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基本信息

項(xiàng)目名稱：
鎳基合金鍍層在撫順望花重工業(yè)區(qū)城市降水中的腐蝕行為
小類：
能源化工
簡(jiǎn)介：
為研究鎳基合金鍍層在大氣污染嚴(yán)重的撫順望花區(qū)冬季降水中的腐蝕行為，本論文采用電沉積技術(shù)制備了Ni-P、Ni-Fe合金鍍層，對(duì)其結(jié)構(gòu)與耐蝕性能進(jìn)行檢測(cè)。研究獲得以下結(jié)論：不同鎳基合金鍍層在雪水中耐蝕性能不同，其中Ni-Fe合金鍍層耐蝕性較好，比20號(hào)鋼在雪水介質(zhì)中的耐蝕性能提高了48.34%；而Ni-P合金鍍層表面形成氧化膜的速率較緩慢，阻抗值較低，不適合在撫順市的室外裝飾與防護(hù)中應(yīng)用。
詳細(xì)介紹：
北方老工業(yè)城市撫順冬季取暖期長(zhǎng)，工業(yè)大氣污染較嚴(yán)重，空氣中各種污染物隨降水（雪）附著在建（構(gòu)）筑物表面，特別是在一些裝飾性鍍層材料表面形成腐蝕環(huán)境，造成不同程度的腐蝕，破壞裝飾效果。撰寫(xiě)本論文的目的：通過(guò)研究常用的鎳基合金鍍層在大氣污染較嚴(yán)重的北方老工業(yè)城市撫順望花區(qū)降水（雪水）中的腐蝕行為，評(píng)價(jià)鎳基合金鍍層在該大氣環(huán)境中的裝飾與防護(hù)性能的優(yōu)劣，為撫順地區(qū)裝飾性選材提供科學(xué)的參考。 本研究的基本思路： （1）收集北方老工業(yè)城市-撫順市空氣污染較嚴(yán)重的望花重工業(yè)區(qū)冬季雪水，對(duì)其主要成分進(jìn)行調(diào)查研究。 （2）改變調(diào)整鍍液成分配比和工藝參數(shù)，分別制備常用的裝飾性鎳基合金鍍層材料，主要包括Ni-P和Ni-Fe合金。 （3）采用電化學(xué)分析技術(shù)，以自制的鎳基合金鍍層和常用的20號(hào)鋼為研究對(duì)象，對(duì)比研究不同級(jí)別防護(hù)材料在雪水介質(zhì)中表面腐蝕產(chǎn)物膜的形成特點(diǎn)、膜的性質(zhì)及材料的腐蝕速率，獲得鎳基合金鍍層在雪水中的腐蝕行為。 （4）對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，完成鎳基合金鍍層在望花重工業(yè)區(qū)大氣環(huán)境中的適應(yīng)性評(píng)價(jià)。

作品圖片

  • 鎳基合金鍍層在撫順望花重工業(yè)區(qū)城市降水中的腐蝕行為

作品專業(yè)信息

撰寫(xiě)目的和基本思路

通過(guò)研究常用鎳基合金鍍層在大氣污染較嚴(yán)重的撫順望花區(qū)降水（雪水）中的腐蝕行為，評(píng)價(jià)鎳基合金鍍層在該大氣環(huán)境中的裝飾與防護(hù)性能的優(yōu)劣，為撫順地區(qū)裝飾性選材提供科學(xué)的參考?；舅悸罚菏占瘬犴樛ㄖ毓I(yè)區(qū)冬季雪水；制備常用的裝飾性Ni-P和Ni-Fe合金鍍層；采用電化學(xué)分析技術(shù)，對(duì)比研究不同防護(hù)材料在雪水介質(zhì)中的腐蝕行為；對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，完成鎳基合金鍍層在望花重工業(yè)區(qū)大氣環(huán)境中的適應(yīng)性評(píng)價(jià)。

科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處

本研究著眼于東北老工業(yè)城市突顯的大氣污染問(wèn)題，以常用的鎳基合金鍍層在該大氣環(huán)境中的適應(yīng)性為研究主線，以撫順市大氣污染較嚴(yán)重的望花區(qū)冬季雪水為腐蝕介質(zhì)，采用先進(jìn)的電化學(xué)分析技術(shù)，以科學(xué)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)研究鎳基合金鍍層在雪水中的腐蝕行為。獨(dú)特之處：首次以城市降水（雪水）為腐蝕介質(zhì)進(jìn)行研究；首次以材料在城市降水中的腐蝕行為來(lái)評(píng)價(jià)鍍層材料在該城市大氣環(huán)境中的適應(yīng)性。目前國(guó)內(nèi)外尚無(wú)該研究領(lǐng)域的相關(guān)報(bào)道。

應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義

本研究以東北老工業(yè)城市現(xiàn)實(shí)存在的大氣污染問(wèn)題為研究背景，以裝飾性鍍層材料在城市降水中腐蝕行為評(píng)價(jià)該材料在污染大氣中的適應(yīng)性。本研究結(jié)果可完善工業(yè)城市大氣腐蝕數(shù)據(jù)庫(kù)，也是研究材料環(huán)境適應(yīng)性的新途徑。一方面可為指導(dǎo)裝飾性選材、開(kāi)發(fā)新的裝飾型材料等提供有力參考，避免不必要的經(jīng)濟(jì)投入；也在一定程度上警示東北老工業(yè)城市大氣環(huán)境污染的治理，促進(jìn)社會(huì)健康、可持續(xù)發(fā)展，具有深遠(yuǎn)的社會(huì)意義和現(xiàn)實(shí)意義。

