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铝、铜腐蚀行为和女士在不同酸性的媒体

Guddi Choudhary1,Arpita沙玛1和Alka沙玛2
  1. 大学博士学位的学生,化学系拉贾斯坦邦,印度斋浦尔(拉贾斯坦邦)
  2. 大学化学系副教授拉贾斯坦邦,印度斋浦尔(拉贾斯坦邦)
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文摘

一些金属的腐蚀行为,研究了在不同强度的两种不同酸采用的减肥方法。实验在室温下进行。对金属的腐蚀行为的影响与酸强度的变化以及金属的本质是监控在不同浸泡时间。腐蚀参数测定实验数据。上分析,在室温下,盐酸(H3PO4相比)被发现更积极向铝以及低碳钢(铜相比)。动力学参数进行评估和讨论。表面分析也进行了扫描电子显微镜(SEM)的帮助下,能源色散x射线(EDX)、光学显微镜(OM)、x射线荧光光谱仪。整体观察结果表明,腐蚀大大减少在H3PO4酸性介质相比,盐酸介质。

关键字
金属、酸蚀、腐蚀参数、动力学参数、SEM、EDX, OM,光谱仪。

介绍
腐蚀是一种流行的破坏性现象在科学和技术。根据文献调查,由于腐蚀成本在许多国家国民生产总值高达3 - 5的%即浪费任何国家经济[1 - 3]。这是一大笔钱,应该是用于提供基本的社会设施在这些国家。在实践中永远无法停止,但可以阻碍腐蚀行为的合理水平通过分析金属在不同的环境中,通过应用各种抑制方法根据他们的本性。肖理发师& a .凯利[4]和r·r·皮埃尔[5]确定金属通常是暴露在基地或酸的作用在各种各样的行业实际应用如酸洗、工业酸洗,炼油厂设备的清洁,油井酸化和酸除垢。曝光可以严重的金属的属性以及金属时代,从而导致服务仪式失败的材料。

答:目标
有需要研究金属的腐蚀行为暴露在各种环境中,材料选择,这是一个重要的因素。这项工作检查一些工业用金属的腐蚀行为,如铝、铜、低碳钢在盐酸或磷酸。这些金属一直是许多研究的主题因其较高的技术价值和广泛的工业应用。
金属:基督教Vargel, et al。[6]报道,铝及其合金,然而,活性材料和容易腐蚀。铜的特点是其高电气和热导率和良好的机械加工性[7]。低碳钢是主要的建筑材料之一,广泛应用在化工和盟军行业处理的酸、碱和盐解决方案[8]。
腐蚀性的媒体:盐酸是最困难的常见的腐蚀酸处理的观点。极端的护理中需要选择材料处理酸本身,即使在相对浓度稀释或流程解决方案包含可观数量的盐酸。这种酸很腐蚀性最常见的金属和合金。在磷酸由水合物(湿)流程在容器产生严重的腐蚀问题。

b .金属溶解行为
铝、铜的腐蚀行为和低碳钢及其解散机制在酸性的媒体,即,盐酸和H3PO4酸浓度在两个(0.5 N - 2.0 N)进行了研究。实验在室温下进行(303±1 k)通过使用化学(减肥)方法。这些金属表面的形态之前和之后沉浸在盐酸和H3PO4解决方案由扫描电镜和光学显微图检查在不同浓度的酸。
下金属的成分研究x射线荧光光谱测定和成分列表如下:

方法

答:样品制备
使用化学测量腐蚀进行了测试。矩形金属的优惠券维度(3厘米×2.4厘米×0.16厘米)是使用一个小洞附近的0.12毫米直径的上边缘挂在测试媒体。每个优惠券被砂纸清洁级200 - 800给镜面抛光,然后由双重蒸馏水,脱脂然后由丙酮和干燥在干燥器,每个实验之前每个优惠券表面处理[9]。
图像

b .测试解决方案-
解决方案0.5 N和2.0 N HCl,或使用双重蒸馏水H3PO4准备。使用盐酸和H3PO4酸均为分析纯,HCl的pKa值1×10 - 2和3 triprotic磷酸pKa1 pKa值= 2.12,pKa2 = 7.21, pKa3 = 12.67。

