Luận văn thạc sĩ nghiên cứu quá trình hoà tan anốt hợp kim nhôm silíc

Trong lĩnh vực khoa học và công nghệ điện hóa các hợp kim, Al-Zn, Al-Mg, AE Mg-Zn, được dùng làm anôt hy sinh bão vệ ăn mòn [1, 2, 3, 4] Việc nghiên cứu bảo vệ nhôm và hợp kim nhôm khổ

Trang 1

BO GIAO DUC VA DAO TAO

TRUONG DAI HOC BACH KHOA HA NOI

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGÀNH: CÔNG NGHIỆ IOÁ HỌC

NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH HÒA TAN ANỐT HỢP KIM

NHOM-STLIC

DAO TIEN HAI

TIÀ NỘI 2006

Trang 2

1.3 lính chất điện hóa và ảnh hưởng

1.3.1 Ảnh hưởng của môi trường

1.3.1.1 Ảnh hưởng của pH

1.3.1.2 Ảnh hưởng của nồng độ 6xy hoà tan

1.3.1.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ

.3.2 Ảnh hưởng của cấu trúc, thành phần hợp kim

1.4 Sự ăn mòn bơm nước trong hệ thống làm mát

CHƯƠNG 2: Thực nghiệm và phương pháp nghiên cứu

3.1 Tạo mẫu thí nghiệm

3.2 Các dưng địch nghiên cứu

3.3 Phương pháp nghiên cứu

Trang 3

Luận văn cao học Trường Đại học Bách Khoa IIA Nội

2.3.1 Phép đo đường cong phân cực

2.3.2 Phương pháp ngoại suy xác định điện thế ăn mon và đồng

an min

2.3.3 Phương pháp đo phổ tổng trở

2.3.3.1 Nội dung của phương phấp

2.3.3.2 Sơ đồ khối của phép đo phổ tổng trở

2.3.3.3, Tống trở của các quá trình điện cực đơn giản

2.3.3.4 Biểu diễn tổng trở trên mặt phẳng phức

CHƯƠNG 3: Kết quả và bàn luận

3.1 Phép đo đường cong phân cực

32 Phép đo phổ tổng trở

KẾT LUẬN

KIẾN NGHỊ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

TÔM TẮT LUẬN VĂN BẰNG LIÊNG VIỆT VÀ TIẾNG ANH

Trang 4

Danh mục các kí hiệu, các chữ viết tắt

PEG Polyethyleneglycol

Eeor : Điện thế ăn mồn

lsam : Déng an mon ALSi : Hợp kim nhêm-silic

Trang 5

Ludn văn cao học Trường Đại học Bách Khoa IIA Nội

Danh mục các hình vẻ, đồ thị

đồ thị số

1.3 | Hình ảnh mô tả sự hình thành vùng nghèo đồng đo tiết CHAI; | 18

1.4 | Hình ảnh ăn mồn bơm nước trong hệ thống làm mát 18

2.2 | Sơ đồ thực hiện các phép đo 22

2.3 Để thị xác định Beor VA ico theo phuong ph4p ngoai suy 24

24 | Đồ thị bidu din hinh hye cia Z(@) Irên mật phẳng phức | 26

2.5 Mạch lương đương của một bình điện hóa 26

2.6 | Sơ đồ khối của phép đo phổ tổng trở 27 2.7 | Mạch lương đương Lổng trở Randlcs 29

2.9 | Biểu diễn phố tổng trở trên mặt phẳng phức 31

3.1b | Đồ thị biểu diễn đường cong phân cực của AI-Si trong 34

nước cất dạng logarit 3.2a | Đồ thị đường cong phân cực của Al-Si trong dung dich 35

PHG nồng độ 5g/1 3.2b_ | Đồ thị biểu điển đường cong phân cực của AI-Si trong 35

dưng dịch PEG nông độ 5g/1 dạng logariL

NaCl nồng độ Ig/1 3.3b | Đồ thị biểu điễn đường cong phân cực của Al-Si trong 37

dung dich NaC1 nồng 46 Ig/l dang logarit

3.4a | 6 thị đường cong phản cực của Al-Si trong dung dich 38

Trang 6

đồ thị số

Trang 7

đồ thị số

Trang 8

MỞ ĐẦU

Hiện nay, trên thế giới nhôm và hợp kim nhôm được ứng dụng rộng rãi trong nhiễu lĩnh vực công nghiệp khác nhau từ lĩnh vực liên quan đến đời sống xã hội của cộng đồng dân cư như xây dựng, công nghiệp thực

phẩm, đồ uống đến những lĩnh vực đồi hồi kỹ thuật cao như hàng không, vũ trụ Ví dụ, đối với hệ hợp kin nhôm đùng để chế tạo chỉ tiết máy, ở Mỹ công nghiệp vận tải sứ dụng đến 29,2% sản lượng nhôm và hợp kim nhôm

