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1、学校代码： 10289 分类号： TG174.42 密 级： 公 开 学 号： 062060048 江江苏苏科科技技大大学学 硕硕 士士 学学 位位 论论 文文A3 钢表面的腐蚀产物对缓蚀剂影响的机理研究生姓 名 李李 晓晓 伟伟 导 师 姓名 高高 延延 敏敏 申请学位类别 工工 学学 硕硕 士士 学位授予单位 江江 苏苏 科科 技技 大大 学学 学 科 专业 材材 料料 学学 论文提交日期 2008 年年 12 月月 20 日日 研 究 方向 腐腐 蚀蚀 防防 护护 论文答辩日期 2009 年年 3 月月 12 日日 答辩委员会主席 芦芦 笙笙 评 阅 人 盲盲 审审 盲盲 审审 2009
2、 年 3 月 16 日A3 钢表面的腐蚀产物对缓蚀剂影响的机理 李晓伟 江苏科技大学分类号： TG174.42 密 级： 公 开 学 号： 062060048 江苏科技大学硕士学位论文A3 钢表面的腐蚀产物对缓蚀剂影响的 机理学生姓名李晓伟指导教师高延敏教授江苏科技大学 二 OO 九年三月 A Thesis Submitted in Fulfillment of the Requirementsfor the Degree of Master of EngineeringMechanism of Effect of Corrosion Film on InhibitorsSubmitted b
3、yLi XiaoweiSupervised byProfessor Gao Yanmin Jiangsu University of Science and TechnologyMarch, 2009论论 文文 独独 创创 性性 声声 明明 本人声明所呈交的学位论文是我本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得江苏科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名： 日 期：学学 位位 论论
4、 文文 使使 用用 授授 权权 声声 明明 江苏科技大学有权保存本人所送交的学位论文的复印件和电子文稿，可以将学位论文的全部或部分上网公布，有权向国家有关部门或机构送交并授权其保存、上网公布本学位论文的复印件或电子文稿。本人电子文稿的内容和纸质论文的内容一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅。 研究生签名： 导师签名：日 期： 日 期：摘 要- I -摘 要金属表面的腐蚀产物膜对金属腐蚀产生重要的影响，研究如何利用缓蚀剂控制成膜后的金属腐蚀，对于已经使用一段时间并发生了腐蚀而形成腐蚀产物的金属具有重要的现实意义，然而过去对缓蚀剂的研究模型都是建立在裸金属表面，对于在金属表面形成腐
5、蚀产物膜的情况未给予足够的重视，或是忽略了膜对于缓蚀剂的影响，这样做有可能导致试验结果失真，因而有必要研究有关膜对于缓蚀剂影响的问题。本论文选用 HCO3-+O2+H2O 体系，主要采用电化学与分子模拟技术，研究了膜对于缓蚀剂的影响，其具体研究内容如下：首先通过宏观实验手段(电化学方法、理论分析)研究了缓蚀剂在 A3 钢表面的吸附行为及腐蚀产物膜结构的变化对缓蚀剂性能的影响。结果表明：巯基乙酸为负催化型缓蚀剂，氨基乙酸为几何覆盖效应缓蚀剂；的结果表明巯基乙酸、氨基乙酸在G裸露金属上存在吸脱附过程，而巯基乙酸作用在腐蚀产物膜上时不存在脱附过程且吸附为自发过程。加入不同离子后，腐蚀产物膜的成分及结
6、构发生变化；在腐蚀介质的浓度为 40gL-1时，由于所形成的主要成分为 FeCO3的腐蚀产物膜组织结构致密均匀，且缓蚀剂巯基乙酸、氨基乙酸也能很好的吸附在腐蚀产物膜上，通过影响阳极钝化区而达到了很好的抑制金属腐蚀的能力。再者为研究缓蚀剂在腐蚀产物膜表面的微观作用信息，通过分子模拟技术研究了三种常用钢铁缓蚀剂巯基乙酸、氨基乙酸、炔氧甲基胺与腐蚀产物膜 FeCO3的相互作用，并与实验结果相对照。结果表明：缓蚀剂分子与 FeCO3膜的结合能排序为：巯基乙酸氨基乙酸炔氧甲基胺；在不同完整性下的晶面上结合能大小排序为：破损晶面完整晶面。对体系各种相互作用和径向分布函数分析表明，库仑能变和范德华能变对缓蚀
7、剂与晶面的结合有一定影响，但在与完整 FeCO3(001)晶面结合过程中，结合能主要由分子间氢键所决定，膜的破损使化学键和氢键成为影响结合能的决定因素。最后通过分子模拟技术研究了的 FeCO3晶体的生长规律，计算了不同温度下的能量、体积、对关联函数及平均均方位移，采用液固两层构型法描述了晶体的生长过程，将有助于更深入了解腐蚀产物膜结构的变化信息。结果表明：液态 FeCO3将形成晶体，其体积，能量与温度的曲线在 1400K 出现突变，即结晶温度；对关联函数的分析表明在随温度降低的过程中，出现了晶体形成的显著特征；整个过程中 MSD变化较大，说明结晶的过程是原子重新定位，重新排列的过程；晶液两层构
8、型能很好地描述 FeCO3晶体生长过程。关键词 腐蚀产物膜；巯基乙酸；氨基乙酸；电化学技术；分子模拟江苏科技大学工学硕士学位论文- II -AbstractCorrosion film has great effect on metal corrosion; the research of controlling corrosion of metal with film by inhibitor has important practical significance. However, in previous research of inhibitor, bare metal was usu
9、ally chosed as the object for study. Less attention was paid on the situation of metal with corrosion film, and the influence of film for inhibitor also has been neglected, this led to distortion of experiment results. So research on the effect of film on inhibitor is necessary.In this thesis, the s
10、ystem of HCO3-+O2+H2O had been chosen, and the technology of electrochemistry and MS had been adopted as the main research methods for studying influence of corrosion film on the inhibitor, the contents of the research were as follows:First, the adsorption behavior of inhibitors and the effect on th
11、e function of the corrosion inhibitors, which caused by the changes of structure of the corrosion film, were studied by macro-means experiments (electrochemistry technology, theoretical analysis). Results indicated that Thioglycolic acid was the negative catalytic inhibitor, the inhibition mechanism
12、 of Glycine was the geometric blocking effect; the results of Gibbs free energy showed that when inhibitors acted on the surface of bare metal, there were two processes -absorption and desorption. But when inhibitors acted on the corrosion film, there was no desorption process and the adsorption of
13、inhibitors was spontaneity. The component and structure changed after adding different ions; in the medium concentration of 40gL1, the structure of corrosion film which was mainly composed of FeCO3 was dense and uniform, and the corrosion inhibitors of Glycine and Thioglycolic acid could have good a
14、dsorption on the surface of corrosion film, which led to a good capacity to suppression of metal corrosion by affecting anodic passive area.Second, in order to study the micro-information of the corrosion inhibitor on the surface of corrosion film, the interactions between Glycine、Thioglycolic acid、Alkynes oxygen methyl amine and the corrosion film of FeCO3 crystal had been simulated by molecular dynamics, and had been contrasted with the experiment results. Results show that the order of bindi
