金属表面含氧化石墨烯复合钝化膜层的制备及耐蚀性研究

来源 :西安石油大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:landywww
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
金属腐蚀是工业中常见的材料失效形式,因此,金属防腐处理技术是延长金属使用寿命、保证机件正常安全运行的有效手段。而钝化处理作为一种使用简单、方便快捷、经济实用的预防金属腐蚀的方法受到众多学者的青睐,目前,被广泛应用的是酸性铬酸盐钝化,然而由于Cr6+对人和环境都会造成危害,已被限制使用。因此人们就无铬钝化进行了多方面积极探索,发现单一的无机钝化和有机钝化都难以达到与铬酸盐相近的防腐效果,因此能够将有机钝化与无机钝化各自的优势相结合制备出有机无机复合钝化液才具有深远的指导意义。本文利用氧化石墨烯独特的层片状结构与含有大量含氧基团的功能,通过硅烷水解产生丰富的硅醇桥接氧化石墨烯与金属原子形成强共价键结合,并采用环氧树脂对其进行二次封闭,从而制备出一种绿色环保的有机-无机复合膜层。通过正交实验确定了氧化石墨烯-硅烷复合钝化液的配方,其具体含量为:γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷200m L/L,氧化石墨烯0.2 g/L,甲醇200 m L/L;运用单因素变量试验,通过中性盐雾试验、醋酸点滴试验,确定了最佳钝化工艺条件为:钝化时间90 s,钝化温度30℃,钝化p H=5。由于未达到预期效果,故在氧化石墨烯-硅烷钝化液中添加水性环氧树脂。结果表明,当加入环氧树脂含量为200 m L/L时,所制备的氧化石墨烯-硅烷-树脂复合钝化膜耐蚀性最好。采用扫描电镜(SEM)和红外光谱(FTIR)分析了复合膜层的表面形貌、元素和有机物质结构、种类,采用中性盐雾试验、醋酸铅点滴试验、Tafel极化曲线及电化学交流阻抗探讨了复合膜的耐腐蚀性能。结果表明,膜层表面比较平整光滑,只有个别凸起存在,膜层中含有的元素主要为C、O、Si,膜层中含有的有机物质为Si-O-C、Si-O-Si等;复合钝化膜使镀锌板的腐蚀电位(Ecorr)正移,自腐蚀电流密度(Icorr)下降,极化电阻(Rp)增大,有效减缓了镀锌板的腐蚀速率;复合膜层对镀锌板的附着性好,耐腐蚀性强,48 h中性盐雾试验后复合膜层的腐蚀速率为0.365 g/(m~2·h),与所选市售氧化石墨烯钝化液进行对比,发现其耐蚀性优于所选市售氧化石墨烯钝化液。
其他文献
随着我国天然气需求的增长,储气库建设与发展迎来黄金时期,保障储气库安全高效注采运行意义重大。储气库注采井受强注强采、高温高压、腐蚀环境复杂等因素影响存在腐蚀风险,严重威胁储气库安全运行。国内储气库运行实践表明,一级井屏障失效后将导致注采气侵入到A环空,并存在导致环空保护液防腐失效而造成注采管柱腐蚀穿孔的风险。然而,国内针对储气库注采管柱腐蚀主要集中在低含水腐蚀选材、电偶腐蚀风险研究等,对气侵环空保
学位
随着航空航天医学体系的逐步完善,动物离心试验机已经成为模拟高载荷(高G值)力学环境的重要设备之一。为了保证动物离心试验机运行的准确性、平稳性、可靠性以及数据的精确性,本文针对四臂多自由度动物离心试验机,研制了一套基于PI算法的速度精确调节控制系统,以实现动物离心试验机空间多轴向加速度的实验环境。本文主要研究内容如下:(1)针对动物离心试验机的性能参数进行了定量计算,为控制系统方案设计及硬件选型提供
学位
