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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:程子萍
研究生(外文):CHENG, ZI-PING
論文名稱:金屬材料鈍化現象之交流阻抗研究
論文名稱(外文):Studies on the passivation of various alloys by A.C. impedance
指導教授:李汝桐李汝桐引用關係蔡文達蔡文達引用關係
指導教授(外文):LI, RU-TONGCAI, WEN-DA
學位類別:博士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:礦冶及材料科學研究所
學門:工程學門
學類:其他工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:1990
畢業學年度:79
語文別:中文
中文關鍵詞:金屬材料鈍化現象交流阻抗電化學方法等效電路生醫材料直流方法
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Passivity is of major concern for many materials which need to exhibit
extremely low corrosion rates in highly aggressive environments. Passivity
also plays an importantt role in developing new corrosion resistant
materials for diversified engineering requirements. The methods utilized
in the passivity researches include various kinds of electrochemical
techniques and surface analysis techniques. In this strdy, the a. c.
impedance technique is highlighted and applied to study the passivity
phenomena of various metallic materials in different environments. Other
electrochemical and surface analytical techniques such as the measurements
of open circuit potential and polarization curves, examination of the
surface corrosion morphology, and analysis of the chemical compositionof
passive film are also incorporated to evaluate such passivation behavior.
The main text is divided into eight chapters. The first chapter is an
introdutory material which deals with the motives and objectives of this
strdy, and a brief overview of the research methods of passivity study.
The second one is a theoretical base of a. c. impedance technique which
includes the basics of a. c. circuit and equivalent circuit, the physical
meanings of equivalent electric elements, the analysis and its
interpretation of impedance spectroscopies. A short overview of the
formation and breakdown mechnisms of passive film is also included in this
chapter. Chapter three discusses the applicability of duplex stainless
steels with the fractions of ferrite phase ranging from 21% to 80%
byvolume percent as orthopedic implant alloys. Chapter four investigates
the effect of beryllium addition into the Ni-Cr dental alloys on the
changes of passive film characteristics in Ringer''''s solution. Chapter five
deals with the electrochemical properties of passive film on the surface
of titanium in molybdate-containing sulfuric asid solution as a function
of molybdate concertration, solution temperature, and externally applied
potentials. Chapter six evaluates the corrosion reaction and passivation
phenomenon of hot dip galvanized 5%Al-Zn and 55%Al-Zn coatings in highly
alkaline, saturated Ca(OH)2 solution. Chapterseven deals with the
corrosion problems and passivation behavior of reinforcing steels embedded
in concrete specimens which are immersed in artificial sea water or
concentrated sulfate solution. The effect of polymer impregnation
treatment on the change of concrete resistance has also been evaluated.
The eighth chapter concludes that two types of impedance spectroscopies
encountered in this stydy corresponds to the different
corrosion/passivation mechanisms with single or double capacitance
elements.
鑑於耐蝕材料對於材料科技之重要性,目前新材料開發之一個重要方向即為鈍化合
金之開發與應用,因此金屬材料之表面鈍化膜特性最為受到關注。研究鈍化現象之方
法包含有各種電化學方法以及各種表面成份與結構分析方法,於本論文中主要採用電
化學方法中斤年來廣受注目的交流阻抗分析技術,應用於金屬材料鈍化現象之探究;
並且輔以其他電化學方法和表面分析技術,如開路電位及直流極化曲線之量測、電子
微探分析和歐傑電子光譜分析等方法 ,共同研究鈍化現象 。
本論文全文共分八大章。第壹章為總綱,簡述研究目的及研究動機,並介紹鈍化的定
義、造成鈍化狀態的方法、以及各種研究鈍化現象之方法。第貳章為理論基礎部份,
內容包括基礎交流回路與等效電路之表示方法與分析方法,各等效電子元件之特性與
物理意義,各種交流阻抗圖示法與分析法,本研究使用之交流阻抗分析系統,以及鈍
化膜之各種生成與破壞機構等。第參章探討雙相不鏽鋼作為骨科移植用生醫材料之可
行性,以及其表面鈍化現象;四種雙相不鏽鋼之肥粒鐵相體積百分率自21% 至80% ,
在模擬人體體液之Hank溶液中,以交流阻抗方法與直流方法分別量測其各種電化學參
數,同時依ASTM G30規範進行U型彎曲試片之應力腐蝕,依ASTM G48規範進行間隙腐
蝕及孔蝕試驗,各項實驗結果均與沃斯田鐵系之316L不鏽鋼相互比較。第肆章探討鈹
合金元素之添加對於Ni-15Cr 系列和Microbond NP/2系列鎳銘齒科合金在Ringer溶液
中鈍化行為之影響,鈹元素之添加重量百分率自0.5%至2.0%不等。第伍章探討室溫及
沸騰狀況下的硫酸溶液中,添加10(負四M次方) 至10( 負二M次方)等不同濃度鉬
酸鈉腐蝕抑制劑,對於商業級純鈦表面鈍化膜成長與鈍化膜性質之影響;並且研究開
路電位至1.0V(SCE) 範圍內,不同外加電位值對於表面鈍化膜性質之影響,配合歐傑
電子光譜表面分析結果,探討鉬酸鈉濃度、外加電位、與鈍膜性質之間的關連性。第
陸章之內容為研究熱浸鍍5%鋁鋅及55% 鋁鋅鍍層,在高鹼性之飽和Ca(OH)2 溶液中之
鈍化反應,探討此等鋁鋅鍍層應用於混凝土環境中,保護強化鋼筋之可能性。第柒章
之內容為研究波特蘭水泥一型及五型之混凝土試件中,溶液中氯離子或碳酸根離子等
不同種類離子,以及高分子預浸處理等混凝土環境條件,對埋藏其中的鋼筋表面鈍話
狀態之影響。第捌章為總結論,將第參章至第柒章各電化學系統之交流阻抗頻譜,歸
納成單電容元件特性之電化學系統,均為鈍化狀態較為穩定之系統,而展現出雙電容
元件特性之電化學系統,則為鈍化狀態較不穩定或是處在活潑狀態之系統 。
總目錄
誌謝
中文摘要
英文摘要
圖目錄
表目錄
符號說明
第壹章 總綱
第一節 前言
第二節 何謂鈍態
第三節 研究鈍化現象之方法
第四節 本研究之目的
第貳章 理論基礎
第一節 交流阻抗
第二節 鈍化現象
第參章 雙相不銹鋼在Hank溶液中之鈍化現象
第一節 前言
第二節 實驗
第三節 結果與討論
第四節 本章結語
第肆章 鈹對鎳路齒科合金鈍化行為之影響
第一節 前言
第二節 實驗方法
第三節 結果與討論
第四節 本章結語
第伍章 鈦在含鉬酸溶液中之鈍化行為
第一節 前言
第二節 實驗
第三節 結果與討論
第四節 本章結語
第陸章 熱浸鍍鋁鋅在鹼性環境中之鈍化反應
第二節 研究方法
第三節 結果與討論
第四節 本章結語
第柒章 混凝土環境條件對鋼筋鈍化之影響
第一節 前言
第二節 實驗
第三節 結果與討論
第四節 本章結語
第捌章總結
第玖章參考文獻
個人資料
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