CaF2在真空铝热还原炼镁过程中的行为研究

对CaF2在以白云石和菱镁石为原料的铝热还原过程中的行为进行了研究,通过X射线衍射对还原渣和结晶产物的物相进行了分析,对CaF2在铝热还原过程的反应过程以及加速还原反应的机理进行了探讨。实验研究结果表明,在还原过程中加入CaF2可降低还原反应的活化能,加快还原反应速率,可使还原过程中的氧化镁还原率提高3%以上,但添加CaF2的效果随还原温度的升高而降低。加入CaF2后一部分CaF2参与还原反应生成了11CaO.7Al2O3.CaF2,另外一部分CaF2被铝还原在结晶器上生成了一种主要成分为MgF2和Al的结晶物。CaF2对铝热还原反应的促进作用是化学反应促进和提高煅白表面活性共同作用的结果。     

钨酸根抑制不锈钢局部腐蚀的机理

用X射线光电子能谱（XPS）研究了AISI304不锈钢在含WO^2 4 Cl^-的模拟闭塞电池中形成钝化膜的组成与结构及WO^2-4抑制其局部腐蚀的机理。研究表明，闭塞区内，AIS304不锈钢表面的钝化膜的外层主要为WO^2-4,CrO3,CrCl3,FeCl2和FeCl3，此外，还有少量的Ni2O3,Fe2O3,CrO^2-4，γ-FeOOH以及Fe(OH)3；溅射5min时膜内层主要为Cr2O3,CrOOH,Cr(OH)3,FeCl3,FeCl3和WO3，还有少量的WO2和WO^2-4对钝化膜的影响在于WO^2-4迁入闭塞区后吸附在金属表面，可全部或部分了以代吸附在钢表面的Cl^-，并与腐蚀产物Fe^2 发生氧化还原反应生成Fe^3 和WO2，WO^2-4，与Fe^2＋,Fe^3＋反应生成难溶化合物FeWO4和Fe2(WO4)3覆盖在阳极上，形成较耐蚀的保护膜，降低闭塞区内自催化效应速度，从而抑制局部腐蚀的进一步发展。     

近中性土壤中20^#钢管道材料腐蚀行为与机理的研究

通过实验室内埋片实验研究了20#钢在近中性土壤中的腐蚀规律和机理.在三种不同土壤中埋片,对腐蚀后的试样腐蚀形貌和产物进行EDS和XRD分析,并测定了试样的腐蚀速率、自腐蚀电位以及极化曲线随时间的变化关系.结果表明:随着时间的延长,腐蚀速率是不断变化的;3种不同土壤中的钢试样经过相同的腐蚀时间后,1#和2#腐蚀最为严重,3#腐蚀程度稍轻;经过60d腐蚀后,能谱和射线分析其腐蚀产物主要是非晶质、Fe(OH)3和Fe2O3;不同时间和土壤的电位变化规律是不同的,与腐蚀速率变化规律是一致的.最后探讨了腐蚀机理,在近中性土壤中,低碳钢腐蚀的阴极过程主要是氧的还原,在阴极区域形成OH-离子,阳极过程是铁的氧化,氧化后的两价Fe2+发生水合作用,并转化为更稳定的产物Fe(OH)3和Fe2O3.     

以铝铁合金为还原剂的真空热还原炼镁实验研究

在铝电解生产金属铝过程中会产生部分的铝铁合金固体废弃物,该铝铁合金尚未得到很好的利用。本文对以煅后白云石为原料,以铝电解过程中产生的铝铁合金为还原剂的真空热还原炼镁过程进行了研究。通过对铝铁合金和还原渣的物相和成分分析,对铝铁合金还原炼镁的机理进行了分析,并同以纯铝粉为还原剂的铝热还原法和以硅铁为还原剂的皮江法炼镁的氧化镁还原率进行了对比。实验结果表明:以铝铁合金为还原剂真空热还原炼镁技术是可行的,在还原温度1200℃,还原时间2 h,还原剂添加量为1.0和无氟盐添加剂的条件下,氧化镁的还原率可达90%以上。在还原剂条件相同的情况下,以铝铁合金为还原剂可获得比铝粉和硅铁还原剂更高的氧化镁还原率。应用铝铁合金为还原剂真空热还原炼镁不仅有利于降低镁的生产成本,而且可实现铝电解部分废弃物的回收利用。     

