铜在电镀液中的腐蚀电化学行为

铜金属是实现电子元器件电气互联的关键材料,而铜金属在电子电镀酸性环境的作用下会发生铜腐蚀,可造成整个电子设备的提前失效。本文主要应用动电位极化曲线、电化学阻抗谱(EIS)对铜在电镀液中的腐蚀电化学行为进行了研究。结果表明,缓蚀剂环唑醇的缓蚀效果与其浓度相关,在电镀基础液介质中,当缓蚀剂浓度达到1mmol/L时,环唑醇对紫铜的缓蚀作用高达99%,同时能抑制铜腐蚀的阴、阳极反应过程,表明环唑醇是一种混合型缓蚀剂,铜的阻抗值随环唑醇浓度增加而增大,其在铜表面的吸附符合Langmuir等温式。     

缓蚀剂对混凝土模拟液中HRBF500钢筋耐蚀性的影响

应用动电位极化、交流阻抗谱(EIS)、Mott-Schottky曲线测量及扫描电镜(SEM)观察,研究了缓蚀剂D-葡萄糖酸钠(SD)、苯并三氮唑(BTA)、亚硝酸钠(SN)对含质量分数为3.5%NaCl的模拟混凝土孔隙液(SCP溶液)中细晶高强钢筋(HRBF500钢筋)耐蚀性的影响,并与文献报道的此类缓蚀剂对碳素钢筋的缓蚀效果进行了比较.结果表明:在SCP溶液中添加SD后,HRBF500钢筋的腐蚀过程受到抑制,阻抗增大,钝化膜为n型半导体,载流子密度降低,钢筋表面光整致密;添加BTA后,HRBF500钢筋的各项电化学指标下降,钢筋表面布满腐蚀坑;添加SN后,HRBF500钢筋的腐蚀过程也受到抑制.SD,SN可作为HRBF500钢筋的缓蚀剂;BTA不适合作为HRBF500钢筋的缓蚀剂,不同于其对碳素钢筋的缓蚀作用.     

工业冷却水系统的腐蚀控制

本文介绍了工业循环冷却水系统腐蚀及缓蚀的机理,并对当前常用的单一缓蚀剂和复配缓蚀剂的作用机理、操作条件如水温、pH 值、电解质浓度等对缓蚀效果的影响进行了讨论。最后,对缓蚀剂配方的选择提出了建议。     

以醇胺类缓蚀剂为电解质的电化学再碱化修复效果研究

研究了醇胺类缓蚀剂辅助电化学再碱化修复碳化钢筋混凝土结构的可行性.采用电化学测试技术及化学分析方法研究了乙醇胺及二甲基乙醇胺缓蚀剂在混凝土中的迁移以及在含有2g/LNaCl+0.01mol/L NaOH的饱和氢氧化钙溶液模拟体系中的缓蚀效果.结果表明:在2A/m2恒电流密度形成的电场作用下,2种缓蚀剂通过30mm厚混凝土的速率明显高于未通电情况,即电场对醇胺类缓蚀剂的迁移扩散过程起到了促进作用.随着乙醇胺及二甲基乙醇胺浓度的增大,其缓蚀效果也逐步提高;相同浓度下二甲基乙醇胺表现出更优异的缓蚀效果,在浓度为0.04mol/L时其对Q235钢筋的缓蚀率达95.78%.二甲基乙醇胺的存在加快了电化学再碱化后钢筋腐蚀电位的正移,钢筋腐蚀电流密度更小,明显地改善了电化学再碱化的修复效果.     

