【正文】 steel placed in different concentrations of different thin film thickness of a potassium based deicing fluid, using an electrochemical measurement workstation cathodic polarization curves and electrochemical impedance corrosion system, by analyzing The electrochemical data, bined with SEM morphology of the specimen surface corrosion analysis to obtain a thin film under conditions of a potassium type of aircraft deicing fluid corrosion mechanism of steel by 4130. The results showed that the corrosion of the optical microscope and SEM sample analysis. The sample is uniform corrosion was found, belonging to localize corrosion and corrosion products mostly patchy distribution. Electrochemical data fitting analysis, large film thickness, oxygen diffusion difficulties, corrosion rate is slow。 Deicing fluid。所以通過在不同薄液膜條件下不同濃度甲酸鉀型除 冰液對 4130 鋼腐蝕機(jī)理研究，可以更好地了解不同條件下除冰液對 4130 鋼的腐蝕傾向，有利于對除冰液的選擇，更有利于飛機(jī)自身材料的防腐蝕，起到更加有效的保護(hù)，提高飛機(jī)的安全性。 表 4130 鋼常規(guī) 元素含量 C Si Mn S P Cr ～ ～ ～ ≤ ≤ ～ Ni Cu Mo ≤ ≤ ～ 四川理工學(xué)院本科畢業(yè)論文 緒論 2 關(guān)于除冰液 機(jī)場道面積雪、結(jié)冰，會直接導(dǎo)致跑道、滑行道、停機(jī)坪的路面摩擦系數(shù)減少，積雪還可能覆蓋起降標(biāo)記，路面路標(biāo)等，嚴(yán)重 威脅到 飛機(jī)正常的滑行、起降。 除冰液的主要性能之一是降低冰點(diǎn)作用，其作用機(jī)理分為：吸熱和溶解，除冰液作為溶質(zhì)融于雪中成為除冰液稀溶液，從而使融化后的雪水冰點(diǎn)降低，在低氣溫下流走，不再凍結(jié) [4]。它是電化學(xué)腐蝕的一種特殊形式，是金屬處于薄層電解液下的腐蝕；其腐蝕過程既服從于溶液中電化學(xué)腐蝕的一般規(guī)律，又與之有著明顯的不同， 它具有大氣腐蝕的特點(diǎn) [5]。 張正等 [7]采用自制的 Ag/AgCl 固體參比電極前置法，制作了用于 LY12CZ鋁合金在薄液膜下電化學(xué)行為研究的三電極腐蝕電池并研究了薄層液膜濃度和厚度對 LY12CZ 鋁合金極化電阻 Rp、陽極極化行為和 EIS 的影響；張學(xué)元、杜四川理工學(xué)院本科畢業(yè)論文 緒論 3 元龍等 [8]采用后置微參比電極技術(shù)測試了薄液層下金屬的腐蝕行為，研究了銅在不同液膜厚度（ 6～ 1333μm）下的陽極極化行為及腐蝕電位的變化。研究發(fā)現(xiàn)，在薄液層下腐蝕電位分布不均勻，隨著浸泡時間的增加，會出現(xiàn)陰極區(qū)和陽極區(qū)。通過上述方法，有效、快捷的了解到金屬在薄液膜條件下的腐蝕行為。本文利用飛機(jī)用 4130 鋼作為基材，研究其在甲酸鉀型除冰液下的腐蝕情況。 