液相分散程度在氣-液-固多相體系腐蝕過(guò)程中的作用.pdf

1、金屬表面的液相狀態(tài)是影響氣/液/固多相體系腐蝕行為的重要因素，其中液相分散程度是評(píng)價(jià)氣/液/固多相分散腐蝕體系的主要液相狀態(tài)特征，與氣/液/固三相線界面區(qū)的物理特性密切相關(guān)。氣/液/固三相線界面區(qū)定義為氣/液/固三相交界線向液相區(qū)域內(nèi)0～100μm液膜厚度范圍內(nèi)的液相反應(yīng)區(qū)域。三相線界面區(qū)是比溶液本體相更強(qiáng)的高速陰極反應(yīng)區(qū)，其陰極反應(yīng)速度取決于三相線界面區(qū)面積以及三相線界面區(qū)分布狀態(tài)。液相分散程度可以由液相邊緣三相線界面區(qū)的長(zhǎng)度及寬度參

2、數(shù)來(lái)進(jìn)行描述，因此研究三相線界面區(qū)的性質(zhì)對(duì)氣/液/固多相體系腐蝕行為的影響能反映出液相分散程度在氣/液/固多相體系腐蝕過(guò)程中的作用。 本論文采用穩(wěn)態(tài)極化技術(shù)、電化學(xué)阻抗譜、線性極化電阻技術(shù)、接觸角測(cè)量技術(shù)以及顯微鏡觀察技術(shù)，分別研究了三相線界面區(qū)的長(zhǎng)度、寬度及液膜濃度對(duì)氧還原陰極過(guò)程及腐蝕行為的影響。 研究結(jié)果表明，三相線界面區(qū)長(zhǎng)度及寬度對(duì)金屬腐蝕陰極過(guò)程及腐蝕行為有重要影響。測(cè)得的陰極極限電流密度及腐蝕電流密度均隨單位

3、面積的三相線長(zhǎng)度及寬度的增加而線性增加，且單位三相線長(zhǎng)度從0增加到1 cm-1時(shí)，陰極極限電流密度近似增加一倍，相當(dāng)于電極反應(yīng)面積增加了一倍，表明三相線界面區(qū)對(duì)陰極行為具有很大的影響，是不能忽視的。從腐蝕的角度來(lái)說(shuō)，分散的液相比集中液相更能夠加速材料的大氣腐蝕過(guò)程。氣/液/固多相分散腐蝕體系是廣泛存在，因而這是一個(gè)必須重視的重要現(xiàn)象。 為了進(jìn)一步探尋三相線界面區(qū)加速陰極過(guò)程的作用機(jī)理，采用Kelvin探針技術(shù)研究了三相線界面區(qū)的

4、陰極極限電流密度隨液膜厚度的變化規(guī)律，初步建立了三相線界面區(qū)陰極過(guò)程模型，并在此基礎(chǔ)之上建立了三相線界面區(qū)加速陰極氧還原過(guò)程的作用機(jī)理模型。 大氣及土壤腐蝕體系均為典型的氣/液/固多相分散腐蝕體系，液相在金屬表面以高度分散態(tài)存在，因此液相分散程度對(duì)金屬腐蝕行為有重要影響。對(duì)于大氣腐蝕，結(jié)合分形定律，建立了液相分散程度與三相線界面區(qū)參數(shù)的相關(guān)性，并在此基礎(chǔ)之上，模擬研究了液相分散程度對(duì)大氣腐蝕行為的影響。模擬結(jié)果表明，大氣腐蝕陰極