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Fe基非晶合金在碱性溶液中的电化学行为及磁场对其耐蚀性能的影响

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摘要

本文创新与主要贡献

第一章 绪论

1.1 非晶合金概述

1.1.1 非晶合金简介及发展

1.1.2 铁基非晶带材的发展

1.2 铁基非晶合金的结构模型

1.3 铁基非晶合金的耐蚀性

1.3.1 非晶态合金的腐蚀行为

1.3.2 铁基非晶合金的耐蚀行为

1.3.3 非晶合金耐蚀性能的研究方法

参考文献

第二章 实验研究方法及设备

2.1 研究方案及技术路线

2.2 实验材料及制备

2.3 实验设备及实验分析方法

2.3.1 X射线衍射仪(XRD)

2.3.2 电化学工作站

2.3.3 扫描电子显微分析(SEM)

2.3.4 X射线光电子能谱(XPS)

2.4 本章小结

第三章 Fe基非晶合金在碱性溶液中的电化学行为

3.1 引言

3.2 实验方法

3.3 实验结果

3.3.1 不同扫描速度下的极化曲线

3.3.2 不同氢氧化钠浓度下的极化曲线

3.3.3 Fe-Si-B非晶条带在不同程度极化后的SEM及XPS测试

3.4 讨论

3.4.1 构建铁基非晶阳极极化曲线转换模型

3.4.2 Fe-Si-B非晶条带阳极极化曲线上两个电流密度峰的本质

3.5 本章小结

参考文献

第四章 磁场对Fe78Si9B13非晶合金耐蚀性能的影响

4.1 引言

4.2 实验方法

4.3 实验结果与讨论

4.3.1 浸泡实验

4.3.2 电化学实验

4.4 本章小结

参考文献

第五章 结论

致谢

附录一:硕士在读期间发表的论文

附录二:所获奖励

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摘要

铁基非晶合金基于其高的非晶形成能力、超强的硬度和强度,优异的软磁性能及好的耐蚀及耐磨性能,在工业上得到广泛应用。本文研究了扫描速率(v)及NaOH浓度(CNaOH)对Fe78Si9B13及Fe73.5Si13.5B9Cu1Nb3非晶条带在碱性溶液中电化学极化行为的影响。发现当v足够高时,Fe78Si9B13非晶合金在NaCl+NaOH混合溶液中的极化曲线上出现两个阳极峰(P1和P2)。前者是由SiO2保护膜形成过程的欧姆电阻控制;后者是由SiO2保护膜破坏过程中的吸附作用控制。并且当v或者CNaOH达到一定值时,铁基非晶在碱性溶液中的极化曲线会出现三个腐蚀电位(Ec1,Ec2及Ec3)。多腐蚀电位的出现通过一个实用的阴阳极曲线相交模型来解释。在这个模型中,一条实际测得的阳极曲线被选为表观阳极曲线,并减去在一系列扫描速度v或氢氧化钠浓度CNaOH下测得的阳极曲线,其次对差值进行线性拟合得到假想的阴极直线。随后,通过对阴极直线进行平行移动或旋转,并将其叠加在表观阳极曲线上,可以得到不同数目的交点也就是不同数目的腐蚀电位。此模型说明,第一个电流密度峰P1是形成三个腐蚀电位的必要条件。此外,P1和P2的形成与铁基合金的成分及微结构密切相关。
  另外,研究了磁场对Fe78Si9B13非晶合金在碱性溶液中腐蚀行为的影响。发现无论是浸泡实验还是电化学实验,外加磁场都能引起较为严重的腐蚀,分别表现为较高的腐蚀速率及较低的点蚀电位。此外,外加磁场可以降低电化学反应等效电路中电荷转移电阻(Rt)的大小,引起丝状腐蚀及裂纹的产生,并且可以抑制样品表面SiO2的形成。外加磁场下较为严重的电化学腐蚀现象通过磁流体动力学理论(MHD)进行解释。

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