用交流阻抗技术确定船用钢的最佳阴极保护电位

一、前言目前海上船舶和建筑物几乎都采用了牺牲阳极或外加电流的阴极保护措施。按照不同材质和涂层,选择最佳阴极保护电位是保证保护效果并防止过保护的一项至关重要的研究内容。到目前为止在通常的使用环境中(中性水溶液,土壤等),还只是依靠经验来确定,都选用比自然腐蚀电位大约负0.3伏的电位值作为最佳阴极保护电位值,也有的利用阴极极化曲线的弯曲点来确定。最近水流徹等用交流阻抗技术做了这方面的探讨。我们结合船用钢的阴极保护工作,用交流阻抗技术研究了不同表面状态下电极的交流阻抗特征及确定最佳阴极保护电位的方法。

Zn－SiO_2复合镀层的结构与耐蚀性

采用具有使镀液高速流动的电镀装置，制备Ｚｎ－ＳｉＯ２复合镀层试样，利用扫描电镜、Ｘ射线衍射及透射电镜测定它们的相结构、组织、缺陷及表面形貌，找出了Ｚｎ－ＳｉＯ２复合镀层耐蚀性比纯锌层高的原因。

高速Zn－SiO_2复合电镀

在实验室高速电镀装置上，研究了镀液中ＳｉＯ２加入量、阴极电流密度对镀层中ＳｉＯ２含量及镀层表面形貌、组织结构的影响，确定了理想的ＳｉＯ２加入范围和阴极电流密度。

锌－镍合金共沉积的交流阻抗行为

测量了含有Ｎｉ（２＋），Ｚｎ（２＋）及Ｚｎ（２＋）、Ｎｉ（２＋）的氯化铵型电解液中电极的极化值。在外加２Ａ／ｄｍ２的阴极偏流下，分别测取了各溶液中电极的交流阻抗谱，以此为基础，提出了镍、锌及锌－镍共沉积的等效电路模型。

Zn-Ni合金共沉积电化学行为与机理研究

采用直流电镀方法，研究了氯化铵体系的Ｚｎ－Ｎｉ合金共沉积过程的电化学行为以及相随的析氢规律．在外加２Ａ／ｄｍ２阴极电流下，测定电极的交流阻抗谱。

微量元素铅对IF钢镀锌结构及耐蚀性的影响

采用高速电镀试验装置，研究了电解液中存在的微量元素Ｐｂ２＋对镀锌层结构与耐蚀性的影响。结果表明，电解液中Ｐｂ２＋浓度增加，镀锌层结构产生显著变化；镀层结构对耐蚀性有影响，（００２）和（００４）面择优取向变小易出现灰变。

纯铬钝化膜的电化学性能

本文用交流阻抗技术,通过对钝化铬在中性H_3BO_3+Na_2B_4O_7溶液中添加了K_3Fe_2(CN)_6/K_4Fe(CN)_6氧化还原对溶液中的极化性能及交流阻抗特性的研究,讨论了铬的钝化膜的电路模型。

镍-铁合金电析的研究

选用硫酸盐体系,并加有少量具有缓冲作用的添加剂,作为电镀用溶液。采用直流电镀、恒电流脉冲电镀及非对称交流电镀法,比较了三种电流波形对镀层质量的影响,确定了非对称交流法在坡莫合金(即镀层中含铁量为20％镍-铁合金)电析中的良好作用。并讨论了电流波形对沉积过程的影响。

基于交流阻抗和数值积分方法测定腐蚀反应电阻

提出了基于交流阻抗和数值积分原理的二点频率法。通过数值积分计算出腐蚀体系交流阻抗的突部和虚部,求解方程获得腐蚀反应电阻,进而求得腐蚀反应速度。该方法测量时间短,精度高。根据这一改进方法,建立了以TP801B单板计算机与TP801 1232A/D模数转换板及接口电路组成的腐蚀速度测量系统。通过对等效电路及实际体系的测量,并同SOLARTRON1250频响仪测量结果进行比较,证明了该方法的可靠性。由于整个过程仅由单板机控制,设备规模小,造价低,在腐蚀监控领域具有应用价值。

电镀条件对镀锌钢板成型过程中粘锌的影响

利用ＳＥＭ、Ｘ－射线衍射仪、表面形貌仪等，研究了不同电镀条件下镀层在成型过程中与模具间的粘着。结果表明，镀层的粘着随锌层（００Ｘ）面（Ｘ＝２，４）择优程度的增加而加剧；镀层表面粗糙度的降低、厚度的增大导致其粘锌行为的增强。

“济远舰”的深海腐蚀状态

对沉没海底84年的“济远舰”的深海腐蚀状况进行了研究,确定了该船主要部件用钢类型及其组织和成分;各类钢的腐蚀类型及发生各类型腐蚀的原因。通过研究,初步揭示了各类钢长期深海腐蚀的规律和特征。

纯镍钝化膜的电化学性能

为了搞清镍的钝化行为,本文用极化曲线法及交流阻抗技术,通过对纯镍在中性H_3BO_33-Na_2B_4O_7溶液及添加了K_3Fe(CN)_6/K_4Fe(CN)_6氧化-还原系溶液中的极化行为及交流阻抗特性的研究,讨论了钝化膜的电模型和电极反应。

