典型金屬在乙二醇-水基冷卻液中的腐蝕.pdf

1、冷卻液在大功率、高熱流密度電子設(shè)備液冷系統(tǒng)中起著十分重要的、不可或缺的熱交換作用。研究冷卻液對液冷系統(tǒng)中典型金屬材料的腐蝕行為，為復(fù)雜液冷體系中冷卻液正常運行和建立其質(zhì)量性能穩(wěn)定性控制規(guī)程具有重要的意義。本論文研究了溫度、酸堿度和雜質(zhì)離子(Cl-、Fe3+、Cu2+)濃度分別對鑄鋁、防銹鋁、碳鋼、黃銅四種金屬腐蝕的影響。在此基礎(chǔ)上。采用排列組合的方法，進一步地研究了酸堿度、三種雜質(zhì)離子協(xié)同作用對鑄鋁、防銹鋁、碳鋼、黃銅四種金屬腐蝕行為的

2、影響。最后，采用電化學(xué)分析技術(shù)，探究了典型金屬在冷卻液中的腐蝕電化學(xué)機理。
　　研究結(jié)果表明:隨著冷卻液溫度升高，鑄鋁、防銹鋁、碳鋼、黃銅四種的腐蝕速率逐漸增大。其中，碳鋼腐蝕最為嚴重。在90℃的冷卻液中，碳鋼腐蝕速率最大;對于冷卻液的酸堿度，隨著pH值的降低，鑄鋁、防銹鋁和黃銅的腐蝕速率變化不大。但是，對碳鋼腐蝕影響明顯。當(dāng)冷卻液中Cl-的含量增大時，鑄鋁、防銹鋁的腐蝕速率影響明顯。相對來講，碳鋼的腐蝕最為嚴重。當(dāng)冷卻液中Fe3

3、+、Cu2+濃度增大時，對鑄鋁等四種金屬的腐蝕速率影響都較小。由此，某型號冷卻液的質(zhì)量性能穩(wěn)定性控制參數(shù)為酸堿度不低于7.5，Cl-、 Fe3+和Cu2+濃度均小于10 ppm。
　　實驗發(fā)現(xiàn)，在酸堿度、Cl-、Fe3+和Cu2+四種因素中，當(dāng)兩個因素、三因素或者四因素共同作用，對冷卻液中的金屬腐蝕都具有協(xié)同作用。其中，黃銅腐蝕受因素之間的協(xié)同作用影響最大。Fe3+/Cl-兩個因素、Fe3+/pH/Cl-三個因素的協(xié)同效應(yīng)影響最大

4、。
　　在冷卻液中，鑄鋁等四種金屬的腐蝕過程，主要表現(xiàn)為陽極鈍化控制過程。酸堿度、Fe3+和Cu2+對鑄鋁等四種金屬的腐蝕過程基本沒有影響。但是，在酸堿度作用時，黃銅的腐蝕過程受陰陽極混合控制;隨著冷卻液中Cl-濃度增大，鑄鋁和防銹鋁的腐蝕過程由陽極鈍化過程控制逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)殛庩枠O混合控制。
　　在冷卻液中，鑄鋁、防銹鋁電極的電化學(xué)阻抗譜特征均為在高頻區(qū)和低頻區(qū)各自出現(xiàn)一個變形的容抗弧，具有兩個時間常數(shù);對于碳鋼、黃銅，則在高頻