以菱镁石为原料铝热还原炼镁的实验研究

对以菱镁石为原料,以铝粉为还原剂的真空热还原炼镁技术进行了实验研究,通过热力学分析和对还原渣的物相分析,对铝热还原煅后菱镁石的机理进行了探讨.还原实验结果表明:当以还原反应4MgO+ 2Al=3Mg+MgO·Al2O3进行配料时,在还原温度1200℃,还原时间2h,铝粉过量5％的条件下,氧化镁的还原率在72％以上,铝粉利用率在91％以上,还原过程的实际料镁比低于3.3∶1.进一步提高还原过程的铝粉加入量,可使镁铝尖晶石中的MgO进一步被还原,还原过程中的氧化镁还原率可达85％以上,但铝粉利用率下降至84％左右.     

电子材料用球形超细银粉的制备

采用化学还原法,以抗坏血酸为还原剂,油酸为分散剂,将硝酸银溶液滴加到还原性溶液中制备电子材料用球形高纯超细银粉。对还原机理进行了分析,探讨了还原过程中各种因素如硝酸银溶液浓度、还原剂浓度、pH值、搅拌方式及速率以及反应温度等对银粉粒度大小及分布的影响。采用TEM、SEM、EDAX和XRD对所得银粉进行了表征。结果表明,通过改变反应条件可制备0.3￣1.0μm的不同粒径的球形高纯超细银粉。     

A3钢在庆氧环境中的微生物腐蚀电化学特性研究

用交流阻抗法、动电位扫描法研究了A3钢在无菌培养液和培养液加硫酸盐还原菌的厌氧体系中的腐蚀行为。实验结果表明：硫酸盐还原菌(简称SRB)参与了A3钢的电化学行为，在SRB参与的腐蚀过程中，SRB加速A3钢的腐蚀，它对A3钢的阳极极化过程影响很大，而对阴极过程影响很小     

蜡脱油装置腐蚀问题研究

本文对大庆石化公司炼油厂蜡脱油装置水回收系统的腐蚀问题进行了研究，确定了产生腐蚀的原因，蜡脱油装置水回收系统的腐蚀主要是由蜡料氧化产生的酸性物质所致，并且提出了三种解决腐蚀问题的方案，并对各种方案进行了对比，采用加入中和剂中和的工艺和氮封除氧工艺可以控制酸性物质的产生，从而降低腐蚀速率。     

海泥中硫酸盐还原菌对1Cr13不锈钢腐蚀的影响

利用交流阻抗测试技术，扫描电镜及表面能谱、失重法、微生物分析等方法，在室内模拟条件下研究了海泥中硫酸盐还原菌对1Cr13不锈钢腐蚀的影响，及在含和不含硫酸盐还原菌的海泥构成的宏电池腐蚀中1Cr13不锈钢的腐蚀行为。试验结果表明，在有菌泥中1Cr13不锈钢的自然腐蚀速度均大于在灭菌泥中，两相差5．1倍。说明海泥中硫酸盐还原菌增大了1Cr13不锈钢的腐蚀速率。在有菌和灭菌海泥构成宏电池时，有菌海泥中1Cr13不锈钢作为阳极，腐蚀速率比自然腐蚀状态下有所增大，加速率为14．6％。而在灭菌海泥中1Cr13不锈钢作为阴极，腐蚀速率比自然腐蚀状态下有所减小。     