Ti基IrO_2+Ta_2O_5涂层阳极的析氧电催化活性

通过极化曲线与电化学阻抗谱测试研究了Ｔｉ基ＩｒＯ２＋Ｔａ２Ｏ５阳极的析氧电催化活性．结果表明， ＩｒＯ２含量为７０％（摩尔分数）时，混合氧化物阳极表面具有最高的析氧活性．这缘于该成分含量阳极中活性组元ＩｒＯ２的真实表面浓度达到最大；而且，由于表面析出晶粒的最细化，在析氧电位下受析出氧气的冲击，该成分阳极表面的活性点数目得到最大程度的提高．由此提出决定氧化物阳极析氧电催化活性的热力学及动力学判据．

锌镀层彩色低铬钝化

提出了一种快速彩色低铬钝化新工艺。研究表明，锌镀层经钝化后，中性盐雾试验出现白锈时间是未钝化的５０倍。文中还对锌镀层铬酸盐化膜的形成机制及防护机理进行了探讨。

钛基IrO_2-Ta_2O_5涂层阳极电化学多孔性研究

用循环伏安法研究了不同成分及不同热分解温度所得钛基IrO2 Ta2 O5 阳极电化学活性与多孔特性。阳极的电化学活性表面积随涂层中氧化物的成分变化而呈振荡变化 ;表面活性点数目随制备温度上升而下降。当阳极中IrO2 的摩尔分数为 0 .7时 ,氧化物阳极的孔隙率达到最低值 ;孔隙率随制备温度上升而下降。

氯盐制备IrO_2+Ta_2O_5混合氧化物阳极的热解形成过程

通过热重分析和差热分析并结合 X射线衍射技术对 Ir O2 +Ta2 O5 混合氧化物的热形成进行了研究。结果表明 :摩尔分数 x<2 5 %时 ,在混合氯盐体系 x H2 Ir Cl6 +(1- x)Ta Cl5 中 ,热解产物中的固溶体为β相 (β- Ta2 O5 中固溶了 Ir组元 ) ;x≥ 2 5 %时 ,生成的固溶体为固溶了 Ta组元的 Ir O2 金红石相 ,而且数量在两个以上 ;只有当 x≥ 42 .86 %时 ,其中的金红石相固溶体才是稳定的。 Ir和 Ta组元在热解过程中相互促进的作用强度顺序为 :x=5 .2 6 % <x =2 5 % <x =42 .86 % <x =5 3.86 % >x=6 6 .7%。在低 Ir含量 (x=5 .2 6 % )下或低 Ta含量 (x=6 6 .7% )体系中 。

Zn-SiO_2复合镀中氢的侵入及镀后逸出行为

对酸性硫酸盐体系 Zn-Si O2 复合镀过程中氢侵入基体 ,在镀层中的包容及放置过程中基体内氢的逸出行为研究表明 :Zn-Si O2 复合镀层比纯锌镀层包容的氢多 ,氢的渗透也更容易 ;随镀层中 Si O2 含量的增加 ,镀样氢含量也增加 ,而基体中的氢含量在镀层中 Si O2 达到一定量后便趋于稳定 ;由于氢在 Zn-Si O2 镀层中容易迁移 ,经相同放置时间后 ,Zn-Si O2 复合镀样基体氢含量低于纯锌镀样。缺口试样恒应变速率拉伸实验 ( 10 - 4 m m· s- 1 )结果表明 ,自然放置 ,Zn-Si

电镀锌钢板CrO_3-H_3PO_4-SiO_2体系钝化膜

研究了电镀锌钢板CrO3-H3PO4－SiO2体系纯化膜的成分与结构，并对钝化膜的耐蚀性及其原因进行了探讨．结果表明，该钝化膜是1种由CrO3，Cr（OH）3，CrOOH，ZnCrO4，ZnSiO3Zn3（PO4）2，CrPO4和SiO2等化合物组成的、具有凝胶网络状结构的厚型复合转化膜.这种膜具有良好的屏蔽效应和缓蚀作用，能明显地改善镀锌钢板抗白锈的能力．它的耐蚀性是CrO3－SiO2体系钝化膜的3倍．

Zn—SiO_2复合镀工艺研究

采用循环电镀实验装置，研究了硫酸盐体系电沉积Ｚｎ—ＳｉＯ２复合镀层的工艺。探讨了镀液中的ＳｉＯ２加入量、阴极电流密度、ｐＨ值等对镀层中ＳｉＯ２含量、阴极电流效率、镀层微观形貌的影响，确定了Ｚｎ—ＳｉＯ２复合镀最佳工艺参数。

Ti基IrO_2+Ta_2O_5涂层中氧化物附着量的XRF分析

对传统热解法制得的 Ti基 Ir O2 +Ta2 O5 涂层进行了 X射线能谱 ( EDX)及 X射线衍射 ( XRD)测试分析。结果表明 ,涂层中 Cl元素的含量随温度上升而降低 ,至 5 0 0℃后已降为较低数值 ( 2 % ) ,此温度下 Ir组元几乎以 Ir O2 晶体相存在。Ti基金属的热重分析 ( TGA)表明 ,5 0 0℃下经 4h预氧化后 ,该基体金属已不再氧化增重。结合涂层 EDX、XRD及 Ti基 TGA测试结果 ,确定了 X射线荧光分析 ( XRF )用标准试样的制备条件 ,并同时测定了不同成分及温度所得 Ir O2 +Ta2 O5 涂层中两种氧化物的附着量 。