離子注入在鉛、鎳和鋁腐蝕與防護(hù)中的應(yīng)用.pdf

1、離子注入技術(shù)作為金屬表面處理的一種新技術(shù)，其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)將越來(lái)越為人們所注意。該文通過(guò)離子注入在金屬防腐、電極改性方面的應(yīng)用，來(lái)說(shuō)明離子注入技術(shù)在金屬表面處理中的優(yōu)越性。 該文借鑒通量傳遞的方程，創(chuàng)新地提出了離子注入過(guò)程的傳熱方程，并推導(dǎo)出描述試樣溫度的公式，得到了不同條件下離子注入所允許的時(shí)間最大值的計(jì)算方法。 該文研究了鈦離子注入劑量及加速能量對(duì)鉛和鉛-4％銻合金腐蝕行為的影響。鈦離子注入有利于抑制鉛腐蝕的陽(yáng)極過(guò)程，但

2、加速了氫的析出。在鈦的注入劑量過(guò)高時(shí)，鈦表面濃度很大，其偏析嚴(yán)重，可在表面上形成新的微電池，促進(jìn)腐蝕發(fā)生，同時(shí)也降低了氫析出過(guò)電位，因而加快了鉛在硫酸中的腐蝕，但若鈦離子的注入劑量太小將使鈦在表面保護(hù)層中的濃度降低，從而達(dá)不到較好的防腐蝕效果。 采用控制電流暫態(tài)技術(shù)研究可知，在不同鈦?zhàn)⑷雱┝肯?，在鉛表面上氫析出過(guò)電位的減小比在鉛-4％銻表面上更為嚴(yán)重，特別是當(dāng)鈦離子注入劑量超過(guò)5×1016atoms.cm-2時(shí)，在鉛表面上氫析出

3、過(guò)電位的減小更加迅速，而在鉛-4％銻合金表面氫析出過(guò)電位緩慢減小。因此，鈦離子注入對(duì)鋁-4％銻合金腐蝕性能的改善比對(duì)鉛更為明顯。從試驗(yàn)可知，鈦離子加速能量控制在60kev附近為宜。 該文還通過(guò)俄歇電子能譜法(AES)、電子顯微分析(SEM)和能量彌散X射線分析(EDAX)等方法來(lái)研究論證鈦離子注入對(duì)金屬腐蝕防護(hù)中的作用，通過(guò)俄歇電子能譜法(AES)、電子顯微分析(SEM)和能量彌散X射線分析(EDAX)等方法研究鈦離子注入對(duì)鉛和

4、鉛-4％銻合金腐蝕的影響，其結(jié)果與用電化學(xué)方法研究得到的結(jié)論相似。 該文嘗試采用其它一些金屬作為離子源材料，注入鉛和鉛-4％銻合金中，來(lái)了解離子注入技術(shù)對(duì)金屬防腐的影響，所得結(jié)果與鈦離子注入一樣，其他金屬的注入也可以大大改善鉛和鉛-4％銻合金的防腐性能。 該文還研究了鈷離子注入對(duì)鎳電極性能的改良。通過(guò)電流階躍法研究堿性鎳電極上Ni(OH)2/NiOOH電對(duì)的電化學(xué)反應(yīng)，用充電電流、放電電流作為電極性能改良的評(píng)價(jià)指標(biāo)。充放

5、電流的大小對(duì)鎳電極性能有明顯影響，主要表現(xiàn)在對(duì)鎳電極上氫氣和氧氣析出反應(yīng)過(guò)電位的增加與減小。用離子注入技術(shù)將鉆元素引入鎳電極表面可提高鎳電極的充電效率，這是因?yàn)橐氲拟捠够钚晕镔|(zhì)反應(yīng)的電位降低或更接近其平衡電位，遠(yuǎn)離氧氣的析出電位，影響到充放電時(shí)氣體的析出反應(yīng)，特別是減緩了鎳電極充電過(guò)程中副反應(yīng)的發(fā)生。研究表明，在鈷離子注入之后，轉(zhuǎn)化到NiOOH的Ni(OH)2量有所增加。 該文通過(guò)鈦離子注入金屬鋁中來(lái)研究其耐氯離子孔蝕能力，結(jié)