显微镜及X射线光电子能谱(XPS)观察并分析样品表面形貌及钝化膜成分,采用电化学手段及原子力显微镜分析模拟海水溶液中温度对2205不锈钢耐腐蚀性能的影响。结果表明:2205双相不锈钢的临界点蚀温度(CPT)在45℃左右,当温度低于45℃时,延长浸泡时间样品表面未出现明显点蚀;温度高于45℃时,随浸泡时间延长点蚀在样品表面随机萌生并长大扩展,55℃时点蚀坑尺寸达到500μm。随着温度的升高,样品钝化区间缩短,点蚀电位显著降低,由30℃时的0.74 V降低到60℃时的0.27 V。XPS结果显示,随温度增加,样品钝化膜稳定性增加,表现为金属稳定氧化物及氢氧化物的含量增加。样品阻抗值的大小随温度的升高不断减小,在30℃时样品阻抗值为5.066×10~5Ω·cm~2,温度升高到60℃阻抗值减小到1.814×10~5Ω·cm~2。随着温度的逐渐升高,2205不锈钢腐蚀速率增大,电化学阻抗值减小,钝化膜的保护能力下降,耐点蚀性能变差。     

基于非线性动力学的锂沉积形貌模拟与预测

金属锂具有极高的理论能量密度，是新一代锂电池中最有潜力的负极材料之一。金属锂沉积时容易形成枝晶，极大影响了锂金属电池的安全性与使用寿命。但由于金属锂性质活泼，缺乏锂电极/电解液界面原位表征方法，锂枝晶生长机制尚不明确。通过有限元方法，基于非线性电极过程动力学，以三次电流模型定量研究了电极/电解液界面行为，并分析不同过程参数对表面电流的影响。结果表明，电极/电解质界面的浓度、电场差异是枝晶生长的主要原因，更大的扩散系数有利于提高界面浓度均匀性，更小的交换电流密度有利于减弱界面反应的敏感性。存在电化学极化区间是均匀沉积的必要条件，电化学极化区间越宽，均匀沉积操作窗口越宽。通过极化曲线可以判断体系是否具有均匀沉积的倾向。加深了对锂电极/电解液界面的电沉积过程的理解，对锂负极保护研究具有指导性意义。     

钛基Ce掺杂SnO_2-RuO_2电极的制备及其对焦化废水的电解处理

采用溶胶-凝胶法制备了经稀土元素Ce掺杂改性的Ti/RuO_2-SnO_2-Ce电极,利用SEM、XRD、EDS等分析方法对电极表面的形貌、物相和涂层成分进行了表征,利用CV曲线、LSV曲线等检测手段对电极的电化学性能进行了测试。以Ti/RuO_2-SnO_2-Ce电极为阳极,钛板为阴极,构建电化学氧化反应装置,并采用其对焦化废水进行电解处理。结果表明,Ti/RuO_2-SnO_2电极经稀土Ce改性后极板表面活性位点数量明显增大,金属涂层的结晶化程度明显增强,电极的催化氧化活性显著提高。室温条件下,保持pH值为7.83,在电流密度为30mA/cm~2,电解时间为30min时,焦化废水经电解处理后COD去除率可达91.63%,TOC去除率可达66.22%,UV254值下降到0.921。     

基于储罐底板腐蚀声发射监测技术的信号能量分析

原油储罐底板在运行中容易发生腐蚀,声发射监测技术通过分析声发射信号来判断底板腐蚀状态,为此需确定腐蚀过程中腐蚀信号的能量来源。根据声发射特点,利用表面能与电化学能推算出金属腐蚀的能量公式,并且利用MATLAB根据能量公式分析金属腐蚀声发射信号能量随腐蚀时间的变化关系。根据分析的变化关系曲线得出金属腐蚀电化学能量与表面能在金属腐蚀中所占比重有较大差别,说明金属腐蚀声发射信号能量的主要来源为电化学腐蚀产生的能量。对通过腐蚀速率来判断底板腐蚀状态具有一定的理论指导。