缓蚀剂应用于碳化混凝土再碱化技术的可行性研究

通过量子化学计算、分子动力学模拟和电化学测试对阳离子型醇胺缓蚀剂在模拟混凝土孔隙液中对Q235钢的缓蚀机理与性能进行了研究.结果表明:醇胺类分子最高占有轨道位于N原子周围,最低未占轨道位于O原子周围,这种分布可使缓蚀剂在金属表面形成多中心吸附,使缓蚀剂分子在金属表面的吸附更加稳定;4种物质的缓蚀率大小为:N,N-二甲基乙醇胺二乙醇胺正丙醇胺乙醇胺,且计算结果与试验结果一致.在等温等压下,N,N-二甲基乙醇胺、二乙醇胺、正丙醇胺与乙醇胺都能自发地吸附在钢筋表面,其ΔG0分别为-22.256,-23.644,-20.920,-18.910kJ/mol,为单分子层物理吸附.     

胡麻和油菜生物质炭吸附Cu(Ⅱ)的影响因素及其机制

为了探究农业废弃物生物质炭在重金属污染土壤固定化修复中的应用潜力,以2种西北典型的油料作物生物质——胡麻、油菜的秸秆和油渣为原料,热解制得生物炭(600℃下制得胡麻秸秆生物炭标记为FS600,油菜秸秆生物炭标记为RS600,400℃下制得胡麻油渣生物炭标记为FT400,油菜油渣生物炭标记为RT400),采用批量平衡法,研究了4种生物炭对Cu(Ⅱ)的吸附作用,考察了溶液pH值、吸附时间和Cu(Ⅱ)初始质量浓度对吸附作用的影响,分析了吸附动力学和热力学特征,并探究了吸附机制。结果表明:4种生物炭对Cu(Ⅱ)的吸附量随溶液pH升高而增大;生物炭对Cu(Ⅱ)的吸附量随时间延长逐渐增大,到4h前后吸附达到平衡;当Cu(Ⅱ)初始质量浓度由10mg·L-1增加到300mg·L-1时,生物炭对Cu(Ⅱ)的吸附量先增大,而后达到平衡。Cu(Ⅱ)在生物炭上的吸附动力学符合准二级动力学模型,等温吸附模型符合Langmuir等温方程,4种生物炭对Cu(Ⅱ)的最大吸附量可达每g 9.28(FS600)、8.11(RS600)、4.43(FT400)和5.70mg(RT400)。生物炭对Cu(Ⅱ)的主要吸附机制是表面配位反应和离子交换。本结果可为西北油料作物生物质炭在西北土壤重金属固定化修复的应用提供理论参考。     

纤维素酶对回注水系统管材腐蚀的影响研究

以某油田回注水为进水,采用两个平行的玻璃反应器历时56 d对比研究了添加纤维素酶对铸铁试样片腐蚀的影响。试验测定了运行过程中水质的变化,并采用X射线衍射仪和扫描电镜分别分析了腐蚀产物并观察了产物形态。最后,还采用室内动态腐蚀速率和缓蚀率表征了纤维素酶的缓蚀性能,并采用极化曲线法和挂片失重法初步探讨了其缓蚀机理。结果表明:油田回注水是一种具有较强腐蚀趋势的介质,回注水中添加纤维素酶在短期内能减缓铸铁试样片的腐蚀,延缓腐蚀产物晶体形态的出现,改变腐蚀产物的类型;纤维素酶的平均缓蚀率为76.09%,其机理主要是在试样片表面形成吸附膜,且基本满足Langmuir吸附等温式。     

矿化垃圾吸附Cr(Ⅵ)的热力学和动力学

利用矿化垃圾处理含铬废水,研究了矿化垃圾对Cr(Ⅵ)的吸附特性,并从热力学角度探讨了Cr(Ⅵ)在矿化垃圾中的吸附机理.在研究的温度及浓度范围内,Cr(Ⅵ)在矿化垃圾中的吸附符合Langmuir等温方程;采用Lagergren一级动力学方程、修正伪一级动力学方程、伪二级动力学方程和颗粒内扩散、膜扩散方程研究了矿化垃圾对铬(Ⅵ)的吸附动力学特性,结果表明,Lagergren一级动力学方程拟合的相关系数最大,反应过程同时受膜扩散和颗粒扩散的控制,吸附机理比较复杂.     