表 實(shí)驗(yàn)藥品 藥品 分子量 規(guī)格 含量 產(chǎn)地 無水乙醇 鹽酸 氯 化鉀 氯化鈉 丙酮 拋光粉 乙二胺 去污膏 環(huán)氧樹脂 甲酸鉀型除冰液 — — — — 分析純 分析純 分析純 分析純 分析純 — — — — — % 36%~38% % % % — — — — 50% 重慶川東化工（集團(tuán)）有限公司 重慶川東化工（集團(tuán)）有限公司 成都金山化學(xué)試劑有限公司 成都市科龍化工試劑廠 重慶川東化工（集團(tuán)）有限公司 成都市科龍化工試劑廠 成都市科龍化工試劑廠 自貢市三利化工有限公司 獻(xiàn)縣環(huán)宇漁具材料有限公司 — 實(shí)驗(yàn)儀器 本實(shí)驗(yàn)主要使用儀器如表 。封樣時只留下一個表而作為工作區(qū)，且在封樣后的試樣工作區(qū)表面不得出現(xiàn)氣泡。 (2)選出一個達(dá)到封樣要求的 4130 鋼試樣，打 磨到 表面至劃痕 ， 并 對磨好的試樣 使用金相試樣拋光機(jī)進(jìn)行 拋光。 四川理工學(xué)院本科畢業(yè)論文 實(shí)驗(yàn)部分 6 圖 腐蝕電化學(xué)實(shí)驗(yàn) 如圖所示裝置測量薄液膜的厚度。按預(yù)定的實(shí)驗(yàn)?zāi)ず穹聪蛐D(zhuǎn)千分尺，使探針遠(yuǎn)離試樣表面，然后往矩形槽內(nèi)注入實(shí)驗(yàn)濃度的甲酸甲型除冰液，使試樣表面形成一層薄液膜，微調(diào)千分尺的距離，當(dāng)探針接觸到溶液表面時，萬用表電阻讀數(shù)迅速發(fā)生巨大改變，停止轉(zhuǎn)并記錄此時的讀數(shù)。 4130 鋼試樣作為工作電極，環(huán)繞在工作電極周圍的鉑絲作為輔助電極，飽和 Ag/AgCl 電極作為參比電極。 進(jìn)行掃描，掃描速度 為 。該電子束在末透鏡上方雙偏轉(zhuǎn)線圈 的 作用下， 掃描 樣品表面。 圖 掃描電子顯微鏡工作原理示意圖 [14] （ 2）主要功能 掃描電子顯微 鏡可用于：斷口形貌觀察（斷口的連續(xù)觀察、理解斷口、準(zhǔn)理解斷口、韌性斷裂斷口、晶間斷裂斷口、疲勞斷口）、顯微組織觀察、物相鑒定、 應(yīng) 變分布進(jìn)行定性測定 、 樣品的原位動態(tài)分析等。 由于 晶體 內(nèi)各 原子排列的周期性， 使各 原子散射波 間也存 在固定 的 位相關(guān)系 而 產(chǎn)生干涉作用，在某些方向上出現(xiàn)相長干涉 ， 形成衍射波 [16]。 廣泛應(yīng)用于冶金，石油，化工，科研，航空航天，教 學(xué)，材料生產(chǎn)等領(lǐng)域。周國定等 [17]人就用交流阻抗技術(shù)測量了銅電極在低電導(dǎo)率介質(zhì)體系中的極化電阻和界面電容等信息，研究了金屬在低電導(dǎo)率介質(zhì)體系中的腐蝕和緩蝕行為。 四川理工學(xué)院本科畢業(yè)論文 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論 11 第三章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論 金相分析 將在不同濃度下實(shí)驗(yàn)過后的試樣進(jìn)行金相掃描。 圖 A 金相圖 200X 圖 B 金相圖 200X 圖 C 金相圖 200X 圖 D 金相圖 200X 圖 E 金相圖 200X 圖 F 金相圖 200X 四川理工學(xué)院本科畢業(yè)論文 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論 12 圖 10%濃度實(shí)驗(yàn)后試樣 圖 25%濃度實(shí)驗(yàn)后試樣 圖 50%濃度實(shí)驗(yàn)后試樣 圖 100%濃度實(shí)驗(yàn)后試樣 由金相圖 和圖 對比發(fā)現(xiàn)，每個試樣都發(fā)生了不同程度的腐蝕。試樣形貌圖如圖 — 。 陳惠玲 [18]通過研究進(jìn)行證明， 確定腐蝕產(chǎn)物包括 γFeOOH， αFeOOH， Fe3O4 和少量βFeOOH。 四川理工學(xué)院本科畢業(yè)論文 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論 16 表 實(shí)驗(yàn)變量組合 自腐蝕電位 (Ecorr)是一個特定的腐蝕體系在沒有外加電流的情況下測得的金屬電位。 