c .体重测量
减肥实验使用表面矩形优惠券即治疗。(铝、铜、低碳钢)在上述给定的尺寸。在这个方法中金属优惠券都浸泡在烧杯包含50毫升的各自的腐蚀性溶液在两个不同的浓度从0.5 2.0 N, N是72 h后浸在房间温度(303±1 k)。在测量之前,每个优惠券是表面处理在干燥器干燥24小时,然后体重。的减肥方法,减肥或金属腐蚀速率的计算是通过帮助面积和密度和时间(3 - 11)。表面积在厘米2,D是克/立方厘米的金属密度和T时期在时间和一个¯„W = W1-W2 W1是初始体重金属优惠券和W2的体重在一个特定的浸泡时间。过程类似的报道在我们的早期作品,即女性n Nair et al。[11]和Alka Sharma et al . (12 - 13)。铝的密度,铜和软钢2.7,分别为8.9和7.8克/立方厘米[14]。

结果和讨论

答:定性解决方案描述:
解散的铝、铜、低碳钢观察不同浓度的激进的媒体(盐酸、H3PO4)。这是证明的原始体重减少金属优惠券。实验结果揭示了盐酸介质更腐蚀,比H3PO4酸介质。一般观察取决于材料的类型。在最初的几个小时的测试,在盐酸优惠券开始相比,磷酸发生剧烈的化学反应。根据金属溶液的颜色变化下降;解决方案与铜优惠券出现浅蓝色,深蓝色随着浸泡时间的增加。因为氯化铜的形成(CuCl2)由于铜与盐酸氯离子的反应介质。
激进的解决方案包含低碳钢优惠券获得颜色(浅棕色),之后在黑暗的浸泡时间增加。这种颜色变化显然是由于铁溶解形成氯化铁(FeCl3)。盐酸介质与铝优惠券不显示任何相当大的变化在H3PO4中浊度出现。底部的测试解决方案的优惠券女士2.0 N磷酸的解决方案,一个黑暗和生锈的固体。文献表明,固体产品形成是由于磷酸铁FePO4 [15 - 16]。

b .体重测量:
体重测量获得的实验数据进行评估来确定各种腐蚀参数,即,腐蚀速率和活化能。这些都是总结在表1和2。这些表(1和2)和数字(1 - 4)代表不同盐酸酸以及H3PO4酸作为两个不同的浓度0.5 N的函数和2.0 N从测量实验结果解释为被描述。
图像
图(1 - 8)和表(1和2)表明,铝是发现更多的腐蚀HCl媒体比较H3PO4媒体在H3PO4低碳钢中发现更多的腐蚀比铝和铜。这是因为阴离子的作用,积极的阴离子的存在像氯(Cl)加速腐蚀的过程,形成可溶性铝复杂即三氯化铝。铝更在盐酸酸解反应比较磷酸溶液据Peter r .伤害et al . [17]。这是因为铝比女士和铜反应最初根据标准的电化学势系列和铝反应强烈的最初的几个小时,在盐酸介质中,随着浸泡时间的增加电影的氯化铝形成和相当大的减肥小观察,所以阿尔比铜和MS和相当活跃的铜并不经常受到这些不同酸性的优势。因此以下趋势观察从减肥和腐蚀速率数据在H3PO4盐酸酸和酸的解决方案。
女士在盐酸介质:艾尔> >铜;而在H3PO4介质,解散趋势观察到的是:女士> Al >铜也有一些最终产品的反应这三种金属在盐酸H3PO4酸解释文学的阿特金斯p . w . et Al . [18]。
Elboujdaini等。[19]阐明,铁的电化学反应在盐酸酸腐蚀反应包括两个电子的转移,然后有两个步骤,每一个代表一个电子转移,其中一个可能是速率决定步骤。这个结果是在良好的协议与铁溶解的机制建议。
图像
图像
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阿伦尼乌斯法预测腐蚀速率增加而增加的温度和减少与Ea和可能随温度的增加(Eq.1)。现在最好是下面,经验关系。不得计算活化能的直线腐蚀速率的对数(mmy-1)和1 / T根据以下关系:
ln k = - ea / RT + ln
活化能的不同价值在不同酸强度的两个积极的媒体计算和总结在表1和2。获得的实验值很明显表明,Ea比H3PO4盐酸酸铝较低;这表明,腐蚀速率较高HCl媒体相比H3PO4酸媒体。在其他情况下,当我们比较了Ea铜的价值和女士在酸性介质铜腐蚀更多女士在盐酸腐蚀在H3PO4酸。这些结果清楚地解释为高和低活化能的价值。

