库尔勒土壤模拟溶液的pH对X80管线钢电化学腐蚀行为的影响

通过测定电化学阻抗谱和动电位极化曲线,研究了库尔勒土壤模拟溶液的pH对X80钢电化学腐蚀行为的影响,并用光学显微镜观察其腐蚀表面形貌。结果表明:随着模拟溶液pH的增大,X80钢的腐蚀速率呈现逐渐减小的趋势;当模拟溶液为弱酸性时,腐蚀产物膜遭到破坏,X80钢表面腐蚀坑明显;当溶液为碱性时,腐蚀产物膜能够防止金属进一步腐蚀;模拟溶液pH为10.5时,X80钢表面出现了钝化膜,其表面腐蚀现象不明显,只有几个微小的腐蚀坑存在。

混凝土碳化深度酚酞与pH测试值的相关性研究

针对现有酚酞测量碳化深度的方法无法界定不完全碳化区的不足,采用模拟孔溶液法研究了不同温度、湿度和二氧化碳浓度条件下混凝土碳化区域的分布,认为混凝土模拟孔溶液与真实孔溶液的pH值不同,但可反映出真实孔溶液pH值的变化趋势,并给出了混凝土完全碳化区内表层较内层模拟孔溶液pH值偏大的原因。考虑骨料分布差异,提出了基于模拟孔溶液pH值界定混凝土完全和不完全碳化区域的方法,建立了基于模拟孔溶液的碳化混凝土pH值分布模型。将依模拟孔溶液pH值曲线界定的完全碳化区终点深度和不完全碳化区终点深度与酚酞测试无色区深度对比,结果表明,混凝土碳化深度酚酞测试值介于完全和未完全碳化深度之间,其值约为完全碳化区长度的2倍。

HCO_3^-浓度对X80管线钢在高pH值模拟土壤溶液中腐蚀行为的影响

环境因素对管线钢在碱性土壤中的腐蚀行为影响明显。采用电化学测试技术研究了HCO_3^-浓度对X80管线钢在高pH值模拟土壤溶液中腐蚀行为的影响。结果表明:X80管线钢在NaHCO_3溶液中的腐蚀过程为活化钝化机理;HCO_3^-浓度影响过渡钝化区阳极峰的数量,当HCO_3^-浓度小于或等于0.50 mol/L时,有2个阳极峰;当HCO_3^-浓度大于0.50 mol/L时,有1个阳极峰;随HCO_3^-浓度增大,腐蚀速率增大;加入Na_2CO_3后,腐蚀过程及机理不发生变化。

X80钢母材和焊缝在高pH值土壤模拟溶液中的点蚀行为

目前,对管线钢焊缝应力腐蚀行为研究较多,而针对其点蚀行为的研究很少。采用动电位极化和电化学阻抗谱研究了X80钢母材和焊缝在高pH值土壤模拟溶液(0.50 mol/LNaHCO_3+0.02 mol/LNaCl)中的点蚀行为,通过金相显微镜观察了母材和焊缝的显微组织和极化后的点蚀形貌,借助Mott-Schokkty曲线分析了钝化膜的半导体特性。结果表明:X80钢母材和焊缝在高pH值土壤模拟溶液中都能够发生钝化,但母材的钝化区间范围更宽,击穿电位更高。母材和焊缝表面所成的钝化膜都呈n型半导体特征,但母材表面的钝化膜致密性和均匀性更好,膜电阻和电荷转移电阻更大,钝化膜内的缺陷密度也更低,这是导致母材抗点蚀性能优于焊缝的一个原因。此外,焊缝组织中高含量的贝氏体组织是造成其点蚀性能下降的另一个因素。

管线钢在近中性pH值溶液中的应力腐蚀

为研究不同强度管线钢在近中性土壤环境中的耐腐蚀性能,模拟近中性土壤环境,采用C型环试样进行浸泡试验、电化学试验(极化曲线)来研究X80和X100这2种高强度管线钢在近中性环境中的应力腐蚀行为,采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对试验后的试样腐蚀形貌、产物、结构进行了分析。结果表明:在模拟近中性土壤环境下,耐点腐蚀性能X100>X80,加载应力试样<不加载应力试样; 2种材料均表现出应力腐蚀开裂(SCC)敏感性,SCC敏感性X100>X80,说明随着管线钢强度的提高,SCC敏感性增大;应力腐蚀机制为阳极溶解(AD)+氢脆(HE)。

