低碳钢在模拟深地质处置环境中的腐蚀行为

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1、中国科学技术大学硕士学位论文一低碳钢在模拟深地质处置环境中{的腐蚀行为一^^—VV～⋯^’一⋯—^～^^^一ut一。作者姓名：学科专业：导师姓名：完成时间：÷、～⋯?⋯⋯⋯⋯～一、“““—h^?_J、、⋯——^一，。～”文怀梁材料物理与化学董俊华研究员二。一四年五月二日一～～iffIlllllIIIIIIIIIIIIttlItlIIIIIIIfY2589971UniversityofScienceandTechnologyofChinaAdissertationformaster’Sdegree⋯V——～}TheCo

2、rrosionBehaviorofLow}CarbonSteelinSimulatedDeep；GeologicalDisposal■_●J匕nVIrOnmentAuthor’sName：HuailiangWenSpeciality：MaterialPhysicsandChemistrySupervisor：Prof．JunhuaroJunhua—DongOngFinishedtime：May2加，2014乙一。。。一⋯～——⋯——．⋯。⋯——⋯，。～，～．一。～。，．一⋯⋯～～⋯⋯～⋯⋯—。～⋯一⋯一中国科学技术大

3、学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。除已特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均己在论文中作了明确的说明。作者签名：文怀粱签字日期：垒!生玉驾中国科学技术大学学位论文授权使用声明作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文编入《中国学位论文全文

4、数据库》等有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。正么开口保密(——年)作者签名：叁!遂鎏签字日期：垫l生!夏。丝导师签名签字日期：2生丛啦7作者签名：又怀粱日期：Zol手年厂月留日摘要一摘+要高放废物因其毒性大、半衰期长、放射性强，必须采用有效的处置方法将其同人类生活圈隔离起来。我国拟采用深地质处置的方案对高放废物进行处置。金属处置罐是深地质处置方案中防止高放废物泄露扩散的第一道人工屏障，可防止高放

5、废物向周围环境泄漏。低碳钢作为处置罐候选材料之一，其表面在受到地下水浸泡时将发生腐蚀。研究低碳钢在模拟深地质处置环境中的腐蚀行为将为评价其作为罐体材料的可行性和预测其服役寿命提供依据。本文采用开路电位监测，动电位极化曲线和电化学阻抗谱研究了HC03-。CV和S042-的浓度对低碳钢在模拟高放废物地质处置环境中的活化／钝化腐蚀倾向的影响，并采用扫描电子显微镜(SEM)观察了表面腐蚀形貌，用煳寸线衍射()(】m)对腐蚀产物进行了物相分析。研究发现，在仅含HC03=的无氧溶液中，HC03—会同时促进阳极的低碳钢溶解过程和阴

6、极的析氢过程。低碳钢的开路电位随浸泡时间的延长和HC03-浓度的升高而正移；当HC03-浓度为0．01mol／L时，低碳钢最终处于活性溶解(活化)状态，表面的电化学反应过程由电荷转移控制；当HC03=浓度达到0．02mol／L及以上时，低碳钢最终处于钝化状态，表面的电化学反应过程由扩散控制。在无氧0．01mol／LHC03-溶液中加入CV或者S042一，或者同时加入Cr和S042-后，低碳钢表面腐蚀产物主要为a-FeOOH、Fe304和Fe2(OH)2C03，在0．01mol／LHC03-+CV溶液中还生成了卜FeO

7、OH。低碳钢始终都处于活性溶解状态，表面发生均匀腐蚀。在无氧0．05mol／LHC03一溶液中加入CV(并且CV浓度低于0．2mol／L)或者加入S042-(并且S042’．浓度低于0．1mol／L)，或者同时加入CF和S042-后，低碳钢表面腐蚀产物主要为a-FeOOH、Fe304和Fc2(O均2C03。低碳钢处于过钝化状态，表面发生局部腐蚀，而且局部腐蚀程度随CF和S042-浓度的升高而加重。关键词：低碳钢高放废物处置腐蚀活化／钝化HC03-／Cl-／S042-ABSTRACTDeepgeologicaldisp

8、osalisoneapproachbeingconsideredinChinaforthelongtermmanagementofthehig¨evelradioactivenuclearwaste(HLRNW)．Inthismethod，themetalcontaineristhecriticalfactorthatseparatestheH