d . pH值对腐蚀行为的影响:
Pourbaix M。等。[21]解释说,介质的酸度或碱度影响金属和合金的腐蚀行为,并加速强烈,两种不同的金属相互接触和氧化物涂层不存在。雷竞技网页版略高pH值对(5 - 6)观察到磷酸的解决方案比盐酸(0.1 - 2.5)。pH值的解决方案被发现显著增加相比,他们的初始pH值和类似略有增加的pH值0.5 N盐酸酸解也观察到。因此表明大量的氢消费发生在这些酸浸金属解决方案当这些不同浸泡时间研究pH值的影响,这表明,腐蚀速率明显更大的低pH值和艾尔随着pH值的增加,略微观察腐蚀速率下降。然而,铜的溶解可能没有明显影响的变化博士低碳钢的结果表明,均匀腐蚀和局部腐蚀影响减少博士也揭示了通过引用数据(9)铝如下考虑:
图像

e .微观表面形态的优惠券:
微观表面形态分析是由光学显微图和扫描电子显微镜(SEM)。光学显微图拍摄的帮助下(LABOMED)显微镜和扫描电镜拍摄的帮助下蔡司特别版的乐器。几个结论可能从这些范围实验的结果,可以适用于不同的酸。

光学显微图(OM):
数字11 - 13三个金属的光学显微镜图优惠券即(铝、铜、Ms)的形态,揭示non-corroded抛光金属前沉浸于激进的媒体。
图像
优惠券的几个领域受损明显的表面外观,表面上的电影现在破解,应声而落。有一个微不足道的腐蚀量产品在这些优惠券暴露在酸。所有优惠券表现出严重的普通攻击和裂隙攻击玻璃的字符串被插入到孔中。在所有情况下,腐蚀作用通过上边吃了优惠券和优惠券已跌至底部的瓶子。进一步裂缝边缘的攻击了铜和优惠券女士(图15和16和18 19)分别在2.0 N盐酸酸。息显示女士的表面高度溶解和沉积的氯化铁是可观测的。因此,在一般情况下,盐酸酸性介质比H3PO4更激进的酸性介质,只要铜优惠券不被这些媒体,与艾尔和女士优惠券。
图像
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能量色散x射线(EDX):
谱技术用于识别的元素构成的立方微米的材料(图35 - 40)。EDX被蔡司桑宁电子显微镜的帮助下,配备了一个- 10000链接EDX能谱仪。EDX光谱样本表明腐蚀产物层的形成在金属表面的样品在不同酸介质。
图像
低碳钢在磷酸腐蚀在H3PO4媒体。因此它可以显示,上述结果与结果有很好的一致性减肥的建议。

光谱仪的金属图形优惠券:
光谱仪的研究也由支付分析x射线荧光仪的帮助下25 KV的频率范围。研究显示这些优惠券的元素组成(图41-43)。每个图表显示了纯洁的最高峰,分别对这些金属铜和铁。
图像

结论
铝的溶解行为、铜、低碳钢在0.5和2.0 N的盐酸和H3PO4解决方案使用减肥(化学)方法进行了调查。解散进一步支持通过表面形态的研究采用微光谱技术。可以得出以下结论的基础上,结果:
•减肥数据和腐蚀速率图揭示了艾尔优惠券沉浸在盐酸酸更腐蚀比较H3PO4酸的解决方案,这是由于氯化铝形成,反应活化能的值显示了可行性。
•低碳钢优惠券所示的微不足道的解散H3PO4酸性介质在0.5 N以及2.0 N的浓度酸与盐酸酸由于FePO4不稳定化合物的形成。这种效应随浸泡时间的增加。
•溶解的铜在H3PO4 HCl以及酸性介质相比其他两种金属,但相比在不同酸性强度比铜比H3PO4活性在盐酸酸酸性介质。
扫描电子显微镜(SEM),和光学显微图,EDX被用来观察表面缺陷和腐蚀。SEM观察结果表明,缺陷或点状腐蚀发生在表面测试所有优惠券的媒体。谱谱记录在分散的坑和沟槽的面积显示了氯的山峰和磷酸盐酸性介质。
确认
作者表达自己的头部,致上最深的谢意化学系,拉贾斯坦邦大学斋浦尔提供必要的研究设施和也非常感谢UGC,新德里(印度)提供金融支持。

引用
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