LDHs-BTA的制备及其对钢筋的阻锈性能

采用焙烧-还原法制备了苯并三唑改性水滑石（LDHs-BTA）并对其进行了表征,同时通过电化学阻抗谱测试和氯离子吸附试验探究了LDHs-BTA对钢筋的阻锈性能.结果表明：LDHs-BTA能够有效提升模拟混凝土孔隙溶液中钢筋的耐腐蚀性能;LDHs-BTA通过层间BTA^-与Cl^-之间的离子交换,实现了对Cl^-的吸附,其吸附过程符合Langmuir吸附模型,最大吸附量为308.41 mg/g;当LDHs-BTA掺量为0.5%时,钢筋锈蚀的临界Cl^-浓度显著增大,从0.02 mol/L提升至0.10 mol/L.     

石榴皮提取物在油田水处理中的应用研究

结合陕西丰富的林果资源,开展石榴皮提取物在油田采出水处理中的应用研究。采用失重法和动电位极化曲线研究了石榴皮提取物在1mol/L HCl溶液中对A3钢的缓蚀作用和对油田细菌的杀菌作用。结果显示石榴皮的提取物有较好的缓蚀作用,极化曲线表明其为混合抑制型缓蚀剂;对硫酸盐还原菌也有较好的杀菌作用,而对于腐生菌和铁细菌的杀菌作用较弱。     

热力管道腐蚀影响因素及防腐策略研究

对热力管道腐蚀产生影响的因素分析,探讨了各种环境下热力管道的腐蚀以及防腐策略,指出在进行防腐策略的制定过程中,应当坚持科学与适宜的理念,确保在防腐效果与经济投入之中找到平衡点。     

混凝土钢筋锈蚀机理及防腐研究

针对混凝土中钢筋锈蚀现象,对混凝土中钢筋的腐蚀机理,钢筋锈蚀的影响因素和试验方法进行了全面的探讨和研究,并概述了当前混凝土中钢筋锈蚀的无损检测方法和钢筋的防腐技术。     

土壤腐蚀特性描述及土壤中金属腐蚀的几个模型

介绍了金属腐蚀特点,论述了几种定性描述土壤腐蚀特性的方法,并分析了三种定量描述土壤中金属腐蚀的模型,指出使用定性或者定量的方法描述土壤特性,有助于正确评价土壤的腐蚀程度。     

有机阻锈剂对桥梁混凝土性能及钢筋锈蚀的影响

研究了两种有机阻锈剂(ZX1、ZX2)对混凝土性能的影响,选择ZX1和亚硝酸钙两种阻锈剂,用电化学方法考察了阻锈剂对钢筋的保护效果。研究表明,有机阻锈剂对桥梁混凝土的性能基本无负面影响,但不同种类阻锈剂的影响规律有所不同;电化学工作站对钢筋的线性极化测试表明:随着干湿交变循环次数的增加,掺加有机阻锈剂钢筋试件的腐蚀电流密度较小且较稳定,阻锈剂基本无溶出现象,抗蚀效果明显。     

碳化引起混凝土锈胀开裂前钢筋锈蚀量的研究

在分析碳化引起的钢筋混凝土构件中钢筋腐蚀机理和已有钢筋锈蚀量预测模型的基础上。建立了全面考虑氧气浓度、温度、相对湿度、保护层厚度、钢筋直径和混凝土强度的多因素钢筋锈蚀量预测模型，且进行了实际工程的验证，可为混凝土结构耐久性评估、可靠性鉴定提供科学的依据。     

混凝土中钢筋通电加速锈蚀与自然锈蚀的对比

通电加速锈蚀是目前试验研究中用于获得锈蚀钢筋混凝土构件的一种常用方法,它与自然锈蚀之间存在一定的相关性和差异性,在系统归纳总结现有研究成果的基础上,从锈蚀机理、锈蚀过程、锈蚀速率、电通量等方面对两种锈蚀条件的相关性和差异性进行了细致的对比研究,对现有加速锈蚀试验研究成果的应用具有促进作用。     

