已锈蚀青铜在大气环境中的腐蚀发展及其保护研究

用动电位扫描法和循环伏安实验对青铜文物在模拟大气环境介质0.028 mol/L NaCl+0.01 mol/L Na2SO4+0.016 mol/L NaHCO3中的电化学行为进行了研究,探讨了CuCl、Cu2O、碱式氯化铜、混合锈对裸青铜的保护作用.结果表明：在腐蚀电位较负时,Cu2O、CuCl对基体有一定的保护性,而且保护性能优于碱式氯化铜和混合锈;在腐蚀电位较正时,Cu2O或CuCl对青铜的保护性变差,而此时碱式氯化铜和混合锈对裸青铜的保护性优于Cu2O、CuCl.0.1％MBO(2-巯基苯并恶唑)酒精溶液对裸青铜或被Cu2O、CuCl覆盖的青铜阳极过程有一定的抑制作用,对被碱式氯化铜或混合锈覆盖的青铜阳极过程有优异的抑制作用.       

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。     

低合金耐候钢在含氯离子环境中的耐腐蚀性能

从钢基体和带锈层钢试样两方面研究了碳钢、Cor-Ten钢和贝氏体耐候钢在含氯离子环境中耐腐蚀性能.钢基体的极化曲线和电化学阻抗谱分析结果是贝氏体耐候钢具有最小腐蚀电流和最高极化电阻,表明细晶组织的贝氏体耐候钢基体耐蚀性能优于其它两种钢.X射线衍射分析结果是三种钢锈层的相组成是相近的,但带锈试样的电化学阻抗谱结果显示贝氏体耐候钢锈层的阻碍氯离子透过能力高于其它两种钢锈层.在整个加速腐蚀实验中贝氏体耐候钢失重始终最小,带锈层的贝氏体耐候钢的耐腐蚀性能也优于其它两种钢.     

N80钢模拟全浸区和干湿交替试样的腐蚀行为

利用SEM和XRD对锈层的腐蚀形貌和腐蚀产物组成进行观察和分析,研究了N80裸钢和模拟全浸区腐蚀试样及模拟干湿交替腐蚀试样在两种海水介质中的极化行为。结果表明,干湿交替腐蚀阴极过程溶解氧还原的极限扩散控制特征基本消失,而受腐蚀产物还原为主的电荷传递控制。N80钢干湿交替腐蚀电流不仅包括钢自身的腐蚀电流,还包括腐蚀产物的氧化还原电流,导致了N80钢模拟干湿交替的腐蚀速率远大于全浸区腐蚀速率。     

腐蚀过程中青铜析出还原铜晶粒的机理

采用循环伏安法(CV)研究了青铜在模拟土壤介质中的电化学行为. 对循环伏安谱中氧化过程及还原峰电位下的腐蚀产物进行了X射线衍射检测. 结果表明, 氧化过程为生成有害锈(CuCl)的反应, 还原过程为CuCl还原成纯铜的反应. 用金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)研究了纯铜晶粒及腐蚀界面的形貌特征, 在实验室条件下模拟了纯铜晶粒在青铜文物表面的析出过程, 通过延长还原时间CuCl可全部被还原成纯铜, 其生成条件在土壤中也具备, 这为除去青铜文物上的有害锈(CuCl)提供了理论和实验依据.     

JT345经济型耐大气腐蚀钢锈层电化学研究

利用自腐蚀电位测定、线性极化、阳极极化、交流阻抗等试验方法对JT345经济型耐大气腐蚀钢的锈层和裸钢进行研究,与Q235B及CortenA钢对比了它们的耐大气腐蚀性能和规律。电化学试验表明,大气腐蚀过程中生成的锈层使电化学阳极过程受到显著的阻滞。从热力学上看,自腐蚀电位正移320mV以上;从动力学上看,锈层表面趋于钝化,阳极电流降低两个数量级以上。     

高强度表面TiO2薄膜的耐腐蚀性研究

利用溶胶-凝胶法在高强度CuAlBe合金上制备TiO2薄膜。采用静态挂片法、极化曲线法、交流阻抗法研究基材和涂层在不同介质中的腐蚀速率，用EDS分析腐蚀产物成分，并采用M352、ZSimpwin相关软件进行数据处理。研究结果表明：涂覆试样比基材在不同介质中的腐蚀速率小，并且试样在各介质中的腐蚀速率大小依次为：0．1mol／LH2SO4〉人工海水〉自来水。海水中腐蚀产物可能为MgCl2，CaCl2，CuCl2；不同介质中涂覆试样的腐蚀电流密度比基材低，且除600℃时有突然变小外，腐蚀电流密度随热处理温度升高而升高，并且涂层能有效抑制阳极腐蚀反应。     

