2010知识更新化工专业作业.doc

11、简述电源频率对陶瓷膜的影响在 1L 溶液中，加入 0.05molNa2SiO39H2O，2 克 NaH2PO2H2O，并加入少量的 Na2SO4和 Na4P2O710H2O。设定峰值电流密度 13 A/cm2，反应时间为 10 分钟，改变电源频率，实验效果。电源频率分别设为 1000Hz、2000Hz、3000Hz。图 3-12 为硅酸盐体系下改变电源频率制备陶瓷膜得到的电压-时间曲由图可以看出，电源频率对电压的变化有影响，电源频率越高，电压越高图 3-13 硅酸盐体系不同频率制备的陶瓷膜表面形貌(a)1000Hz，(b)2000Hz，(c)3000Hz图 3-13 给出了硅酸盐体系下，峰值电流密度为 13A/cm2，反应时间为 10 分钟，电源频率分别为 1000Hz、2000Hz、3000Hz 时，微弧氧化反应制备的陶瓷膜表面形貌。从图中可以看出，随着电源频率的增加，陶瓷膜表面变得粗糙且颗粒状堆积物变大。这是由于在其它条件恒定的条件下，随着电源频率增加，反应更加剧烈，生成陶瓷膜的速度加快，电源频率过高，则陶瓷膜会变得粗糙，疏松层增多。硅酸盐体系下，不同电源频率制备的陶瓷膜的表面元素含量如表 3-5 所示。由表可以看出，在硅酸盐体系下，随着电源频率的增加，膜层中硅元素的含量先减少后增加，而铁元素的相对含量则先增加后下降，硫元素的含量尽管很少，但也是先减少后增加；同时还看出，在陶瓷膜层的表面，随着电源频率的增加，磷元素的含量一直为零。元素含量(At%) Si Fe p S1000Hz 13.7768 85.8771 0 0.34612000Hz 12.7112 87.0082 0 0.28063000Hz 19.6692 79.7930 0 0.5378（表 3-5 不同电源频率制备的陶瓷膜表面元素含量）12、简述反应时间对陶瓷膜的影响在 1L 溶液中，加入 0.05molNa2SiO39H2O，2 克 NaH2PO2H2O，并加入少量的 Na2SO4 和 Na4P2O710H2O。设定峰值电流密度 13 A/cm2，电源频率为 2000Hz，改变反应时间实验效果。反应时间分别设为 5 分钟、10 分钟、20 分钟，其中5 分钟时微弧氧化反应的火花刚刚完全均匀。图 3-14 给出了硅酸盐体系下，峰值电流密度为 13A/cm2，电源频率为 2000Hz，反应时间分别为 5min、10min、20min 时，微弧氧化反应制备的陶瓷膜表面形貌。从图中很明显地看出，随着反应时间的延长，陶瓷膜变得粗糙、孔洞变大。这符合微弧氧化反应的特点，随着处理时间的增加，发生微弧放电时所形成的放电通道直径逐渐变大，但放电通道的数量却迅速减少。硅酸盐体系下，不同反应时间制备的陶瓷膜的表面元素含量如表 3-6 所示。由表可以看出，在硅酸盐体系下，随着反应时间的增加，膜层中硅元素的含量一直在减少，而铁元素的相对含量则增加，硫元素的含量则先增加后减少。同时还看出，在陶瓷膜层的表面，磷元素的含量开始并不为零，反应一段时间后磷元素含量才为零，到最后，膜层中又出现了磷元素；说明磷元素在微弧氧化反应的初期起作用，反应的过程中，电解液中大量的硅酸钠在反应，随着时间的延长，硅酸钠的量在消耗，次磷酸钠也参与了反应。表 3-6不同反应时间制备的陶瓷膜表面元素含量元素含量(At%) Si Fe P S 5min 28.6388 69.9260 0.7966 0.638610min 12.7112 87.0082 0 0.280620min 12.0932 87.1714 0.2321 0.5033图 3-14 硅酸盐体系不同时间制备的陶瓷膜表面形貌(a)5min，(b)10min，(c)20mi 13、简述评价均匀腐蚀的电化学方法Tafel极化曲线评价膜层试样耐均匀腐蚀性能极化曲线扫描速率为10mV/s 或 5mV/s，扫描范围在电极系统开路电位附近。对于测试得到的极化曲线，利用电化学解析软件计算平均腐蚀电流密度和腐蚀电位。腐蚀电位越正，试样的腐蚀倾向越小；腐蚀电流密度越小，试样的腐蚀速率越小，耐均匀腐蚀性能越好。14、简述评价点腐蚀的电化学方法阳极极化曲线评价膜层试样耐点腐蚀性能用阳极极化曲线评价膜层试样不锈钢膜层试样的耐点腐蚀性能，参照标准 GB/T 17899-1999 进行。利用 Tafel 极化曲线评价三种基体表面陶瓷膜的耐均匀腐蚀能力，首先对基体的耐均匀腐蚀能力进行了测试，图 4-1 为三种黑色金属基体在 3.5%NaCl 溶液中的极化曲线，其相应的腐蚀电位(Ecorr)和腐蚀电流密度(icorr)列于表 4-1。从图和表可知，Q235 和30CrMnSiA 基体本身的耐均匀腐蚀性能较弱,所以我们详细研究了这两种钢铁的耐均匀腐蚀性能。对于不锈钢其耐均匀腐蚀能力相对较强，因此常被用于一些较苛刻的条件，其点腐蚀比较严重，因此利用阳极极化曲线考察了不锈钢表面膜层的耐点腐蚀性能。表 4-1不同基体试样的腐蚀电位和腐蚀电流密Substrate Ecorr (V) icorr (A/cm2)Q235 -6.879 6.88710-530CrMnSiA -6.665 6.64310-5OCr18NI9Ti -0.339 3.39510-615、简述电流密度对陶瓷膜腐蚀性能的影响电流密度的影响 图 4-2 为 Q235 碳钢铁表面不同电流密度（2A/dm2，6A/dm2，10A/dm2频率为 50Hz，占空比 45%，反应时间 120min）下制备陶瓷膜层试样的极化曲线（为便于直观比较，基体试样极化曲线的也一直绘于图中，下同）。相应的膜层的腐蚀电流和腐蚀电位列于表 4-2。由图及表可知，带有膜层的试样和基体试样相比，腐蚀电位正移，腐蚀电流减小。电位正移为提高试样的耐腐蚀性提供了热力学保证。但是不同电流密度下制备的膜层耐腐蚀性能差异。耐腐蚀性能随电流密度增加，先减小后增加，但是变化的幅度不是很大。试样的耐腐蚀性能主要取决于