模拟文物铸铁的阴极保护行为

在模拟的文物铸铁上,研究已生成较厚锈层的带锈铸铁在3.5%NaCl溶液中的阴极保护行为和较厚锈层对铸铁阴极保护的影响.结果表明,带锈铸铁阴极保护初期的保护电流密度大小受非稳态扩散步骤控制,使得保护初期在较长时间内需要很大的保护电流密度,直到趋于稳定后,它才接近于相同条件下裸铸铁所需的保护电流密度大小.     

紫外光下锈层光电催化性能对碳钢腐蚀行为的影响

采用电化学阻抗方法,研究了在紫外光辐照下带锈层碳钢的腐蚀电化学行为,探究了紫外光所致的锈层光电催化效应及其对碳钢腐蚀的影响。结果表明,紫外光辐照能引发锈层光电催化反应,促使电极的腐蚀加速;锈层由γ-FeOOH外锈层和Fe2O3与Fe3O4内锈层组成,但它们在光电催化中的作用仍待研究。长期腐蚀过程的电化学阻抗谱图表明,带锈低碳钢电极的腐蚀比裸电极的大,随时间延长锈层逐步增厚引起光电催化效应强度增大,促进基体电极腐蚀程度增加;锈层积累42 d达到一定厚度时,随时间延长锈层促进基体电极腐蚀程度减缓,引起光电催化效应的强度会趋于一个稳定值。     

耐火耐候钢的耐蚀性研究

对室内盐雾加速腐蚀循环试验和10个月大气暴露试验的耐火耐候建筑用钢试样进行电化学测试,研究了其耐蚀性能。结果表明,各钢种阴极极化曲线由裸露的扩散控制极化转变为带锈的活化极化,而且带锈的耐火耐候钢阳极极化反应比普通建筑用钢受到更大的阻滞,表明耐火耐候钢的耐蚀性比普通碳钢要好.对锈层横截面的扫描电镜分析表明合金元素有助于保护膜的生成.     

Mn-Cu低合金钢在模拟海岸大气条件下的锈蚀演化规律

利用干湿循环加速腐蚀实验方法研究了Mn-Cu低合金钢在模拟海岸大气条件下的锈蚀演化规律.结果表明,在腐蚀初期锈蚀速度随干湿循环次数的增加而增大,随后转为随干湿循环次数的增加而降低.带锈层的Mn-Cu低合金钢的电化学极化行为表明,干湿循环下的腐蚀产物促进阴极过程,抑制阳极过程.在干湿循环加速腐蚀进程中Mn-Cu低合金钢表面铁锈的化学组成、结构变化表现为在锈蚀初期α-FeOOH含量较低,锈层疏松,锈蚀速度呈随干湿循环次数增加而上升趋势;后期随α-FeOOH含量的增加和锈层变得更加致密,腐蚀速度转变为随干湿循环次数增加而下降.锈蚀演化过程中,腐蚀速度和极化行为随干湿交替次数的演化与相应的锈层组成、结构形貌的变化有对应关系.     

微生物对碳钢海水腐蚀影响的电化学研究

通过在现场海水中暴露制备带微生物的试样,用电化学测量技术研究了微生物对碳钢海水腐蚀速度和腐蚀机制的影响。碳钢在海水中的腐蚀速度经历下降-稳定-上升的变化趋势。微生物主要是内锈层中的硫酸盐还原菌(SRB),其可加速碳钢的腐蚀。当内锈层中SRB的加速腐蚀作用大于锈层的缓蚀作用时,碳钢的腐蚀速度出现上升趋势。碳钢在海水中的腐蚀可分为氧扩散控制、过渡和SRB活性控制3个阶段。     