高pH值的硝酸铀酰溶液中碳钢腐蚀与沉积膜的特性

用均匀腐蚀法和电化学法研究了碳钢(A3)在pH值5.0的硝酸铀酰溶液中的腐蚀行为。均匀腐蚀试验结果表明,碳钢在pH值5.0硝酸铀酰溶液中发生非电化学腐蚀,使溶液酸度降低,导致铀酰离子水解,在碳钢表面形成了水合氧化铀沉积膜。动电位阳极极化试验结果显示,碳钢的腐蚀电位随扫描电位速率的增加向阴极方向移动,UO^2^(2+)的沉积对碳钢的阴极反应有抑制作用。均匀腐蚀后的样品,经XRD、XPS分析证实,沉积膜主要为铀酰离子的氧化物沉淀。

与钢筋脱钝化临界孔溶液pH值相关联的混凝土碳化理论模型

通过分析混凝土可碳化物质来源,认为抗碳化能力的关键是在孔溶液中电离形成的OH-总量。讨论了混凝土碳化过程孔溶液碱度变化与孔溶液氢氧根离子形成过程的关系。在Papadakis碳化模型的基础上提出了与钢筋脱钝化临界孔溶液pH值相关联的可用于大掺量工业废渣混凝土及含氯盐混凝土改进的碳化理论模型。应用模型对3个水胶比(以质量计,下同)的普通混凝土和掺25%矿渣和25%粉煤灰混凝土的碳化值进行了理论计算,计算结果与加速碳化试验的结果比较分析表明:改进的碳化理论模型对于大掺量工业废渣混凝土具有相对好的准确性,同时分析表明该模型对于含氯盐混凝土也具有良好的适应性,从而为大气环境下掺工业废渣混凝土和含氯盐混凝土的耐久性设计和使用寿命预测提供了新的方法和途径。

电子计算机辅助研究缓冲溶液中的pH值变化

计算机辅助化学研究是一个方兴未艾的研究领域,使用计算机这一计算工具不仅可以加快研究速度,也可以解决用手算难以解决的科学问题;本文以一元弱酸和弱酸盐形成的缓冲溶液中滴入强酸或强碱溶液后,缓冲溶液中的pH值的变化为研究问题,讨论计算机辅助化学研究的一般方法。

Q235钢和纯铜在不同pH红壤模拟溶液中的腐蚀电化学特征

采用极化曲线和电化学阻抗谱(EIS)技术,对比研究了Q235钢和纯铜在不同pH红壤模拟溶液中的腐蚀电化学特征.结果 表明:Q235钢和纯铜的腐蚀速率均随着溶液pH的升高而降低.在红壤模拟溶液中,Q235钢的阳极主要发生Fe的活性溶解,腐蚀过程受阴极还原反应控制;纯铜阴极主要发生氧的去极化反应,腐蚀过程受阳极溶解反应控制,且溶液中的H+含量会影响腐蚀产物膜的形成过程.在pH为4和5的模拟溶液中,纯铜的耐蚀性较碳钢的提高不大;在pH为6的模拟溶液中,致密腐蚀产物膜的形成使纯铜的腐蚀速率显著降低.

模拟混凝土孔隙液的pH值对钢筋腐蚀的Cl^-质量分数的影响

钢筋混凝土建筑在现代建筑中最为常见,但钢筋混凝土结构建筑也有自身的缺陷,随着时间的推移,有害离子特别是Cl-的侵入,使得钢筋混凝土建筑的寿命缩短。文章研究了在模拟钢筋混凝土孔隙液中,钢筋发生腐蚀与Cl-质量分数之间的关系及pH值对腐蚀电位的影响。结果表明,随着pH值的增加,钢筋的腐蚀电位增加;钢筋被腐蚀的Cl-浓度与孔隙液的pH值有关,其中临界Cl-浓度与模拟孔隙液pH值呈半对数线性关系。

