al在h2so4nacl体系中的电化学振荡行为word格式论文.docxVIP

摘要Al 及其合金有重量轻、强度高、力学性能好等优点。长期以来，其在航空航天、汽车制造、建筑工程、电子工业等领域扮演着重要角色。随着科技进步和高新技术的开发与应用，各领域对Al 及其合金材料综合性能的要求日益提高，然而Al化学性质活泼而容易腐蚀。明确Al腐蚀机理对于提高其防护性能具有重要意义。研究Al阳极溶解过程中的电化学振荡行为可深化对Al腐蚀机理的认识，同时丰富非线性科学的发展。本文通过大量实验研究了Al在H2SO4 和H2SO4-NaCl体系中的电化学振荡现象。H2SO4体系中加入NaCl能够在较低温度(30℃)下诱发明显振荡，构成新的电化学振荡体系。本文系统考察了电极电位、H2SO4浓度和NaCl浓度对电流振荡行为的影响。实验结果表明：增加电极电位，导致电流振荡的诱导时间(ti)和平均周期(tp)逐渐减小，同时，电极电位以指数形式影响反应系数k使其增大，引起平均振幅(△i)增大；增加H2SO4浓度，H+增加，氧化膜溶解速度加快，故其ti和tp增大，△i减小；增加Cl-浓度，导致ti逐渐减小，tp 逐渐增大，反应电子数量的增加导致电流密度增加，使△i 逐渐增大。基于上述实验事实，本文对Al在H2SO4-NaCl体系中的振荡行为进行了非线性动力学分析和模拟计算。通过分析电极过程中的非线性步骤及电化学耦合因素，提出了一个可能的电极过程动力学模型，并借助线性稳定性分析及分支分析得到了参数坐标中的动力学行为区域图；同时将恒电位电流振荡模拟为稳定极限环振荡，分别计算出了时间-浓度，时间-电流振荡曲线并进行功率谱分析，其结果与文中实验结果的定性一致性，表明该类电极过程中的电化学振荡理论研究可以纳入Hopf分支分析框架之中，进而可从全新的非线性动力学角度更深刻地认识Al 的振荡机理。关键词：电化学振荡，Al，动力学模拟，稳定极限环ABSTRACTAluminumanditsalloyshavebeenextensivelyusedinaerospace,automobile manufacturingindustry,construction,electronicindustry,equipmentproductionand othercivilianareasduetotheirsatisfactoryfeaturessuchaslightweight,highstrength andgoodmechanicalproperties.Withthedevelopmentofscienceandnewtechnology, therequirementofcomprehensiveperformanceformaterialsisofincreasingdemand. Aluminum,however,areeasytobecorruptedduetotheunstablechemicalproperties. Therefore,itisofgreatsignificancetostudyaluminum’sbehaviorsandmechanismof oscillations.Researchesaboutaluminumelectrochemicaloscillationsbehaviorinthe processanodesdissolutioncandeepenunderstandingofthecorrosionmechanismof aluminumand make contributionstodevelopmentofnonlinear science.OscillatoryelectrodissolutionofAlinH2SO4andH2SO4-NaClsolutionsare investigatedseparately.Resultsindicatethatcurrentoscillationscouldoccurobviouslyinarelativelylowtemperature(30℃)whenNaClisaddedtoH2SO4 solution.Forfurtherstudy,theeffectsoftheappliedpotential,theconcentrationofH2SO4andNaCl onthecurrentoscillationsareexploredrespectively.Experimentalresultsrevealthatthe inducetime(ti)andaveragecycle(tp)decreasegraduallywiththeincreasingof electrodepotential.Inaddition,theelectrodepotentia