带锈青铜文物材料在环境模拟介质中的腐蚀发展行为

目的研究3种带锈青铜及裸青铜文物材料在3种环境模拟液中的腐蚀发展行为。方法采用动电位扫描和SEM-EDS等方法研究试样的腐蚀特征和现象。结果在模拟大气环境介质中,电位在50~160 m V阳极极化范围内,与其他三种青铜材料相比,带CuCl锈青铜的阳极腐蚀电流密度最小;在模拟海水介质中,锈蚀青铜的腐蚀电流密度略大于裸青铜的;在模拟SO_2环境介质中,4种青铜试样的Rp值均大于大气环境介质中的。结论在模拟大气环境介质中,且阳极极化电位接近自腐蚀电位时,CuCl锈对青铜基体具有一定的保护性;在模拟海水环境介质中,带锈青铜的表面锈对基体没有保护作用;在模拟SO_2环境介质中,与在模拟大气环境介质中相比,SO_3~(2-)的引入会抑制青铜的腐蚀。表面形貌和能谱分析结果表明,裸青铜、CuCl锈青铜和混合锈青铜在模拟SO_2环境介质中,有点蚀现象发生,对粉状锈的生成有抑制作用。     

蠕墨铸铁中性盐雾腐蚀行为及机理研究

目的揭示蠕墨铸铁的大气腐蚀行为,阐明其腐蚀规律及腐蚀机理。方法采用室内加速中性盐雾腐蚀实验,并用失重法、SEM\EDS、XRD、电化学的方法来表征实验现象。结果蠕墨铸铁在中性盐雾环境中锈层截面具有明显的分层现象,前期腐蚀速率为0.53 mg/(cm~2·h),后期腐蚀速率在波动中总体趋于稳定,为0.36mg/(cm~2·h)。蠕墨铸铁带锈试样的自腐蚀电位(Ecorr)在-680～-600mV之间先减小后增大,极化电阻(Rp)变化趋势与自腐蚀电位(Ecorr)一致,自腐蚀电流(Icorr)大小在整个腐蚀周期内具有明显的波动。蠕墨铸铁在中性盐雾环境中的腐蚀产物为Fe(OH)_3、Fe_2O_3、FeOOH及少量Fe_3O_4和金属碳化物Fe_2C。结论蠕墨铸铁在中性盐雾环境中腐蚀84 h后发展为全面腐蚀,形貌呈沟壑状,腐蚀产物微观形貌呈团簇状和片层状。腐蚀早期,基体表面发生电化学腐蚀形成一层氧化膜,腐蚀介质沿石墨侵蚀基体从而产生内应力,导致外部锈层断裂,同时蠕虫状石墨处腐蚀产物呈疏松团簇状,二者共同构成介质传质通道,使腐蚀更容易发展。     

带锈铸铁的阴极保护中断后的电位衰减行为

研究了已生成较厚锈层的带锈铸铁在3.5%NaCl溶液中阴极保护被中断后的电位衰减规律.结果表明,其电位呈负指数关系衰减.带锈铸铁的阴极保护被中断后电位衰减相当缓慢,能较长时间地维持金属基体处于较负的电位范围.即阴极保护中断后较长时间内,带锈铸铁仍处于被保护的电位状态.     

加载与循环干湿条件下MnCu耐候钢的腐蚀行为

同时采用循环加载及模拟加速腐蚀的方法,研究循环载荷对耐候钢在含氯离子气氛中腐蚀行为的影响。锈层截面形貌以及带锈电极的电化学极化行为和阻抗谱表明,在相同的拉伸时间内,腐蚀周次较低时,耐候钢能较快获得稳定的锈层;腐蚀周次较高时,在长时间的循环载荷影响下,MnCu耐候钢的外锈层会更易产生裂纹甚至脱落,但内锈层结构相对稳定而基本不受一般载荷的影响,因此MnCu耐候钢依然具有良好的耐候性。     