脉冲真空氮化油管钢的耐蚀性测试研究

通过电化学测试方法研究了脉冲真空渗氮防腐层及裸样的抗腐蚀性能。结果表明,氮化层试样的抗腐蚀性明显优于裸样:线性极化的试验数据表明了氮化层试样的腐蚀电流密度远小于裸样的腐蚀电流密度,腐蚀速率低于裸样;从极化曲线上看,尽管渗氮层和裸样两种试样的自腐蚀电位相近,但是极化曲线形状有很大的不同,氮化层试样在阳极极化过程中出现了较为明显的钝化区,减缓了腐蚀电流密度;同时,通过腐蚀失重的试验也进一步表明氮化层试样的耐蚀性优于裸样。在油田的试用效果表明,这种氮化层可使防腐性能提高4～5倍,而成本增加20 %～25 %。     

锈层对X80管线钢在鹰潭土壤模拟溶液中腐蚀行为的影响

将X80钢在鹰潭土壤模拟溶液中浸泡一周使其表面生成锈层,采用扫描电镜观察了锈层的微观形貌,采用极化曲线和电化学阻抗谱研究X80裸钢和带锈X80钢在模拟溶液中的电化学行为。SEM观察表明,锈层较均匀地覆盖在试样表面,但疏松多孔易脱落。电化学试验分析表明,与X80裸钢相比,带锈X80钢在模拟溶液中的自腐蚀电流密度增大,电极反应时电荷转移电阻明显减小。这主要是因为缺陷较多的锈层增大了X80钢腐蚀时电极反应的真实面积,因而短期形成的锈层对X80钢并未起到保护作用,反而促进了腐蚀的发生。     

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。     

青铜文物表面腐蚀产物的组成及深度分布研究

青铜在模拟环境介质中的循环伏安实验及XRD测试结果表明,氧化过程主要为生成有害锈CuCl的过程,还原过程主要为CuCl还原成纯铜晶粒的过程,并且反应电流较大,对青铜基体的破坏性较大.运用高性能二次离子质谱(SIMS)观测到不同腐蚀电位下青铜表面腐蚀产物中均含有Cu、Sn、Cl、O、C、S元素,阴离子相对含量由大到小为Cl、O、C、S;腐蚀产物层由表及里Cu/Sn值始终小于合金中Cu/Sn,并且Cu离子含量基本不变,Sn离子含量有起伏,Cl、O离子含量有所下降.     

Q500qENH耐候桥梁钢在模拟工业大气环境中的腐蚀行为

通过周期浸润腐蚀试验对比研究了鞍钢生产的耐候桥梁钢Q500qENH和传统耐候钢09CuPCrNi在模拟工业大气环境中的腐蚀行为,并采用腐蚀形貌观察和电化学测试等手段对其腐蚀行为进行了分析。结果表明:显微组织和化学成分对钢基体的耐蚀性均具有一定影响,当保护性锈层形成后,耐蚀性主要取决于锈层的保护作用;周期浸润腐蚀试验结果和带锈试样的电化学阻抗谱、线性极化曲线分析表明Q500qENH钢耐工业大气腐蚀的能力优于09CuPCrNi钢的。     

山西博物院馆藏青铜器的锈蚀产物分析

目的对山西博物院馆藏大量珍贵青铜器的锈蚀情况进行分析,为后续的保护修复提供科学依据和数据支持。方法选用21件山西省出土的馆藏青铜器,通过超景深显微镜、偏光显微镜、拉曼光谱分析等手段,对青铜器物表面锈蚀物进行综合分析,确定有害锈蚀物。结果这批青铜器表面锈层结构有5类,绿色锈蚀物主要为孔雀石、氯铜矿,其中氯铜矿为青铜器有害锈蚀的主要成分,少量绿色锈蚀物为斜氯铜矿、水胆矾,红色锈蚀物为赤铜矿,蓝色锈蚀物为蓝铜矿。结论青铜器表面的孔雀石锈蚀物大多结构致密,对青铜器本体无害,还可阻隔铜与空气、水分等物质的直接接触,对器物具有一定的保护作用,可以保留。氯铜矿对青铜器的保存具有隐患,在修复中应对其彻底清除。     

Corrosion of low carbon steel in atmospheric environments of different chloride content

This investigation aims to analyze the effect of Cl⁻ ion on the atmospheric corrosion rate of carbon steel. The metal samples were exposed to a marine atmospheric environment (95 and 375 m from the sea line) as well as an industrial atmospheric environment. The effects of Cl⁻ ions on the protective characteristics of the rust layers were assessed by IR spectroscopy, SEM-EDAX analyses, linear polarization resistance and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The results show that Cl⁻ ion influences the corrosion rate, as well as the morphology and composition of the rust layer.     