氧化镁真空碳热还原法炼镁的工艺研究

采用物料失重率、金属Mg还原率、X射线衍射(XRD)与扫描电子显微镜(SEM)等手段与方法,研究了真空条件下氧化镁碳热还原温度、物料造球成型压力、物料配比、碳热还原保温时间以及催化剂对氧化镁碳热还原法炼镁工艺的影响。研究结果表明,在30~100 Pa时,碳热还原温度高于1553 K,控制物料压块压力为8 MPa,此时物料失重率最大,最有利于氧化镁的还原。随着焦煤还原剂与氧化镁摩尔比以及碳热还原时间的增加,碳热还原反应速率加大,还原率提高,但是变化效果不明显,加入氟盐CaF2后,物料失重率明显提高,添加CaF2的质量超过物料总质量的3%时,物料失重率超过95%,还原率也相应大幅提高。因此,选择适当的焦煤还原剂与氧化镁摩尔比值以及碳热还原时间,添加超过3%CaF2,将有利于该法炼镁过程的顺利进行与金属Mg还原率的提高。此研究为真空碳热法从氧化镁中提取金属Mg工艺提供了很好的实验依据。     

Hot corrosion of atomized iron aluminides doped with boron and reinforced with alumina

The hot corrosion resistance of sprayed and atomized Fe–40 at.% Al, Fe40Al+0.1B and Fe40Al+0.1B+10Al₂O₃ intermetallic materials have been evaluated in NaVO₃ at 625 and 700°C using polarization curves and linear polarization resistance measurements. Also, the results were supported by X-ray diffractometry and electron microscopy studies. The tests lasted 10 days. At 625°C, the Fe40Al+0.1B+10Al₂O₃ material exhibited the lowest corrosion rate, whereas the Fe40Al had the highest corrosion rate. At 700°C the three materials exhibited erratic behavior during the first 100 h, and after this all the intermetallics had the same corrosion rate. However, the corrosion rate was higher at 625 than at 700°C. The results are discussed in terms of an electrochemical mechanism, the establishment of an Al₂O₃ layer, which is more protective in the Al₂O₃-containing aluminide and seems to increase its protectiveness as the temperature increases from 625 to 700°C.     

Removal of trichloroethylene in reduced soil columns

A continuous soil column experiment was conducted to investigate reductive dechlorination of trichloroethylene (TCE) in soil system reductively manipulated by three types of reductants (Fe(II), dithionite, and Fe(II) + dithionite (combined treatment of Fe(II) and dithionite)). The soil column reduced by Fe(II) + dithionite has the greatest bed volumes (51.8) treated to breakthrough indicating that the combined treatment of Fe(II) and dithionite is more effective for the reductive dechlorination of TCE in the reduced soil column than the separate treatment of Fe(II) or dithionite. The measured bed volumes to breakthrough in control and treated soil columns were similar to the estimated bed volumes based on the result of batch kinetic experiment, differing by a factor of 0.96-1.02. The relative concentration of bromide (non-reactive tracer) reached the approximate value of 1 between 0.87 and 1.03 bed volume. C2 hydrocarbons (acetylene, ethylene, and ethane) were observed as transformation products in the effluents of soil columns treated by the reductants. However, no chlorinated intermediates were observed at the concentrations above detection limits throughout the experiment. Chloride was observed in the effluents of soil columns reduced by dithionite and Fe(II) + dithionite.     

铜在甲胺-铁氰化钾化学机械抛光液中的腐蚀与钝化

用电化学测试技术研究了腐蚀介质和成膜剂浓度对铜表面的腐蚀与钝化成膜的影响,分析了钝化膜的成分,探讨了钝化膜在抛光压力和转速作用下的磨损与表面再钝化的行为,测量了铜在化学机械抛光过程中的极化曲线。结果表明铜在甲胺溶液介质铁氰化钾抛光液中易钝化,钝化膜的主要成分为Cu4[Fe(CN)6],有少量Cu20存在。钝化膜的磨损特性随成分浓度不同而不同。钝化膜的磨损难易程度与钝化膜的本身特性、抛光压力及转速有关。抛光过程中因钝化膜被磨损,腐蚀加快,腐蚀电流密度大幅增加。配方0．1％甲胺溶液 0．5％K3Fe(CN)6 5％Al2O3可行。     