模拟青铜文物在乙酸气氛中的腐蚀行为

采用电化学法制备了3种带锈青铜,以模拟青铜文物进行腐蚀试验。使用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和Raman光谱等方法分析了3种带锈青铜及裸青铜在乙酸气氛中腐蚀后的表面形貌和腐蚀产物。结果表明:在乙酸气氛中腐蚀后,裸青铜表面被腐蚀产物覆盖,且随腐蚀时间的延长,腐蚀产物增多,其腐蚀产物主要有Cu2O、碱式醋酸铜和醋酸铜;带Cu2O锈青铜表面的Cu2O立方晶体被破坏,转变成针状腐蚀产物,其腐蚀产物有碱式醋酸铜和醋酸铜;带CuCl锈青铜并未与乙酸发生反应,而是CuCl与空气中的水和氧气反应生成碱式氯化铜;混合锈具有三层结构,对青铜基体有一定的保护作用,其三层锈层的腐蚀是同时进行的,其腐蚀产物有碱式氯化铜、碱式醋酸铜和醋酸铜。     

Corrosion Behavior of Low-C Medium-Mn Steel in Simulated Marine Immersion and Splash Zone Environment

The corrosion behavior of low-C medium-Mn steel in simulated marine immersion and splash zone environment was studied by static immersion corrosion experiment and wet-dry cyclic corrosion experiment, respectively. Corrosion rate, corrosion products, surface morphology, cross-sectional morphology, elemental distribution, potentiodynamic polarization curves and electrochemical impedance spectra were used to elucidate the corrosion behavior of low-C medium-Mn steel. The results show that corrosion rate in immersion zone is much less than that in splash zone owing to its relatively mild environment. Manganese compounds are detected in the corrosion products and only appeared in splash zone environment, which can deteriorate the protective effect of rust layer. With the extension of exposure time, corrosion products are gradually transformed into dense and thick corrosion rust from the loose and porous one in these two environments. But in splash zone environment, alloying elements of Mn appear significant enrichment in the rust layer, which decrease the corrosion resistance of the steel.     

Cu,P,Cr 和 Ni 对低碳钢耐蚀性的影响简

选择Cu-P-Cr-Ni钢、Cu-P-Cr钢和Q235碳钢,在0.01 mol/L的NaHSO3溶液中进行周期浸润、阻抗谱和极化曲线实验,研究了Cu-P-Cr-Ni系合金钢相比Q235碳钢在模拟工业大气(SO2)环境下的耐腐蚀性能;利用SEM,EPMA面扫描和XRD分析腐蚀锈层的形貌、组成及Cu,Cr和Ni的元素分布情况。结果表明:Cu-P-Cr-Ni系钢的腐蚀诱发敏感性最低,其次为Cu-P-Cr钢,腐蚀速率分别为Q235碳钢的59.5%和52.8%;锈层分为内、外两层,致密的内锈层明显发生Cu的颗粒状、Cr的团聚状富集,外锈层主要有Cr的富集,Ni富集不明显。Cu和Cr等的富集可形成致密的内锈层,提高低碳钢的耐蚀性。     

Electrochemical techniques for determining corrosion rate of rusted steel in seawater

Corrosion rates of mild steel for long-term immersion were estimated by electrochemical and weight-loss methods. The results showed that application of electrochemical methods yielded erroneous values. The main reason was that, β-FeOOH, produced after long-term immersion with high electrochemical activity in the inner rust layer, exerted significant influence. In electrochemical tests, even small polarization can make β-FeOOH participate in cathodic reaction, which leads to overestimating corrosion rate. In order to confirm it, electrochemical behaviour was studied in aerated and deaerated conditions to investigate the effect of rust layers on reduction reaction. After calibration, the electrochemical measurement result was coincided with the weight loss.     

电化学方法研究锈层覆盖下碳钢的腐蚀规律

分别采用失重法与电化学方法(包括极化曲线、线性极化法和电化学阻抗技术)研究了碳钢在海水中浸泡48周的腐蚀规律。结果发现,短期浸泡在海水中的碳钢,表面生成的腐蚀产物薄且疏松,长期浸泡后,锈层逐渐分为两层:外锈层薄且疏松,内锈层厚且致密。短期浸泡,失重法与电化学方法得到的腐蚀规律一致,腐蚀速度逐渐减小并且数值相近,此时电化学方法可以用来准确的估算碳钢的腐蚀速度。长期浸泡,电化学方法测定的腐蚀速度转为逐渐增大,偏离了失重结果,并且锈层越厚偏差越大,此时电化学方法会过高估算腐蚀速度。     