晶粒尺寸对普碳钢耐工业环境下大气腐蚀性能的影响

用不同轧制及热处理工艺制备了化学成分相同而晶粒尺寸不同的3种普碳钢试样。采周浸、锈层横截面微观分析、交流阻抗测试等手段对晶粒尺寸与普碳钢耐工业环境下大气腐蚀性能之间的规律进行了研究,同时测定了不同晶粒尺寸的普碳钢在10％硫酸溶液中的极化曲线。结果表明,普碳钢晶粒尺寸从50um减小到4um,周浸加速腐蚀试验后锈层中裂纹和空洞的数量也相应减少,耐蚀性能提高;但极化曲线试验表明,晶粒细化可加速普碳钢在10％H2SO4溶液中的腐蚀速度。分析了晶粒尺寸对晶界局部阳极腐蚀电流密度的影响,对其影响耐蚀性的机理进行了讨论。     

高铁转向架用钢G390NH在模拟海洋和工业大气环境下的腐蚀行为及产物演化规律EI北大核心CSCD

通过周浸实验结合腐蚀动力学、常规电化学、微观形貌及腐蚀产物成分分析等方法,研究了在模拟加速海洋和工业大气环境下高铁转向架用钢G390NH的腐蚀行为和产物层的演化规律。结果表明,与SO^(2-)_(3)相比,Cl^(-)具有更强的穿透能力,生成的锈层以非稳态的Fe_(3)O_(4)和γ-FeOOH为主,该锈层并不能提供非常有效的防护,造成钢的腐蚀速率始终大于6 g/(m^(2)·h)。在酸性SO^(2-)_(3)环境中,内锈层中富集了耐蚀的Cu,促进了α-FeOOH的生成,增加了锈层在酸性SO^(2-)_(3)环境中的抗腐蚀能力。     

Electrochemical corrosion behavior of bronze materials in an acid-containing simulated atmospheric environment

The present work investigates the corrosion behavior of bronze materials under thin electrolyte layers (TELs) in a simulated atmospheric environment containing formic and acetic acid by electrochemical measurements as well as surface characterization. The results show that the corrosion of bronze under TEL is significantly faster than that in the bulk solution, and the corrosion rate of bronze is the highest when the thickness of TEL is about 100 μm. Formic acid is observed to be more corrosive than acetic acid. Copper formate and copper acetate hydrate appear in the corrosion products formed on the surface of bronze, suggesting that the organic acid participates in the corrosion process of bronze materials in the simulated atmospheric environment.     

Al-Zn-In-Si牺牲阳极在模拟海水及海泥环境中的电化学性能

目的 分析A13型Al-Zn-In-Si牺牲阳极在海水、海泥中的电化学性能.方法 采用恒电流极化进行4 d的加速实验,使用电化学阻抗谱(EIS)分析电化学腐蚀过程,通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)及三维超景深显微镜观察分析腐蚀形貌及表面化学成分,对比研究了Al-Zn-In-Si牺牲阳极在模拟海水和海泥环境下的腐蚀形貌、电化学性能.结果 在模拟海水和海泥环境中,尽管Al-Zn-In-Si牺牲阳极都满足DNVGL-RP-B401的要求,但在海泥环境中,其电化学效率仅为65.97％,远低于海水环境中的89.43％.牺牲阳极在海水环境中发生均匀腐蚀,而在海泥环境中却呈现严重的不均匀腐蚀现象,表面腐蚀坑为疏松多孔蜂窝状.结论 在海泥环境下,Al-Zn-In-Si牺牲阳极的腐蚀产物扩散困难,局部呈现腐蚀坑,自腐蚀速率高,导致电化学效率降低.溶解过程中,由于组织脱落,自身消耗增加,电化学容量降低,从而导致阳极在模拟海泥环境中的电化学性能低于海水环境,并揭示了阳极在模拟海水、海泥环境中的腐蚀机理.     

Atmospheric corrosion behaviour of 30CrMnSiA high-strength steel in rural,industrial and marine atmosphere environments

The atmospheric corrosion behaviour of 30CrMnSiA high-strength steel exposed in rural, industrial and marine atmosphere environments in China for 60 months was investigated in virtue of the weight loss, X-ray diffractometer (XRD), scanning electron microscope (SEM) and grey relational analysis. The results showed that 30CrMnSiA high-strength steel exhibited the highest corrosion susceptibility and the lowest corrosion susceptibility in marine atmosphere environment and rural atmosphere environment, respectively. Lepidocrocite and goethite were found as the major constituents of the rust layer in three types of atmosphere environments, and akaganeite was also detected in marine atmosphere environment. The rust layer exhibited the tendency of flaking away from the substrate and becoming dense in marine atmosphere environment and rural atmosphere environment, respectively. Grey relational analysis demonstrated that, among a variety of environmental factors, the airborne sea-salt was the primary factor influencing the atmospheric corrosion of 30CrMnSiA high-strength steel.