高溫LiBr溶液中SUS304不銹鋼抗腐蝕膜的制備與表征.pdf

1、面對(duì)能源消耗與日俱增和能源利用率相對(duì)較低的現(xiàn)狀，采用第二類吸收式熱泵將低品位的廢熱提高到較高品位，從而實(shí)現(xiàn)廢熱回收利用的技術(shù)受到廣泛關(guān)注。吸收工質(zhì)-LiBr溶液的高溫腐蝕限制了熱泵技術(shù)的應(yīng)用范圍，是高溫吸收式熱泵的關(guān)鍵技術(shù)之一，本文將針對(duì)高溫吸收式熱泵中的腐蝕及其防護(hù)問(wèn)題進(jìn)行研究。
　　 選擇不添加任何緩蝕劑的LiBr溶液，考察了SUS304奧氏體不銹鋼在150-200℃LiBr溶液中的腐蝕規(guī)律。結(jié)果表明，在高溫環(huán)境中，LiBr

2、溶液濃度是腐蝕速率和溶液中溶解金屬離子濃度的主要影響因素；同時(shí)發(fā)現(xiàn)，SUS304不銹鋼在高溫高濃度LiBr溶液中的腐蝕狀態(tài)存在由點(diǎn)蝕轉(zhuǎn)變?yōu)槟罡g的演化規(guī)律，并分析了腐蝕狀態(tài)的轉(zhuǎn)變機(jī)理。
　　 基于不銹鋼在高溫高濃度LiBr溶液中由點(diǎn)蝕向膜狀腐蝕的轉(zhuǎn)變規(guī)律，利用改進(jìn)水熱合成法，在溶液中添加微溶的無(wú)機(jī)硅配制成膜溶液，在腐蝕體系內(nèi)邊腐蝕邊沉積原位制備新型的無(wú)機(jī)復(fù)合硅膜。通過(guò)對(duì)其結(jié)構(gòu)和性能的表征，證實(shí)復(fù)合硅膜層主要由兩部分組成：腐蝕溶

3、液中不銹鋼腐蝕生成的金屬氧化物和溶液中溶解并同時(shí)沉積到試樣表面的硅網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。而且兩部分并非獨(dú)立存在，無(wú)機(jī)硅在熱堿中溶解并通過(guò)脫水縮合反應(yīng)與金屬氧化物及試樣基體發(fā)生鍵合作用，在試樣表面形成復(fù)合硅膜。脫水縮合形成的-Si-O-Fe、-Si-Fe鍵，使得膜層較致密且結(jié)合力增強(qiáng)，可顯著提高其抗腐蝕性。
　　 選擇SiO2顆粒為無(wú)機(jī)硅源，在LiBr溶液中制備無(wú)機(jī)復(fù)合硅膜。通過(guò)考察Si添加量、LiBr溶液濃度、溶液pH值以及成膜時(shí)間對(duì)腐蝕體

4、系內(nèi)制備抗腐蝕性無(wú)機(jī)復(fù)合硅膜的工藝參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化研究。確定了最佳成膜工藝參數(shù)為：加Si量為29ppm，溶液pH值為10.6，溶液濃度為57.8％。制備膜的點(diǎn)蝕電位為0.75V、自腐蝕電位為OV、接觸角為69°，具有一定的親水性和良好的抗腐蝕性。
　　 選用雙功能性硅氧烷1，2-二(甲基二乙氧基硅基)乙烷(BMBSE)為原料，在SUS304不銹鋼基體表面，利用提拉法成功制備了雙功能性硅氧烷BMBSE有機(jī)硅膜。檢測(cè)結(jié)果表明，雙功能性