砂土電化學(xué)阻抗譜特性及其對(duì)Q235鋼腐蝕性能影響的試驗(yàn)研究.pdf

1、由于砂土體系對(duì)金屬的腐蝕影響因素眾多，現(xiàn)有的腐蝕性評(píng)價(jià)方法還存在一些局限，關(guān)于含水量和顆粒粒徑對(duì)砂土腐蝕性能及其腐蝕機(jī)理的影響還不是很完善。本文在總結(jié)國(guó)內(nèi)外關(guān)于土壤腐蝕和電化學(xué)阻抗譜（EIS）的研究動(dòng)態(tài)基礎(chǔ)之上，通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)對(duì)砂土進(jìn)行物理力學(xué)參數(shù)和電化學(xué)參數(shù)的測(cè)定；同時(shí)采用電化學(xué)工作站和掃描電鏡（SEM）等技術(shù)研究砂土體系中Q235鋼在不同腐蝕階段腐蝕宏微觀形貌、腐蝕速率隨含水量和顆粒尺寸的變化規(guī)律。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴通

2、過(guò)對(duì)砂土壓縮性能的測(cè)試，得出：顆粒粒徑?jīng)Q定了砂土孔隙結(jié)構(gòu)及孔徑大小，顆粒粒徑越大，孔徑越大，孔隙比相對(duì)越小；在相同的垂直荷載作用下，孔隙比均隨著顆粒粒徑的增大而呈現(xiàn)減小的趨勢(shì)；顆粒粒徑較大的砂土，壓縮模量較小。⑵通過(guò)測(cè)試砂土體系的電化學(xué)阻抗譜（EIS），分析了砂土等效電路參數(shù)的物理意義，并討論了各個(gè)參數(shù)與粒徑和含水量之間的相互關(guān)系，得出：隨著顆粒尺寸的增大，固-液界面電容呈增大趨勢(shì)，電荷轉(zhuǎn)移電阻、Warburg擴(kuò)散系數(shù)呈減小趨勢(shì)；隨著含

3、水量的增大，固-液界面電容呈增大趨勢(shì)，孔隙溶液電阻、Warburg擴(kuò)散系數(shù)呈減小趨勢(shì)。⑶通過(guò)Q235鋼在砂土中的宏微觀形貌觀察試驗(yàn)，得出：相同顆粒粒徑下，隨著含水量的增加，試樣表面的腐蝕的產(chǎn)物增加，腐蝕面積及腐蝕程度也增大；9％含水量的砂土體系中Q235鋼試樣腐蝕程度較低，均是局部腐蝕；12%和15%含水量砂土體系中Q235鋼試樣表面出現(xiàn)較為密集并且面積較大的塊狀腐蝕坑，屬于均勻腐蝕。⑷通過(guò)對(duì)Q235鋼的極化曲線（PC）測(cè)試，得出：對(duì)于

4、2＃砂土體系，含水量越低的土壤中，電極的自腐蝕電位越小，隨著含水量的增加，會(huì)促進(jìn)物質(zhì)的傳輸，加快物質(zhì)的擴(kuò)散，腐蝕速率增大。當(dāng)含水量均為15%時(shí)，不同顆粒粒徑的砂土體系極化曲線基本保持相同的特征，陽(yáng)極極化曲線和陰極計(jì)劃曲線均光滑且連續(xù)，都沒(méi)有出現(xiàn)明顯的鈍化區(qū)，陰極塔菲爾斜率比陽(yáng)極塔菲爾斜率大；隨著顆粒粒徑的增大，極化曲線整體向上偏移。⑸通過(guò)對(duì)Q235鋼的電化學(xué)阻抗譜（EIS）測(cè)試，得出：當(dāng)腐蝕周期為28天時(shí)，各砂土體系中Q235的Nyqu