电极工作面积和孔隙液pH值对钢筋脱钝临界氯离子浓度的影响

基于模拟混凝土孔隙液中的钢筋脱钝试验,揭示了钢筋电极的工作面积和模拟混凝土孔隙液的pH值对钢筋脱钝过程中开路电位、极化电阻和腐蚀电流密度的影响规律,确定了不同钢筋电极工作面积和pH值条件下钢筋脱钝的临界氯离子浓度,分别建立了钢筋电极工作面积和模拟混凝土孔隙液pH值与钢筋脱钝临界氯离子浓度之间的定量关系.结果表明:随着钢筋电极工作面积的增大,钢筋脱钝的临界氯离子浓度降低;随着模拟混凝土孔隙液pH值的增加,以自由氯离子浓度[Cl^(-)]表征的临界氯离子浓度增加,而以[Cl^(-)]/[OH^(-)]表征的临界氯离子浓度降低;与开路电位和极化电阻相比,钢筋脱钝过程中腐蚀电流密度的突变点更加明显.

高温、高压和pH值多种因素作用下蒙脱石层间Cs^(+)/UO_(2)^(2+)水化和扩散行为的分子模拟

作为核废物地质处置库缓冲回填材料的主要成分,蒙脱石在特殊环境(高温、高压和pH多种因素作用)下吸附阻滞核素的行为对缓冲回填材料的性能评估至关重要。为从微观分子尺度探究特殊环境下蒙脱石层间核素离子的吸附扩散行为,本文采用蒙特卡罗(MC)和分子动力学(MD)方法,分别研究了Cs^(+)/UO_(2)^(2+)在蒙脱石层间的吸附行为,以及高温、高压和pH值多种因素作用下的水化和扩散动力特征。MC结果表明:蒙脱石层间的Cs^(+)、UO_(2)^(2+)周围分别会形成1层和2层水化壳,且层间水分子与四面体中氧原子之间形成了明显的氢键;当c=1.25 nm时,蒙脱石层间最多可吸附285个水分子。MD结果表明:高温、高压和pH值都会对Cs^(+)、UO_(2)^(2+)的水化和扩散产生影响。常温、常压下pH值分别为11.85、12.15时,Cs^(+)、UO_(2)^(2+)水化壳中的水分子数最多;pH值分别为12.15、11.85时,Cs^(+)、UO_(2)^(2+)的扩散系数最大,分别为5.31×10^(-13)m^(2)/s和1.11×10^(-12)m^(2)/s。与常温、常压相比,高温、高压下Cs^(+)、UO_(2)^(2+)水化壳中的水分子数最多时,pH值分别为7.00、12.15;而Cs^(+)、UO_(2)^(2+)扩散系数最大(1.12×10^(-12)m^(2)/s、1.01×10^(-12)m^(2)/s)时的pH值均为12.15。

Effects of curing age on compressive and tensile stress-strain behaviors of ecological high ductility cementitious composites

To obtain the design parameters of the structure made by ecological high ductility cementitious composites(Eco-HDCC),the effects of curing age on the compressive and tensile stress-strain relationships were studied.The reaction degree of fly ash,non-evaporable water content and the pH value in pore solution were calculated to reveal the mechanical property.The results indicate that as the curing age increases,the peak compressive strength,peak compressive strain and ultimate tensile strength of Eco-HDCC increase.However,the ultimate compressive strain and ultimate tensile strain of Eco-HDCC decrease with the increase in curing age.Besides,as the curing age increases,the reaction degree of fly ash and non-evaporable water content in Eco-HDCC increase,while the pH value in the pore solution of Eco-HDCC decreases.Finally,the simplified compressive and tensile stress-strain constitutive relationship models of Eco-HDCC with a curing age of 28 d were suggested for the structure design safety.

不同pH条件下长石和方解石矿物选择性溶蚀过程

为研究富含CO_(2)和有机酸两种地层流体对长石和方解石矿物溶蚀能力与特征的差异,模拟地层温压条件,在有机酸和CO_(2)体系中进行长石和方解石矿物溶蚀模拟实验,结合GWB(Geochemist's Workbench)12.0软件模拟结果,采用原子吸收、扫描电镜(SEM)、X线衍射(XRD)、能谱分析等方法,分析长石和方解石矿物的溶蚀过程。结果表明:pH是影响长石和方解石矿物选择性溶蚀的重要因素。在温度为200℃、乙酸溶液条件下,矿物溶蚀表现为长石强溶蚀—方解石弱溶蚀的选择性溶蚀,pH为3.0较pH为7.0溶蚀现象更明显。pH影响Si、Al在溶液中的存在形态,进而影响长石向高岭石等二次矿物的转化,从而影响矿物的溶蚀过程。长石和方解石矿物溶蚀过程主要分为方解石快速溶解—长石缓慢溶解阶段、层状硅酸盐矿物沉淀阶段、长石快速溶解—方解石缓慢溶解阶段。该结果为优质储层的预测提供数据支撑。

