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研究生:洪佩瑩
論文名稱:熱浸鍍鋼材在不同曝露環境下防蝕性能探討
論文名稱(外文):Corrosion Resistance of Hot-dipping Steel in Various Exposure Environments
指導教授:黃然黃然引用關係
指導教授(外文):Ran Huang
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣海洋大學
系所名稱:材料工程研究所
學門:工程學門
學類:材料工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2009
畢業學年度:97
語文別:中文
論文頁數:88
中文關鍵詞:熱浸鍍鋅熱浸鍍5%鋁-鋅電化學試驗自然腐蝕試驗
外文關鍵詞:hot-dipping galvanized steelhot-dipping galvanized 5% aluminum-zinc steelelectrochemical testimmersion test
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近年來鋼結構已有逐年增加的趨勢。然而,鋼結構直接暴露於台灣高溫、高濕與高鹽分的腐蝕環境中,鋼結構的防蝕處理為不容忽視的一環。工程界採用的一般熱浸鍍鋅作為鋼結構物的防蝕方法,在沿海鹽害地區或硫害環境似無法達到設計的防蝕效果,故需進一步研發新的防蝕技術。
本研究主要目的為探討熱浸鍍鋅與熱浸鍍5%鋁-鋅鋼材在不同環境中的防蝕效能。試片浸漬於不同溶液中,模擬鋼結構物直接暴露於環境中的腐蝕因子,利用自然腐蝕試驗、電化學試驗、微觀觀察及成份分析等評估其效能。試驗結果顯示在酸性與氯離子環境中,熱浸鍍5%鋁-鋅有較佳的防蝕效能。添加5%鋁有助鍍層表面形成鈍化膜,可有效抵抗氯離子與酸的侵蝕。微觀結構觀察發現熱浸鍍鋁鋅表面的鈍化膜較少裂紋,可提供更完整的防蝕保護,XRD化合物分析結果得知熱浸鍍5%鋁—鋅鋼片的腐蝕生成物除ZnO、Zn(OH)2外,另有Al2O3化合物生成,驗證5%鋁的添加,形成Al2O3緻密氧化層。
The steel structures have been increasingly used in recent years. Steel structures directly exposed to the atmosphere may corrode and result in safety problems. Anti-corrosion of steel structure becomes an important topic, especially in Taiwan with humid and hot climate, characterized as a severe corrosion zone. Hot-dipping galvanized steel has been used on civil structures for long time, but it is found the present technology does not provide enough protection on the steel exposed to chloride-rich or sulfide-rich environments.
The study is aimed to evaluate the anti-corrosion efficiency of hot-dipping galvanized and hot dipping galvanized 5% aluminum-zinc steel in various exposure environments. Specimens are immersed in various solutions which simulate the corrosive environments. Test results illustrate that hot dipping galvanized 5% aluminum-zinc steel displays better anti-corrosion ability under strong acid and chloride-rich environments. Adding 5% aluminum in hot-dipping galvanized steel helps to form oxidative layer that resists the destruction of chloride ion and acid. The micrograph shows the surface of hot-dipping galvanized 5% aluminum-zinc steel has less cracks which provides higher protection. From XRD analysis result, Al2O3 is found on the surface which forms a dense layer to provide extra anti-corrosion effect.
謝誌 I
摘要 II
ABSTRACT III
目錄 IV
圖目錄 VIII
表目錄 XII
第一章 緒論 1
1.1 研究緣起與背景 1
1.2 研究目的與範圍 3
1.3 研究方法與流程 4
第二章 文獻回顧 6
2.1 腐蝕機理與腐蝕速率 6
2.1.1 鋼材腐蝕機理 6
2.1.2 腐蝕速率量測 12
2.1.3 腐蝕防制方法 15
2.2 熱浸鍍鋅鋼材特性 17
2.2.1 熱浸鍍鋅鋼材 17
2.2.2 熱浸鍍鋅防蝕特性及優缺點 17
2.2.3 熱浸鍍鋅製程 20
2.3 熱浸鍍5%鋁-鋅鋼材特性 22
2.3.1 熱浸鍍鋁鋅鋼材 22
2.3.2 熱浸鍍5%鋁-鋅防蝕特性 24
2.3.3 熱浸鍍5%鋁-鋅製程與使用現況 24
2.4 腐蝕環境 26
2.4.1 環境腐蝕因子 26
2.4.2 腐蝕環境分類 27
第三章 試驗計畫 31
3.1 試驗變數 31
3.2 試片製作 32
3.2.1 鋼片 32
3.2.2 熱浸鍍鋅與熱浸鍍5%鋁—鋅鋼片 32
3.3 試驗方法 33
3.3.1 熱浸鍍鋅檢(試)驗 34
3.3.2 電化學試驗 36
3.3.3 自然腐蝕試驗 38
3.3.4 微觀觀察與分析 40
3.4 試驗儀器與設備 43
第四章 結果與討論 47
4.1 熱浸鍍鋅檢(試)驗結果 47
4.1.1 附著性試驗 47
4.1.2 附著量試驗 48
4.1.3 均勻性試驗 49
4.1.4 鍍層厚度測定 50
4.1.5 維氏硬度試驗 52
4.2 電化學試驗結果 53
4.3 自然腐蝕試驗結果 69
4.3.1 浸漬試驗 69
4.3.2 開路電位量測 69
4.3.3 重量損失試驗 75
4.4 微觀觀察與分析結果 79
4.4.1 SEM與EDS分析 79
4.4.2 X光繞射分析 80
第五章 結論與建議 83
5.1 結論 83
5.2 建議 85
參考文獻 86
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QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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