材料腐蚀动力学模拟

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1、中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn-#CuO与含Cl缓蚀剂膜的分子动力学行为**胡军，王赟，余历军，马晓迅（西北大学化工学院，西安，710069）5摘要：以含氯离子的BTA、MBT和TTA三种缓蚀剂层与CuO（-100）面为研究对象，采用分子动力学的方法，研究了层间的相互作用能、氯离子的扩散和缓蚀剂膜的自扩散等性质，揭示了氯离子在不同缓蚀剂膜中扩散的微观机理和动力学行为。研究结果表明：BTA、TTA与MBT的缓蚀机理是不一样的，BTA和TTA主要是靠直接化学吸附达到缓蚀目的；-10MBT则是通过

2、间接的化学吸附达到缓蚀目的。Cl在BTA、MBT和TTA中的扩散系数分别-52-52-52为：1.634×10cm/s、1.656×10cm/s和1.627×10cm/s，扩散速率都比较低，所以这三-种缓蚀剂都可以有效地阻止Cl在缓蚀剂膜中扩散。另外BAT膜内的孔洞的连通性最差，膜结构最稳定。关键词：分子动力学；缓蚀剂；氯离子；交互作用15中图分类号：O641MoleculardynamicsstudyofCuOandcorrosioninhibitor-filmwithClHUJun,WANGYun,YULijun,MA

3、Xiaoxun20(ChemicalEngineeringSchool,NorthwestUniversity,Xi`an710069)-Abstract:ThehighconcentrationofClinseawatercausesseriouscorrosionofcopper,whichhasbroughtenormouseconomiclossesandmanypotentialsafetyproblemstotheutilizationofmarineindustry.Inordertorevealthemic

4、roscopicmechanismandkineticsprocessofchlorideionsin-differentcorrosioninhibitionfilms,thediffusionofClinBTA、MBTandTTAandinteraction25betweenCuO(-100)andthethreecorrosioninhibitionfilmswereresearchedbyusingmoleculardynamicssimulation.Theresearchindicatedthatcorrosi

5、oninhibitionmechanismsofBTA,TTAandMBTarenotthesame.TheinhibitionofBTAandTTAaremainlyduetodirectchemicaladsorption.However,theinhibitionofMBTismainlyduetoindirectchemicaladsorption.The--52-52diffusioncoefficientofClinBTA、MBT和TTAare1.634×10cm/s,1.656×10cm/sand-52301

6、.627×10cm/s,respectively.Allofthemarerelativelylow,sothethreeinhibitorscan-effectivelypreventCldiffusioninthemselves.Furthermore,poreconnectivityistheworstforBATfilmandthemembranestructureisthemoststablethanTTAandMBT.Keywords:Moleculardynamics;Corrosioninhibitor;C

7、hloridion;Interactioneffect350引言陆上资源日益匮乏、世界能源消耗上涨，浩瀚的海洋空间引起人类越来越大的兴趣。海[1]洋是生命的摇篮、风雨的故乡、五洲的通道、资源的宝库，是国家生存与发展的物质基础。随着海洋的进一步开发，越来越多的设备需要在海洋中或者沿海地区运行，海水中的腐蚀剂尤其是氯离子会引发或加速设备点蚀等局部腐蚀，这些腐蚀萌生期监测很困难、发展期扩展40迅速，常会导致突发性的难以预计的破坏，造成巨大的经济损失，有时甚至会引起灾难性事故。现场调查也表明：在海洋和近海大气的环境下，核电设备、采

8、油设备和化工设备腐蚀非[2,3]常严重，已明显缩短了设备的设计寿命并严重影响着设备的安全可靠运行。研究氯离子在不同缓蚀剂膜中的扩散行为可以为开发高效的缓蚀剂提供必要的理论基础，最终能使这些基金项目：国家自然科学基金(51301132)；高等学校博士点基金(20136101120009)作者简介：胡军（1