海滨盐碱土壤中硫酸盐还原菌对X100管线钢腐蚀行为的影响

为了进一步明确X100管线钢在含硫酸盐还原菌(SRB)海滨盐碱土壤中的耐蚀性,采用表面分析技术、电化学技术和失重法,研究了SRB对X100管线钢腐蚀过程与行为的影响。结果表明:X100管线钢在有无SRB海滨盐碱土壤中的腐蚀均属于中度腐蚀,无SRB时腐蚀产物主要为Fe_2O_3,Fe_3O_4和γ-Fe O(OH),有SRB时腐蚀产物主要为Fe_2O_3,Fe_3O_4,α-Fe O(OH)和Fe7S8;SRB代谢形成的活性生物膜影响了X100管线钢的腐蚀行为,随着腐蚀时间的增加,SRB可在X100管线钢表面形成由微生物膜与腐蚀产物结合的膜,其更加致密,对腐蚀传质具有物理阻碍作用,可以减缓X100管线钢的腐蚀;无SRB菌时X100管线钢表面的腐蚀产物疏松多孔并分布有裂纹,且对基体的保护作用差,其腐蚀速率大于有SRB时的值;SRB的代谢活动抑制了X100管线钢的腐蚀。     

高温高压酸性气井油套管钢在超临界CO_2环境下的腐蚀行为

高温高压酸性气井腐蚀环境恶劣,油套管腐蚀、变形、破损等事故频繁发生,严重影响气井安全生产。为了解掌握油套管钢的腐蚀类型、严重程度及耐蚀性能,利用高温高压反应釜在模拟井底实际工况条件下研究了J55、N80、P110、13Cr、S13Cr 5种油套管材质的抗CO_2腐蚀性能,运用失重法、扫描电镜(SEM)和能谱分析等技术,重点分析了腐蚀速率、腐蚀产物膜形貌和腐蚀产物膜成分。结果表明:在本试验测试范围内,J55、N80、P110钢在90℃时腐蚀速率为最大,然后随温度升高而降低,属于极严重腐蚀;13Cr、S13Cr钢的腐蚀速率随温度的升高不断增大,在150℃达到最大值;5种材料的平均腐蚀速率随CO_2分压的增大呈先上升后下降的趋势;碳钢材质腐蚀类型主要为均匀腐蚀+局部腐蚀,含Cr钢材质腐蚀类型主要为均匀腐蚀;碳钢CO_2腐蚀产物膜主要成分为FeCO_3,同时夹杂有少量的Fe_3C和铁的氧化物或铁单质;13Cr和S13Cr钢CO_2腐蚀产物膜的主要成分为晶态FeCO_3和非晶态的Cr(OH)_3,此外,还含有少量的Fe或Cr的氧化物、碳化物和单质Fe等。     

Cu的加入对Fe3Si材料在NaCl溶液中的腐蚀行为的影响

以原子比为3：1的Fe粉和Si粉球磨20h后，将球磨得到的Fe（si）粉末和混合了质量分数为5％Cu的Fe（Si）-Cu粉末，在1O00±30℃，20MPa的压力下通过热压烧结的方法制备了Fe3Si和Fe3Si--Cu复合材料。文章通过浸泡腐蚀和电化学腐蚀两种方法讨论了Fe3Si和Fe3Si--5％Cu复合材料在NaCl溶液中的腐蚀行为。实验表明，两种材料在NaCl溶液中的腐蚀过程都是活化过程，Fe3Si在不同摩尔浓度的NaCl溶液中的腐蚀性能要比Fe3Si-5％Cu要好，浸泡腐蚀速率要小，自腐蚀电流也小。     

CO2分压对20#钢在CO2/H2O气液两相塞状流中腐蚀行为的影响

利用失重法、SEM、EDS、XRD和 XPS等分析方法在自主设计的动态腐蚀实验装置上研究了 CO2分压对20#钢在CO2/H2O 气液两相塞状流中腐蚀行为的影响,对腐蚀试样进行了腐蚀速率分析、腐蚀形貌特征观察以及腐蚀产物成分与膜层结构特征分析.结果表明:随CO2分压的增加腐蚀速率增加,0.04 MPa、0.28 MPa下分别达到腐蚀速率最小值(1.1609 mm/a)和最大值(1.8988 mm/a);上管壁腐蚀产物随着CO2分压的增加最终形成颗粒较大的节瘤状产物,下管壁腐蚀产物由球形颗粒形成初始致密的单层膜逐渐转变为由致密的内层膜和具有网状连通裂纹的片状疏松外层膜构成;经 EDS元素分析可知上下壁面的腐蚀产物均由Fe、C、O 三种元素构成,XPS分峰图谱显示C 1 s、O 1 s和Fe 2 p均出现了三个拟合峰位,结合XRD分析可知腐蚀产物的主要组成相有 Fe3C、FeCO3、Fe2O3、Fe3O4、FeOOH.     