được sẵn xuất, Các nhà sản xuất ô tô có thiên hướng ngầy càng sử dụng hợp kim nhôm nhiều hon vì giảm được trọng lượng xe, tiết kiệm được nhiên

liệu Đặc biệt trang công nghiệp hàng không trọng lượng hợp kim nhôm sử dung để chế tạo chiếm đến 80% trọng lượng thân máy bay Có thể nêu ra ở dây một số hợp kim diển hình dược ứng dụng khá rộng rãi trong công nghiệp chế lạo máy và thiết bị: Dura (hợp kim Al-Cu), hop kim Al-Mn, Ab

8i, AI-Ti thường được sử dụng dể chế tạo thân vỏ máy bay, thân động cơ chi tiết máy, hợp kim AI-Mg-Fb, Al-Sn để chế tạo bạc động cơ Trong

lĩnh vực khoa học và công nghệ điện hóa các hợp kim, Al-Zn, Al-Mg, AE

Mg-Zn, được dùng làm anôt hy sinh bão vệ ăn mòn [1, 2, 3, 4]

Việc nghiên cứu bảo vệ nhôm và hợp kim nhôm khổi ăn mòn là nhu

cầu cấp thiết vì hậu quả của nó là làm mất tính năng, giảm tuổi thọ của chỉ tiết máy, thậm chí có thể phá huỷ toàn bộ thiết bị, làm mất an toàn trong

sản xuất và đời sống Đây là một thách thức của khoa học và công nghệ Ngoài ra thiệt hại to lớn đơ an mồn gây nên không chỉ giới hạn trong chỉ

phí bảo dưỡng thường xuyên và thay thế vật liệu mà cồn phải kể đến những nguy hại luôn rình rập đe dọa mỗi chúng ta nối riêng và môi trường nói chung Theo đánh giá hàng năm của cơ quan phất triển Liên hợp quốc

(UNDP) ở các nước công nghiệp phát triển ăn mồn kim loại làm tổn thất

-8-

Trang 9

Trang 10

Bang sé| Tên bảng Trang

1.1 | Thành phân hoá học của một số hợp kìm Al-Si (Silumin) | 12

1.2 | Co tinh cha mét sé hop kim Al-Si 12

3 | Giá trị dồng an mồn của hợp kim ALSi trong mỗi trường | 47

trung tỉnh có NaCl nồng độ Ig/1 và PEG ở các nồng độ

khác nhau

4 Giá trị dồng ăn mòn của hợp kim AI-5i trong mỗi trường 39

kidm pH» 11 ¢6 chita NaCI néng dé 1/1 va PAG ở các nồng độ khác nhau

5 'Tốc độ ăn mòn hợp kim Al-Si tính theo đơn vị (m/năm)| trong các dung dịch nghiên cứu 61

-4-

Trang 11

3.5 | Để thị đường cong phân cực của AI-Sĩ trong dung dich 45

gồm NaCl nồng độ Iz/1 và PEG nồng độ Ig/1 dạng logariL

gồm NaC] nồng độ 1g/1 và PEG nồng độ 3g/1 dang logarit

gém NaCl néng dé 1g/1 và PEG nồng độ 7g/1 dạng logarit

3.8 | Đồ thị đường cong phân cực của Ai-Si trong dung dịch 46

gém NaC! néng d6 1g/l va PEG néng độ 9g/1 dạng logarit

3.9a | Đồ thị đường cong phân cực của Al-Si trong dung dich 48

NaOH nồng độ 0.1g/I

3.Øb | Đồ thị biểu điễn đường cong phân cực của Al-8i trong 48

dung dịch NaOH nồng độ 0.1g/I dạng logarit

3.10a | Đề thị đường cong phản cực của Al-S¡ trong dung dịch 40

gồm NaOH nồng dộ 0.1g/4 và PEG nồng dộ 5g/1

dưng dịch gồm NaOH nồng độ 0.1ự/1 và PEG nồng độ 5g/1

dang logarit

3.11a | 26 thi dugng cong phan cuc cia Al-Si trong dung dich 52

gém NaOH néng do 0.1g/ va NaCl néng dé 1e/l 3.11b | Dé thị biểu dién duéng cong phan cuc cia Al-Si trong 53