钢结构腐蚀检测技术探析

钢结构腐蚀是影响钢结构耐久性的一个重要问题,也是建筑物安全鉴定过程中经常遇到的问题。在对钢结构建筑物进行安全鉴定的过程中,常常会遇到钢结构由于表面氧化生锈而引起钢结构局部截面减少结构承载力下降,有些甚至危及安全,必须引起各方的高度重视。本文论述了钢结构腐蚀的原因及其检测原理和方法。     

单宁酸复配缓蚀剂的成膜特性及缓蚀性

单宁酸由于环保、价格低的特点在金属保护方面应用广泛,然而单一利用单宁酸作为缓蚀剂取得的效果有限,有研究表明盐类与缓蚀剂复配可以改善缓蚀剂的缓蚀效果.在此基础上进行单宁酸复配缓蚀剂的研究,采用两种复配剂氯化铁、钼酸钠分别与单宁酸(TA)缓蚀剂进行复配,研究其对碳钢Q235的缓蚀效果.通过硫酸铜点滴实验、浸泡实验、电化学实验对比氯化铁、钼酸钠分别与单宁酸复配后在碳钢表面的成膜特性及缓蚀效果.硫酸铜点滴液变色时间随着单宁酸中氯化铁和钼酸钠两种化合物浓度的升高出现先增加后降低的趋势;浸泡实验可以看出在单宁酸中加入氯化铁和钼酸钠后,碳钢表面仅出现个别点蚀坑;根据电化学测试结果,对比加入氯化铁前后单宁酸缓蚀剂对碳钢的缓蚀效果,发现两者的电荷转移电阻由2698变为3711Ω·cm2,腐蚀电流密度由2.734降为1.902μA·cm-2.加入钼酸钠后,电荷转移电阻和腐蚀电流密度存在明显的增加与下降,电荷转移电阻由2698变为5100Ω·cm2,腐蚀电流密度由2.734降为0.714μA·cm-2.在单宁酸中添加氯化铁和钼酸钠都能改善单宁酸的缓蚀效果,其中单宁酸与钼酸钠复配的缓蚀效果更好.     

包覆性钡盐类盐卤腐蚀抑制剂在高抗蚀混凝土中的试验研究

应用新研发的钡盐类盐卤腐蚀抑制剂配制高抗蚀混凝土,对混凝土的耐腐蚀性能进行评价。结果显示,掺钡盐类盐卤腐蚀抑制剂的混凝土在抗压强度、抗氯离子渗透性能和抗硫酸盐侵蚀性能等方面均有明显优势。本研究可为盐渍土环境工程的混凝土应用提供重要依据。     

Combining hygrothermal and corrosion models to predict corrosion of metal fasteners embedded in wood

A combined heat, moisture, and corrosion model is presented and used to simulate the corrosion of metal fasteners embedded in solid wood exposed to the exterior environment. First, the moisture content and temperature at the wood/fastener interface is determined at each time step. Then, the amount of corrosion is determined spatially using an empirical corrosion rate model and the inputs of the first step. The result is a corrosion profile along the length of the fastener generated by summing the corrosion depths determined at each time step. We apply the combined model to predict the annual corrosion depth along a metal fastener in wood decks situated in nine different US cities. Corrosion profiles are found to exhibit the same general shape independently of climatic load, with the largest amount of corrosion occurring at 1–5 mm from the wood surface with corrosion depths ranging from 5 μm in Phoenix, Arizona to 45 μm in Hilo, Hawaii. Corrosion is confined to the first 7–20 mm of the fastener below the wood surface. By varying the climatic loads, we find that although there is a definite relation between total annual rain and total annual corrosion, under the same rain loads corrosion is higher for a climate with more evenly distributed rain events. The proposed combined model is able to capture corrosion behavior under varying loading. A sensitivity analysis gives guidelines for future corrosion modeling work for fasteners in wood.