本书主要围绕近年来作者所在研究组在紫外辐射对金属大气腐蚀影响领域的研究结果展开论述，结合腐蚀电化学、半导体理论、电化学/光电化学原理，就紫外辐射对大气腐蚀过程影响的机理做了系统的阐述，并提出了紫外辐射影响大气腐蚀过程的机理模型，为寻找防腐蚀方法和设计防腐蚀材料提供了实验数据和设计思路。本书主要内容包括金属大气腐蚀过程的光电化学理论基础，光照辐射下半导体光电效应对腐蚀过程影响的研究方法，以及紫外辐射对09CuPCrNi 耐候钢、Q235碳钢、纯锌、纯铜大气腐蚀过程的具体影响机理。
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丛书序
丛书前言
序
前言
第1章 绪论 1
1.1 引言 1
1.1.1 大气腐蚀的概念 2
1.1.2 大气腐蚀的分类 3
1.1.3 大气环境的分类 3
1.1.4 大气腐蚀的危害性 5
1.1.5 大气腐蚀的形态 6
1.1.6 大气腐蚀的机理 6
1.2 大气腐蚀的影响因素 8
1.2.1 相对湿度与环境润湿时间 8
1.2.2 盐粒 9
1.2.3 污染性气体 10
1.2.4 二氧化碳 11
1.2.5 温度 12
1.2.6 腐蚀产物 12
1.2.7 日照辐射 13
1.3 大气腐蚀影响因素的检测 13
1.4 大气腐蚀的研究方法 15
1.4.1 室外暴露实验 15
1.4.2 加速腐蚀实验 17
1.5 本书内容概述 17
参考文献 18
第2章 金属腐蚀过程的光电化学理论基础 21
2.1 半导体材料的光电化学理论基础 21
2.1.1 半导体材料的定义 21
2.1.2 本征半导体、n型半导体和p型半导体 22
2.1.3 半导体材料的光电化学行为 22
2.2 在光照辐射下半导体与金属间的光电化学作用机理 24
2.3 金属大气腐蚀产物的半导体行为特征 30
2.3.1 铁基金属的半导体腐蚀产物 30
2.3.2 锌基金属的半导体腐蚀产物 32
2.3.3 铜基金属的半导体腐蚀产物 32
2.3.4 钛基金属的半导体腐蚀产物 33
2.3.5 银的半导体腐蚀产物 33
2.3.6 铅、铬、镉等其他金属的半导体腐蚀产物 33
2.4 金属半导体腐蚀产物的光电化学行为特征 34
2.4.1 金属半导体腐蚀产物的能带结构对大气腐蚀过程的影响机制 34
2.4.2 金属半导体腐蚀产物中光生电子的迁移机制 36
2.4.3 金属半导体腐蚀产物界面光电化学/电化学反应机制 37
参考文献 38
第3章 光照辐射对金属腐蚀影响的研究现状 40
3.1 引言 40
3.2 金属腐蚀产物的光电化学性质及其研究现状 40
3.3 光照下的金属缓蚀的研究现状 54
3.4 光照加速金属腐蚀过程的研究现状 60
参考文献 65
第4章 光照辐射对金属大气腐蚀过程影响的研究方法 71
4.1 大气腐蚀暴露实验方法 71
4.1.1 户外大气腐蚀暴露实验方法 71
4.1.2 实验室内大气腐蚀暴露实验方法 72
4.2 重量法 75
4.3 大气腐蚀形貌和产物成分分析 75
4.4 腐蚀产物的电化学性质分析 75
4.5 腐蚀产物的光电化学性质分析 76
4.5.1 光致电位-时间变化曲线 76
4.5.2 光致电流密度-时间变化曲线 79
4.5.3 腐蚀产物的光致电流密度-电压变化关系曲线 81
4.5.4 腐蚀产物的整流特性及能带结构分析 82
参考文献 87
第5章 紫外辐射对09CuPCrNi耐候钢大气腐蚀过程的影响 88
5.1 引言 88
5.2 紫外辐射对09CuPCrNi耐候钢大气腐蚀速率的影响 92
5.3 紫外辐射对09CuPCrNi耐候钢大气腐蚀产物的影响 95
5.4 紫外辐射对09CuPCrNi耐候钢大气腐蚀形貌的影响 98
5.5 09CuPCrNi耐候钢大气腐蚀产物的整流特性 99
5.6 暴露后的09CuPCrNi耐候钢带锈试样的电化学阻抗谱 101
5.6.1 锈蚀后的09CuPCrNi耐候钢试样在暗态条件下测量的阻抗谱 102