dang dịch gồm NaOH nồng ¢6 0.1 g/l va NaCl néng 46 1g/1 dạng logarit

gồm NaOH nồng độ 0.1g/1, PEG nông độ 5g/1 và NaCl

nổng độ lg/1 3.12b | Đồ thị biểu diễn đường cong phân cực của Al-Si trong 55

dung dịch gồm NaOH nồng ¢6 0, Ig/l, PHG néng dé Sg/l

va NaCl néng d6 Lg/l dang logaril

3.13 | Để thi biéu dién dutmg cong phân cực của AI-Si trong 57

dung dịch gồm NaO11 nồng độ 0.1g/1, PEG nồng độ Lg/l

Trang 12

3.5 | Để thị đường cong phân cực của AI-Sĩ trong dung dich 45

gồm NaCl nồng độ Iz/1 và PEG nồng độ Ig/1 dạng logariL

gồm NaC] nồng độ 1g/1 và PEG nồng độ 3g/1 dang logarit

gém NaCl néng dé 1g/1 và PEG nồng độ 7g/1 dạng logarit

3.8 | Đồ thị đường cong phân cực của Ai-Si trong dung dịch 46

gém NaC! néng d6 1g/l va PEG néng độ 9g/1 dạng logarit

3.9a | Đồ thị đường cong phân cực của Al-Si trong dung dich 48

NaOH nồng độ 0.1g/I

3.Øb | Đồ thị biểu điễn đường cong phân cực của Al-8i trong 48

dung dịch NaOH nồng độ 0.1g/I dạng logarit

3.10a | Đề thị đường cong phản cực của Al-S¡ trong dung dịch 40

gồm NaOH nồng dộ 0.1g/4 và PEG nồng dộ 5g/1

dưng dịch gồm NaOH nồng độ 0.1ự/1 và PEG nồng độ 5g/1

dang logarit

3.11a | 26 thi dugng cong phan cuc cia Al-Si trong dung dich 52

gém NaOH néng do 0.1g/ va NaCl néng dé 1e/l 3.11b | Dé thị biểu dién duéng cong phan cuc cia Al-Si trong 53

dang dịch gồm NaOH nồng ¢6 0.1 g/l va NaCl néng 46 1g/1 dạng logarit

gồm NaOH nồng độ 0.1g/1, PEG nông độ 5g/1 và NaCl

nổng độ lg/1 3.12b | Đồ thị biểu diễn đường cong phân cực của Al-Si trong 55

dung dịch gồm NaOH nồng ¢6 0, Ig/l, PHG néng dé Sg/l

va NaCl néng d6 Lg/l dang logaril

3.13 | Để thi biéu dién dutmg cong phân cực của AI-Si trong 57

dung dịch gồm NaO11 nồng độ 0.1g/1, PEG nồng độ Lg/l

Trang 13

3.14 [ Để thị biểu điễn đường cong phân cực của AI-5ï trong 37

dang dich gồm NaOH nồng dộ 0 1p/l, PHG néng độ 3g/1

va NaCl néng d6 1g/l dang logarit

3.15 | Đô ii biểu diễn đường cong phân cyc cla Al-Si trong 58

dung dịch gồm NaOH nồng dộ 0 Ig/l, PBG nồng độ 7g/I

va NaCl néng d6 lg/l

Ích gồm NaO11 nồng độ 0 Ig/I, PEG nổng độ 9g/1

và NaCl néng dO Lg/l dang logaril

dung

3.17a | Đề thị đường cong phân cực của Al-Si trong dung dich 59

gồm PBQ nồng độ 5g/1, NaCl nồng độ 1g/1 và siearic nông

độ 0.25g/1, điều chỉnh pH=I I bằng NaOH (dung dịch 9)