碱性清洗液pH值调节中模糊专家系统的应用

铁路运输罐车的清洗过程,由于工作方式和环境条件的影响,具有非线性和时变性等特点。针对该复杂过程,提出了专家模糊控制算法。解决了完整精确数学模型难建立的问题,并结合了操作工人的实际生产经验及专家规则,实现了对清洗液pH值的闭环控制。并用MATLAB进行了仿真,验证了此控制方案的可行性和有效性。

pH值对X70管线钢在北部湾钦州砖红壤模拟溶液中腐蚀行为的影响

为探究X70管线钢在不同pH值下的腐蚀规律及机理,采用动电位极化曲线和电化学交流阻抗谱测试技术、质量法、X射线衍射技术研究了在恒温条件下不同pH值X70管线钢在北部湾钦州砖红壤模拟溶液中的电化学腐蚀行为。结果表明:随着pH值的降低,X70管线钢的容抗弧阻值不断减小,随之极化电阻减小,且自腐蚀电位负移,自腐蚀电流密度增加,X70管线钢溶解速率变大,腐蚀性增强。极化过程中,阳极X70管线钢活化溶解,阴极反应存在吸氧腐蚀和析氢腐蚀。溶液酸性越强,H^(+)会促进腐蚀产物FeO(OH)和Fe_(2)O_(3)向FeO(OH)的转变,并且H^(+)在反应过程中会生成氢气,造成腐蚀产物的疏松,对管线钢基体保护性变弱,腐蚀加剧。

医用NiTi形状记忆合金的腐蚀特性

研究了0.9%NaCl生理液、Hank's模拟体液和Tyrode's模拟血液的pH值和Cl^-离子浓度对医用NiTi形状记忆合金Ni离子腐蚀溶出的影响.结果表明,三种模拟体液的氧化还原电位不同,使Ni离子释放呈现出差异,Tyrode's模拟血液中Ni离子释放量较高;随着pH值的增大Ni的Flade电位降低,从而使Ni离子释放量降低;随着Cl^-浓度增加,Ni离子释放量增大,呈现出较强的Ni选择性腐蚀行为,而Ti的腐蚀微弱,点蚀是其主要的腐蚀形式.

溶液酸碱度对锌包钢腐蚀行为的影响

采用极化曲线、电化学阻抗谱和全浸失重法研究了锌包钢接地材料和Q235钢在不同pH值的江西赣州红壤模拟溶液中的腐蚀行为。结果表明:在pH值为6、7、8的三种红壤模拟溶液中,随pH值的增大,锌包钢腐蚀速率减小;随着浸泡时间的延长,腐蚀速率先减后增。锌包钢与Q235钢对比发现,锌包钢最小腐蚀速率呈现的时间长于Q235钢,锌包钢的腐蚀速率约为Q235钢的1.5倍,而耐点蚀性能则约为后者的4倍。

古玉器的化学风化机理初探之一——粉末态模拟实验

矿物的溶解和分解是矿物风化的重要过程,因此探明矿物的溶解和分解过程将有助于揭示其风化机理。古玉在长期的埋藏过程中,处于土壤及土壤水的溶解反应体系中。本文初步模拟古玉埋藏的酸、碱性土壤环境,通过对不同材质玉料的粉末形态在酸、碱缓冲溶液中的浸泡实验,初步探讨了不同材质玉料在酸、碱环境下的风化机理。

混凝土碳化测试模拟孔溶液法的固液比研究

研究了固液比对采用模拟孔溶液法测试混凝土碳化程度的可靠性的影响。阐述了确定固液比取值合理性的基本原则;基于标准碳化试验,沿试件碳化深度,每1 mm取一层混凝土粉样,对每层粉样分别进行了7种不同固液比的模拟孔溶液的p H值测试,经对比分析表明固液比取1∶20较为合理,进而采用不同配合比和环境温度的混凝土粉样,并结合碳酸盐含量测试法验证或校准了结论的可靠性。