學(xué)術(shù)論文摘要

為研究鎳基合金鍍層在大氣污染嚴(yán)重的撫順望花區(qū)冬季降水中的腐蝕行為，本論文采用電沉積技術(shù)制備了Ni-P、Ni-Fe合金鍍層，對(duì)其結(jié)構(gòu)與耐蝕性能進(jìn)行檢測(cè)。研究獲得以下結(jié)論：不同鎳基合金鍍層在雪水中耐蝕性能不同，其中Ni-Fe合金鍍層由于Fe摻雜增加了鎳基合金與氧的親和力，可以快速在Ni-Fe合金鍍層微孔內(nèi)表面形成一層連續(xù)的氧化膜，對(duì)基體起到很好的防護(hù)作用，電位最正，自腐蝕電流密度值最小，耐蝕性較好，比20號(hào)鋼在雪水介質(zhì)中的耐蝕性能提高了48.34%；而Ni-P合金鍍層表面形成氧化膜的速率較緩慢，阻抗值較低，不適合在撫順市的室外裝飾與防護(hù)中應(yīng)用。

獲獎(jiǎng)情況

無(wú)

鑒定結(jié)果

無(wú)

參考文獻(xiàn)

[1]史艷華,Fe2+濃度對(duì)20號(hào)鋼表面電鍍Fe-Ni合金鍍層的影響.北京科技大學(xué)學(xué)報(bào),2011,33(3):313-317 [2]史艷華,陳吉.三價(jià)鉻硫酸鹽體系電鍍Fi-Ni-Cr合金鍍層的耐蝕性研究.腐蝕科學(xué)與防護(hù)技術(shù),2011,23(2):163-167 [3]梁平,張?jiān)葡?史艷華.脈沖電沉積納米鎳基合金鍍層的研究現(xiàn)狀.腐蝕科學(xué)與防護(hù)技術(shù),2011,23(2):196-200

同類課題研究水平概述

人類社會(huì)的進(jìn)步在很大程度上是以犧牲環(huán)境為代價(jià)的。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球每年排放進(jìn)大氣的二氧化硫約1億噸，二氧化氮的5000萬(wàn)噸，大氣中的二氧化硫、三氧化硫和氮氧化物可在大氣中形成硫酸和硝酸，連同空氣中粉塵及其它污染物隨降水（雪）落到地面形成酸雨，一般把pH值小于5.6的降水稱為酸雨。酸雨附著在建（構(gòu)）筑物表面，其危害主要體現(xiàn)在腐蝕金屬材料、有機(jī)材料和混凝土材料，使得城市公共設(shè)施損毀，周期縮短，特別是在一些裝飾防護(hù)性鍍層材料表面形成腐蝕環(huán)境發(fā)生腐蝕，破壞裝飾和防護(hù)效果，嚴(yán)重影響城市的形象。 撫順市位于國(guó)務(wù)院劃定的“酸雨和二氧化硫污染控制區(qū)”內(nèi)，是以煤、油、電、鋁、鋼等行業(yè)為主的綜合性重工業(yè)城市，工業(yè)大氣污染嚴(yán)重，酸雨時(shí)有發(fā)生。研究表明：撫順的酸雨主要出現(xiàn)在10月和12月，降水污染主要受局地影響；撫順望花區(qū)大氣中含有大量SO42-、NO3-，增加降水的酸性，最小pH值可達(dá)4.77，其中SO42-濃度大于NO3-濃度，對(duì)酸雨貢獻(xiàn)更大。在這所重工業(yè)城市，大氣污染對(duì)各種環(huán)境材料的使用性提出更高的要求。 鎳基合金（如Ni-P、Ni-Cu、Ni-Fe、Ni-Fe-Cr等）是常用的耐蝕性、裝飾性較好的鍍層材料之一，特別是Ni-P和Ni-Fe合金鍍層，其光亮度與整平性可以與任何光亮鎳媲美，在室外被廣泛應(yīng)用于車轂、摩托車保險(xiǎn)杠、燈飾、牌匾、五金件等。有研究表明：Ni-Fe合金鍍層在3.5%的NaCl溶液中的腐蝕速率為0.21 mg/(dm2.h)，較在5%的H2SO4溶液中的腐蝕速率小，即：在3.5%的NaCl溶液中有較好的耐蝕性。但這些理想介質(zhì)體系的研究結(jié)果對(duì)于鎳基合金鍍層在大氣污染較嚴(yán)重的撫順望花重工業(yè)區(qū)的應(yīng)用，參考意義并不大。 目前，關(guān)于鎳基合金鍍層材料在城市降水中腐蝕行為的研究，還未見(jiàn)相關(guān)報(bào)道。本研究以自制的Ni-Fe和Ni-P合金鍍層及常用的構(gòu)筑物用鋼20號(hào)鋼為研究對(duì)象，收集了撫順望花區(qū)12月份降雪量約為300mm的雪水為腐蝕介質(zhì)，進(jìn)行電化學(xué)阻抗譜和極化曲線測(cè)試，對(duì)比研究鎳基合金鍍層在該介質(zhì)中的腐蝕行為，以期獲得較好的結(jié)論，為鎳基合金在撫順市的合理應(yīng)用提供有益參考。
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