3.17b | Đồ thị biểu diễn đường cong phân cực của Al-Si trong 60

dung dich 9 dạng logarit

3.28 | Phổ Nyquist khi đo mẫu nghiên cứu trong dung dịch gồm 72

NaOH nồng độ 0.g/1, NaCl nồng độ 1g/I và PHG nống độ 5g/1

d6 Se/l va diéu chinh dén pH=! 1 bang NaOH

Trang 14

khá lớn nền kinh tế quốc đân, và chiếm khoảng 4,2% tổng sản phẩm quốc dân [5] Nước ta có khí hậu nóng, ẩm Lý lệ vật liệu kim loại sử dụng cồn cao nên thiệt hại đo ân mòn có thể lớn hơn

ñ miền

Từ lâu trên thế giới đã có nhiều công trình nghiên cứu bảo

cho nhôm và hợp kim nhôm được công bố Ngày nay với sự phát triển mạnh

mẽ của khoa học kỹ thuật, các thiết bị và phương phấp nghiên cứu ngày

càng được cải tiến, giúp cho việc nghiên cứu ăn mòn hiệu quả hơn Phương

pháp phổ tổng trở điện hóa (E15) là một phương pháp nghiên cứu hiện đại đang được sử dụng phổ biến để nghiên cứu các hệ điện hóa nói chung và ăn

xuồn nói riêng Ví dụ nhu: nhờ phương pháp RIS, John R.Scully và các cộng

sự [6] nghiên cứu đặc diém am min cha Al, hgp kim Al-Cu, Al-Si trong dung dich cé chia HF néng do khée nhau, dưa ra mô hình rnạch tưởng

đương của hệ, F.Mansfeld và cộng sự nghiên cứu, điền khiển được quá trình

ăn mòn cục bộ AI, hợp kim nhôm trong dung dich NaCl [7]

Tuy nhiên ở nước ta việc nghiên cứu quá trỉnh ăn mồn nhôm và hợp kim nhém không nhiều và có lẽ tập trung chủ yếu ở Học viện khoa học kỹ thuật không quân, tiêu biểu là đề tài bảo vệ thân máy bay khổi ăn mồn, và ở

kỹ thuật quân sự nghiên cứu bảo quần kịp nổ vỏ nhôm khỏi an

Trong công nghiệp chế tạo, hợp kin AI-Sĩ được sử dụng khá nhiều để chế tạo các chỉ tiết như: pislon động cơ, thân bơm nước làm mát xe tải hạng nặng Đây là những chỉ tiết cổ khả nang chịu mài ruồn, cơ tính thích hợp

để đúc tuy nhiên hay hồng, đặc biệt là thân bơm nước sử dụng trong xe tải hạng nặng ở mồ than rất nhanh hỏng do an mồn và bào mòn dẫn đến làm

giảm đáng kể tuổi thọ động cơ Để có thể góp phần hạn chế ản mòn thân

bơm trong hệ thống làm mát được chế tạo từ hợp kim A1-S¡ chúng tôi Thực

hiện dé tài “Nghiên cứu quá trình hòa tan anot hợp kim Al-Si” với mục đích

nghiên cứu xác dịnh nguyên nhân än mồn hợp kim AI-S¡ được lấy Fï một

-9-

Trang 15

dung

Trang 16

dung

Trang 17

đồ thị số

Trang 18

Trang 19

khác nhau

-4-

Trang 20

dung

Trang 21

khác nhau

-4-

Trang 22

dung

Trang 23

dung

Trang 24

khác nhau

-4-

Trang 25

khác nhau

-4-

Trang 26

ñ miền

-9-

Trang 27

ñ miền

-9-

Trang 28

ñ miền

-9-

Trang 29

đồ thị số

Trang 30

Trang 31

Trang 32

đồ thị số

Trang 33

đồ thị số

Trang 34

ñ miền

-9-

Trang 35

đồ thị số

Trang 36

Trang 37

Tiêu đề	Nghiên Cứu Quá Trình Hòa Tan Anốt Hợp Kim Nhôm-Silic
Người hướng dẫn	Đào Giến Tử, PTS. Đào Giến Tử
Trường học	Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Chuyên ngành	Công Nghệ Hóa Học
Thể loại	Luận văn thạc sĩ
Năm xuất bản	2006
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	75
Dung lượng	200,32 KB