近年来,随着致密气和页岩气等非常规天然气的快速发展,加砂压裂技术取得了长足的进步。但是,由于加砂量的增大,以及高生产压差和高速气流的作用,会造成输气管线弯头严重损伤,导致刺漏事故频发。为此,本文通过弯头材质分析、腐蚀产物分析、宏观形貌观察及微观形貌分析等方法,开展现场调研和弯头失效分析,明确了弯头的失效机理及影响因素。然后,通过有限元模拟和现有防护方法对比,进行了弯头刺漏防治方法研究。以输气管线常
学位
锡烯作为新型二维纳米材料因其卓越的电子性能引起了研究学者们广泛的关注,它在纳米电子学等领域有许多潜在的应用,如场效应晶体管。然而,零带隙的特征阻碍了锡烯在高性能的场效应晶体管中的可行性。因此,锡烯电学性质的调控机理是一个重要的科学问题。基于以上问题,本文采用基于密度泛函理论(DFT),考虑范德华力修正的第一性原理计算方法,研究了外场(外加电场和应变场)作用下XS2和XSe2(X=Mo、W)衬底对锡
学位
调查研究是马克思主义的基本原则,是了解中国国情的重要工作方法,也是马克思主义中国化的重要途径。进入新时期新阶段,百年变局加速演进,国际形势错综复杂,国内任务繁重,在没有成熟经验借鉴的情况下,中国共产党进行广泛社会调查以及时获取信息、制定政策,是领导干部的重要能力和要求。中国共产党历来有调查研究的优良传统,并把调查研究作为在革命建设,改革开放各个历史时期谋事、决策、成事的重要传家法宝。延安时期,中共
学位
刮板链条作为煤炭开采运输过程中的重要零部件,其自身重量大且拆装工序繁琐,然而其拆装工作依旧停留在人工以及半机械化阶段,造成了工人劳动强度大、效率低等问题。本论文针对企业希望刮板链条能够实现自动化拆装的迫切需求,在自动化装配以及相关设计理论研究的基础上,设计了一种基于嵌入式控制器的刮板链条自动拆装控制系统,该控制系统能够实现刮板链条从上料到对其进行拆装与紧固的自动化作业,在降低工人劳动强度的同时提高
学位
MAG焊(Metal active gas arc welding)因具有高效率、高质量和低成本等优点,可成为中小型储罐的理想焊接方法。在过去的研究报道中,针对直流MAG(DCMAG)焊和脉冲MAG(PMAG)焊的研究仅仅是对焊接过程的稳定性、焊接接头微观组织和力学性能的简单评价,而未进行深入和系统地研究。本文以Q235低碳钢为研究对象,采用DCMAG焊和PMAG焊分别进行横焊和立焊,获得了四种焊
学位
有机太阳能电池(OSCs)凭借其质轻、可柔性大面积制备等优势获得了广泛的关注。得益于活性层材料的创新,有机太阳能电池的光电转换效率(PCE)已经突破20%,展现出巨大的发展潜力。本文设计并合成了一系列低成本、高效的非稠环电子受体材料,并系统的研究其光学、电化学及相应的光伏器件性能。本论文主要研究内容如下:(1)利用具有较强给电子能力的苯并二噻吩(BDT)单元为中间核心,采用具有较小体积的噻吩单元为
学位
镍基高温合金因其优异的高温强度、良好的结构稳定性和出色的抗氧化、抗热腐蚀性能而被广泛应用于制造燃气轮机高温结构件,杂质硫含量对合金氧化腐蚀性能的影响是目前热端部件成分设计和冶炼中的关键科学问题。本文选取硫含量分别为3ppm、16ppm、42ppm的K415合金,采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、电子探针等手段对不同硫含量的K415合金在纯Na2SO4和75%Na2SO4+25%Na Cl下的热腐蚀
学位
管式固体氧化物燃料电池的独特构造使其具有抗热冲击性、耐用性以及易于堆栈组装等优点,但管状电极支撑的薄膜电解质材料的制备工艺较为复杂。限域内共烧结简化了工序,缩短了制造周期,具有较强的生产可行性,可满足电解质薄膜的制备要求。本论文分别采用浸渍法和离心沉积技术在石英管模具内壁制备了YSZ电解质膜层,并结合冷等静压-限域内共烧结技术,成功制备得到了管状Ni O-YSZ支撑电解质膜层材料,研究了浸渍次数、
学位