AZ91镁合金表面MgFe_2O_4薄膜的溶胶-凝胶法制备及其耐蚀性能

MgFe2O4耐酸耐碱,但目前还未见将其制成镁合金防腐蚀涂层的报道。采用溶胶-凝胶法在AZ91镁合金表面制备了MgFe2O4薄膜,利用正交试验研究了镀膜层数、溶胶中Mg2+与Fe3+的摩尔比、烧结温度、烧结时间对AZ91镁合金膜试样自腐蚀电流密度的影响,得出最优方案,并研究了优化条件制备的膜试样的组织结构及耐蚀性。结果表明:各因素对AZ91镁合金膜试样自腐蚀电流密度的影响程度由大到小依次是镀膜层数、烧结温度、nMg2+/nFe3+、烧结时间;最优条件是镀膜1层,nMg2+/nFe3+=0.35,烧结温度400℃,烧结时间5 h;与AZ91镁合金基体相比,优化条件制备的MgFe2O4薄膜的自腐蚀电流密度降低了1个数量级,自腐蚀电位正移了690 mV,耐腐蚀性能得到很大提高。     

腐蚀产物膜对X80钢在库尔勒土壤模拟溶液中腐蚀行为的影响

采用扫描电镜和X射线衍射对X80钢在库尔勒土壤模拟溶液中浸泡1个月后的表面腐蚀产物膜进行观察和测试,通过动电位极化和交流阻抗等电化学方法研究了腐蚀产物膜对X80钢腐蚀行为的影响。结果表明:腐蚀产物膜明显加速了X80钢在模拟溶液中的阴极还原过程,腐蚀也由原来的活化控制转变为扩散过程控制。腐蚀产物膜可分内外两层,外层产物膜由Fe2O3,Fe(OH)3和FeO(OH)组成,疏松,易脱落,没有保护作用。内层产物膜为Fe3O4,与基体结合得虽然较为紧密,但存在着微裂纹和微小孔洞等缺陷,这些缺陷增大了阴极还原的有效面积,减少了荷电离子的传输阻力,促进了腐蚀微电池的形成,从而使覆盖有腐蚀产物膜的X80钢表现出更大的腐蚀速率。     

The effectiveness of ferrous iron and sodium dithionite for decreasing resin-extractable Cr(VI) in Cr(VI)-spiked alkaline soils

Ferrous iron, Na(2)S(2)O(4), and a mixture of Fe(II) and Na(2)S(2)O(4) (4:1 mol/mol) were tested for their effectiveness for decreasing resin-extractable Cr(VI) in alkaline Cr(VI)-spiked soils. The results indicated that adding those reductants greatly decreased the amount of resin-extractable Cr(VI) when the application rate of reductants equaled the number of equivalents of dichromate added to the Cr(VI)-spiked soils. This was mainly as a result of the Cr(VI) reduction into Cr(III), as supported by the XANES spectra. Among the tested reductants, a mixture of Fe(II) and Na(2)S(2)O(4) was the most effective to decrease resin-extractable Cr(VI). The extent to which resin-extractable Cr(VI) and soil pH were decreased was affected by the pH of the reductants. Among the tested reductants at various pH, FeSO(4) at pH below 1 was the most effective in decreasing resin-extractable Cr(VI) in alkaline soils. However, the soil pH was the most decreased as well. On the other hand, the mixtures of ferrous iron and dithionite at a wide range of pH were all efficient (>70% efficiency) in decreasing resin-extractable Cr(VI). Moreover, the extent of the decrease in soil pH was much smaller than that by FeSO(4) (pH<1) alone, and thus the possibility of the Cr(III) hazard can be avoided.