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钢在模拟酸雨溶液中的腐蚀行为
向斌。左秀丽,李星
重庆大学化学化工学院,重庆
摘要钢在城市交通工程中应用越来越多,酸雨对其腐蚀严重,过去对其研究不多。为此,配制了模拟酸
雨溶液,研究了钢在模拟酸雨溶液中的腐蚀行为,探讨了酸雨酸度和浸泡时间对钢腐蚀行为的影响。采用
极化曲线、电化学交流阻抗及扫描电镜方法对钢的腐蚀进行了测试分析。结果表明:随着模拟酸
雨溶液值的降低,钢的腐蚀电流逐渐增大,腐蚀速率增大,腐蚀电位负移;随着浸泡周期的延长,阻抗谱中锈
层阻抗增大,腐蚀速率降低,表面生成的腐蚀锈层对基体起到一定的保护作用。和分析表明,钢在低
值的酸雨中腐蚀严重,表面蚀坑密集且深,腐蚀产物粗大疏松,致密性差,为硫酸盐,而值升高时腐蚀相对较
轻。蚀坑较小。
关键词腐蚀;模拟酸雨;钢;值;交流阻抗谱
中图分类号】. 中图分类号文章编号———
前言表钢化学成分%
酸雨不仅对生态环境会造成严重的破坏,而且还
会明显加速材料的腐蚀破坏进程。在我国,重庆和贵
阳地区酸雨特别严重,根据近年的试验,重庆江
津站铝的大气腐蚀速度比北京的高—倍;铜高
. 电化学测试
—倍;黑色金属高~倍。为了缓解城市交通压力,
电化学测试采用三电极体系:参比电极为饱和甘
城市铁路或轻轨已成为清洁、环保和高效的首选方案,
汞电极,辅助电极为铂电极,研究电极为钢,
由此,耐候钢的使用不断增加。尽管已知酸雨对金属
电极工作面积为×,非工作面用环氧树脂
有严重的腐蚀,但相关的研究却较少。为此,本工
封装。电化学测试均在电化学工作站—
作研究了轻轨建设广泛使用的钢在模拟酸雨溶液
荷兰公司上完成。极化曲线扫
中的腐蚀行为,以期为城市轻轨选材提供参考。
速/,扫描范围一.~ 一.。将经处理的电
试验极放在装有模拟酸雨的密闭容器中浸泡,再悬挂于
溶液上方干燥为个周期。电化学交流阻抗谱是
. 酸雨模拟及钢处理
在不同浸泡周期后进行,频率范围为.×一.×
根据重庆市近年酸雨各参数的平均值配制模拟酸。
, 扰动信号幅值为。用场发射
雨,用蒸馏水配制,所用试剂均为分析纯,值通过
扫描电子显微镜观察试样的微观腐蚀形貌。
:或,调节。其组分见表,钢成分见表。
表模拟酸雨成分/ 结果与讨论
离子—; ——
. 极化曲线
...... ...
钢在不同值模拟酸雨溶液中的动电位扫描
极化曲线见图,其解析结果见表。可以看出:随着
收稿日期——
溶液值的降低,钢的自腐蚀电流逐渐增加,自腐
通信作者向斌一,副教授,电话:—,
—: .. 蚀电位负移。因为钢在模拟酸雨溶液中腐蚀的阴
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极过程主要是和的去极化反应,在值较低的
一
情况下,浓度对钢的腐蚀速率起决定性作用,随着
’】
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酸度的增大,以还原为主的阴极反应速率升高,使~
、
钢的溶解增强,腐蚀速率增大。图为钢在不同\
值模拟酸雨中的自腐蚀电位与时间曲线。从图可以
看出,随着溶液值的增大,腐蚀电位正移,随着时间

的延长,自腐蚀电位趋于稳定,其原因是溶液中的某些一
:
一
阴离子在电极表面的吸