合金铸铁和铸造不锈钢在海水中耐蚀性

报告了21种合金铸铁、铸造不锈钢在海水中的暴露试验结果:高Ni铸铁在海水中有较好的耐蚀性;Cr-Sb-Cu铸铁在海水中的耐蚀性好于灰口铸铁;添加Ni、Ni-Cr、Ni-Cr-Mo、Ni-Cr-Cu、Cu-Sn-Re或Cu-Cr的低合金铸铁在海水中的耐蚀性比灰口铸铁没有提高;加入Ni、Ni-Cr、Ni-Cr-Mo或Ni-Cr-Cu的低合金铸铁在潮汐区的耐蚀性与灰口铸铁相同;高Cr、Mo铸造不锈钢在海水中有好的耐蚀性.     

铸铁在海水中的腐蚀行为

报告了18种铸铁在天然海水和流动海水中的腐蚀试验结果,总结了它们在海水中的腐蚀行为,普通铸铁在天然海水及流动海水中的腐蚀速度与碳钢接近,低合金铸铁在海水中的腐蚀行为与普通铸铁相似。CrSbCu铸铁在海水中的腐蚀比普通铸铁轻,添加Ni,Ni-Cr,Ni-Cr-Mo,Ni－Cr-Cu,Ni-Cr-Re,Cu-Sn-Re,Cu-Cr,Cu-Al等的低合金铸铁在海水中的腐蚀速度与普通铸铁无明显差别,加入少量Ni,Cr,Mo,Cu,Sn,Sb,Re等合金元素可减小铸铁在海洋大气区的腐蚀速度,高镍铸铁在天然海水及流动海水中的腐蚀均较轻。     

Performance of rust converter based in phosphoric and tannic acids

The role of a rust converter with tannic and phosphoric acids is evaluated for painted and unpainted steel with different corrosion degrees and salts contaminating the rust. The performance of unpainted samples is monitored with impedance and characterized by X-ray, infrared and Raman spectroscopies. Results show long-term action of the converter. For painted samples, loss of adhesion and corrosion spread around a scratch are measured after alternated immersion corrosion test. For rusted samples with high chloride contamination, the converter is harmful. For rusted samples with lower contamination, the influence of the converter on the performance of the painting is not detected.     

铁质文物脱盐过程中的钼酸盐缓蚀作用

采用动电位极化法、电化学阻抗法研究了铁质文物模拟试样在碱性溶液脱盐清洗过程中,钼酸盐缓蚀剂对其电化学行为的影响。通过X射线光电子能谱技术分析了脱盐清洗后试样表面锈层的组成。结果表明,在碱性脱盐溶液中添加钼酸盐缓蚀剂,能减小试样阳极腐蚀电流,增大电极反应阻力,更有效地抑制试样在脱盐过程中的腐蚀。XPS分析结果说明脱盐溶液中添加钼酸盐后,改变了锈层的组成,生成含有Fe2O3、FeMoO4和MoO3的稳定沉积膜,提高了锈层的耐蚀性能,使文物基体在脱盐清洗过程中得到良好的保护。     

低碳钢在模拟酸雨大气条件下的锈蚀演化

利用干湿循环加速腐蚀实验和电化学极化曲线法研究了低碳钢在模拟工业酸雨大气条件下的锈蚀演化过程.结果表明:实验初期锈蚀速度随干湿循环次数的增加而增大,随后转为随干湿循环次数的增加而降低;带锈低碳钢的干湿循环下的腐蚀产物促进阴极过程抑制阳极过程;在干湿循环加速腐蚀进程中低碳钢表面铁锈的化学组成、结构变化表现为在锈蚀初期α-FeOOH含量较低,锈层疏松,锈蚀速度随干湿循环次数增加呈上升趋势;后期随α-FeOOH含量的增加和锈层变得更加致密,腐蚀速度转变为随干湿循环次数增加而下降.