5.6.2 光照辐射对暴露4周后带锈的09CuPCrNi耐候钢电化学阻抗谱的影响 104
5.7 锈蚀后09CuPCrNi耐候钢试样的光致电位 106
5.8 腐蚀产物光电化学效应的定量表征及对基底金属腐蚀的影响 109
5.8.1 合成的腐蚀产物γ-FeOOH和β-FeOOH的表征 109
5.8.2 制备的腐蚀产物γ-FeOOH和β-FeOOH薄膜光电极的形貌 111
5.8.3 合成的腐蚀产物γ-FeOOH和β-FeOOH的半导体整流特性 111
5.8.4 合成的腐蚀产物γ-FeOOH和β-FeOOH的光吸收性能 112
5.8.5 腐蚀产物光电化学效应的分析 113
5.9 紫外辐射对09CuPCrNi耐候钢大气腐蚀过程的影响机理 125
5.10 小结 129
参考文献 129
第6章 紫外辐射对Q235碳钢大气腐蚀过程的影响 133
6.1 引言 133
6.2 紫外辐射对Q235碳钢大气腐蚀速率的影响 135
6.3 紫外辐射对Q235碳钢大气腐蚀产物的影响 137
6.4 紫外辐射对Q235碳钢大气腐蚀形貌的影响 140
6.5 大气腐蚀暴露后的带锈Q235碳钢试样的线性极化行为 141
6.6 锈蚀后Q235碳钢试样的光致电位 142
6.7 腐蚀产物光电化学效应的定量表征及对基底金属腐蚀的影响 144
6.7.1 合成的腐蚀产物γ-FeOOH和γ-Fe2O3的表征 145
6.7.2 合成的腐蚀产物γ-FeOOH和γ-Fe2O3的半导体整流特性与光吸收性能 146
6.7.3 γ-FeOOH薄膜光电极与Q235碳钢电极偶联后的光致电位与光生电流密度 147
6.7.4 γ-Fe2O3薄膜光电极与Q235碳钢电极偶联后的光致电位与光生电流密度 150
6.7.5 γ-FeOOH/γ-Fe2O3混合腐蚀产物薄膜光电极与Q235碳钢电极偶联后的光致电位与光生电流密度 151
6.8 紫外辐射对Q235碳钢大气腐蚀过程的影响机理 154
6.9 小结 154
参考文献 155
第7章 紫外辐射对纯锌大气腐蚀过程的影响 157
7.1 引言 157
7.2 紫外辐射对纯锌大气腐蚀速率的影响 159
7.3 紫外辐射对纯锌大气腐蚀产物的影响 160
7.4 紫外辐射对纯锌大气腐蚀形貌的影响 162
7.5 大气腐蚀暴露后带锈纯锌试样的极化行为 164
7.6 暴露后的带锈纯锌试样的电化学阻抗谱 166
7.7 锈蚀后纯锌试样的光致电位 169
7.8 氧化锌腐蚀产物的光电化学效应分析 170
7.8.1 制备的氧化锌腐蚀产物的物理表征 170
7.8.2 氧化锌在氯化钠溶液中与锌偶联体系的光电化学效应 171
7.8.3 氧化锌在硫化钠溶液中与锌偶联体系的光电化学效应 174
7.8.4 氧化锌在氯化钠溶液中与Q235碳钢偶联的光电化学效应 177
7.8.5 氧化锌在硫化钠溶液中与Q235碳钢偶联的光电化学效应 179
7.8.6 氧化锌在氯化钠溶液中与304不锈钢偶联的光电化学效应 181
7.8.7 氧化锌在硫化钠溶液中与304不锈钢偶联的光电化学效应 183
7.8.8 氧化锌在氯化钠溶液中对偶联的金属光电作用机理 185
7.8.9 氧化锌在硫化钠溶液中对偶联的金属光电作用机理 187
7.9 紫外辐射对纯锌大气腐蚀过程的影响机理 191
7.10 小结 192
参考文献 193
第8章 紫外辐射对纯铜大气腐蚀过程的影响 195
8.1 引言 195
8.2 紫外辐射对纯铜大气腐蚀速率的影响 197
8.3 紫外辐射对纯铜大气腐蚀产物的影响 199
8.4 紫外辐射对纯铜大气腐蚀形貌的影响 200
8.5 纯铜大气腐蚀产物的整流特性 204
8.6 腐蚀产物的光电化学效应分析 205
8.7 紫外辐射对纯铜大气腐蚀过程的影响机理 211
8.8 小结 216
参考文献 216
第9章 结语 218
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