表 濃度為 5%甲酸鉀型除冰液對應(yīng)不同膜厚下 4130鋼電化學(xué)參數(shù) 表 濃度為 10%甲酸鉀型除冰液對應(yīng)不同膜厚下 4130鋼電化學(xué)參數(shù) 表 濃度為 25%甲酸鉀型除冰液對應(yīng)不同膜厚下 4130鋼電化學(xué)參數(shù) 表 濃度為 50%甲酸鉀型除冰液對應(yīng)不同膜厚下 4130鋼電化學(xué)參數(shù) 試驗(yàn)條件 30μm 90μm 150μm 240μm 500μm 10000μm 5% 10% 25% 50% 100% A1 B1 C1 D1 E1 A2 B2 C2 D2 E2 A3 B3 C3 D3 E3 A4 B4 C4 D4 E4 A5 B5 C5 D5 E5 A6 B6 C6 D6 E6 電化學(xué)參數(shù) A1 A2 A3 A4 A5 A6 Ecorr（ V） log(i/A為了便于觀察將全浸狀態(tài)下的厚度調(diào)整到 700μm繪圖，只做趨勢分析。圖 分別為試樣在同一膜厚對應(yīng)不同濃度的陰極極化曲線。 cm2) 0 100 200 300 400 500 600 700 800 log(i/A具體推論如下： (1) 通過表 ，在相同 的膜厚下，實(shí)驗(yàn)使用甲酸鉀型除冰液濃度對4130 鋼 自腐蝕電位 (Ecorr)的影響顯然存在著。結(jié)合圖 可以看出：盡管 100%、 50%濃度的除冰液濃度大，腐蝕傾向越易但并沒有表現(xiàn)出其腐蝕速度越大。 (2) 通過對比發(fā)現(xiàn)，在相同的膜厚下，實(shí)驗(yàn)使用甲酸鉀型除冰液濃度對 765432 log(i/Acm2)Potenti al/ V5%10%25%50%100%四川理工學(xué)院本科畢業(yè)論文 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論 19 log(i/A而對這種情況的分析，我們推測可能是由于發(fā)生電化學(xué)腐蝕過程中產(chǎn)生了某種促進(jìn)或抑制反應(yīng)的物質(zhì) [22]。 (注：電化學(xué)測量中參比電極均為飽和 Ag/AgCl電極 ) （ a） 除冰液濃度 5% 圖 10%濃度 圖 25%濃度 圖 50%濃度 765432 log(i/Acm2)Potenti al/ V30 μm90 μm15 0μm24 0μm50 0μm10 00 0μm四川理工學(xué)院本科畢業(yè)論文 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論 20 圖 100%濃度 4130 鋼 在不同液膜厚度除冰液中的 陰極極化曲線 通過圖 我們依然不能直觀的看出膜厚、除冰液濃度對 4130 鋼腐蝕傾向和腐蝕速率的影響。這可能是由于隨著薄液膜厚度的增加，氧氣想要進(jìn)入到試樣表面就更難，所以腐蝕速率有所降低?？梢詫⒎磻?yīng)過程大致分為三個區(qū)域：自腐蝕電位負(fù)移，自腐蝕電流密度 減?。怀霈F(xiàn)一個平臺，自腐蝕電位負(fù)移，自腐蝕電流基本不變，吸氧腐蝕，屬于氧擴(kuò)散腐蝕；而后出現(xiàn)的是電位繼續(xù)負(fù)移到達(dá)析氫反應(yīng)。利用 Nyquist 圖以及 Bode 圖進(jìn)行分析。由于電荷傳遞電阻 Rp 與陽極溶解過程密切相關(guān)，它能反映金屬溶解 速率的變化 [23]，所以本文中采用電荷傳遞電阻 Rp 的倒數(shù) 1/Rp 來表征腐蝕速率。從表 也可以看出腐蝕速率隨著薄厚的增加先減小后增大在減小。/ohmZ39。/ohm30μm90μm150μm240μm500μm10000μm3 2 1 0 1 2 3 4 5 log(Z)lo g( f /Hz) 30μm 90μm 150μm 240μm 500μm 10000μm0 500 1000 1500 2021 25000100300400500600700800 Z39。 圖 50%濃度對應(yīng)各膜厚 Nyquist 圖（左）和 Bode圖（右） 從圖中反應(yīng)來看 抗腐蝕能力 應(yīng)該是膜厚為 : 10000μm30μm240μm 150μm 50