扫描微电极法测定金属微区腐蚀电位及电流密度分布是研究金属局部腐蚀的重要手段。本文在评述了目前利用扫描电极测量金属表面电位分布的各种方法基础上,建立了新的实验系统。文中阐述了本方法的电化学理论基础,提出了获得外径低达数微米且具有良好电化学性能的 Ag/igCl参比电极,设计制造了微参比电极在样品表面附近自动扫描的机械装置,研制了具有高输入阻抗,强抗干扰能力的电位分布测定仪器,还介绍了测量电流密度分布等方法。本实验系统具有较高的测量精度,整套装置简易可行,能满足测量实际腐蚀体系的要求。

本文利用扫描微电极测量系统,测定了若干金属在腐蚀介质中发生局部腐蚀时的电位、电流密度分布,研究了腐蚀点间的相互作用及低合金钢和不锈钢在腐蚀介质中发生各种形式的局部腐蚀行为。配合扫描电子显微镜考察了腐蚀活性点与非活性点微观形貌成分的区别,从而对金属在介质中的局部腐蚀的发生发展讲行讨论。

本工作研究和比较了苯并噻唑与2-巯基苯并噻唑在 HCl 溶液中对碳钢腐蚀的缓蚀行为。以探讨巯基(-SH)的作用。结果表明,巯基的引入明显地改善了苯并噻唑的缓蚀性能。这种作用主要是通过提高苯并噻唑的表面活性而达到的。琉基的引入并没有改变苯并噻唑的吸附规律和在碳钢电极上的排列方式。极化曲线的结果表明,二者都是以抑制阳极过程为主的混合型缓蚀剂。但是,巯基的引入明显地增加了苯并噻唑对碳钢腐蚀的阴极过程的抑制能力。

铝上的阻挡型阳极氧化膜浸泡在不同 pH 的铬酸盐/重铬酸盐溶液中时,膜的电容会不断增大,通常都把这一现象归因于阳极氧化膜的单纯的均匀减薄。然而,本研究表明,在经过这样浸泡的膜的截面超薄切片的透射电镜照片上,膜厚度的减小比由电容数据算出的结果小得多。由这两种方法获得的膜厚数据的明显差异,用膜的简单溶解是无法解释的。它很可能跟铬酸根离子在阳极氧化膜中较复杂的渗透过程有关,渗透了的膜到最终才变得松散而溶解。这一结论得到了俄歇电子能谱分析的佐证,因为在浸泡过的膜的外层发现有铬的存在。

用微电极法和 pH 试纸法直接测定了 Ti-5 Al-2.5Sn 和 Ti-5 Al-4V 在近中性3.5%wt.NaCl 水溶液中应力腐蚀裂纹顶端溶液的 pH 值,结果在1.7到2.0范围内。模拟实验的结果与上述结果一致。金相跟踪观察证明上述钛合金应力腐蚀裂纹的扩展过程是首先在裂纹前端的塑性区中形成若干小裂纹,然后主裂纹与小裂纹相对扩展并最后连通。用扫描电镜检查了应力腐蚀开裂(SCC)断口形貌。基于这些结果,作者提出并讨论了钛合金 SCC 的模型。

采用常规腐蚀试验、电化学和表面分析等方法,评价了 Cu 对 Ni-Cr-Mo 耐蚀合金在沸腾温度下的50%H_2SO_4+42g/1Fe_2(SO_4)8、10%HCl 酸和40%HF 酸中耐蚀性的影响。结果指出,加入微量 Cu 不仅显著提高 Ni-Cr-Mo 合金在沸腾40%HF 酸中的耐蚀性(约100倍),而且保留了此合金的原有耐蚀特点。Cu 对合金电化学行为的影响以及经腐蚀后合金表面层成份的变化,均说明 Cu 的良好作用在于使合金在 HF 酸中生成富 Cu 层进而改变了电化学行为,并非是对合金组织结构产生影响的结果。

为了适应我国油气田深井高浓度盐酸或土酸酸化压裂工艺的需要,用苯乙酮、苯胺、六次甲基四胺、丙炔醇等作原料,制成一种高温浓盐酸缓蚀剂—“7801”。在实验室内进行了常温常压、高温高压(150℃及150大气压)腐蚀试验、抗 H_2S 腐蚀和抗氢脆性能试验,以及夏天和冬天室温酸液长期浸泡试验。结果表明“7801”的缓蚀性能较好,可以供5km 深的油、气井在采用28%HCl 溶液酸化时用作缓蚀剂,而不必加碘化物。本文还对合成酮胺醛缩合物的反应及“7801”的缓蚀作用机理进行了初步探讨。

测定了 PbO_2/Ti 电极在10%海水、天然海水、0.5NNa_2SO_4和5MNaCl 溶液中,温度25℃时的阳极极化曲线。在高电流密度范围内,它比 Pt/Ti 电极具有较低的氯和氧的过电位。该电极在上述介质中的消耗率比 Pt/Ti 阳极大,但远小于 Pb～2%Ag 阳极。这种电极已应用于阴极保护系统和次氯酸钠发生器中。

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