苏州高岭土在不同温度煅烧时的产物

D0I:10.13374/j.issn1001053x.2006.01.014 第28卷第1期 北京科技大学学报 Vol.28 No.1 2006年1月 Journal of University of Science and Technology Beijing Jan.2006 苏州高岭土在不同温度煅烧时的产物 王雪静)周继红2)黄浪1)方克明1) 1)北京科技大学治金与生态工程学院，北京1000832)中国石化集团石袖化工科学研究院，北京100083 摘要采用XRF,SEM,XRD,IR,NMR等测试手段对苏州高岭土及其在550-8S0℃的煅烧产 物进行了研究.实验结果表明：煅烧后产物由煅烧前的晶态转变成了非晶态；煅烧温度对高岭土煅 烧产物形貌和结构有一定影响，温度越高，产物中棒状，块状小颗粒越少，A1的四配位量越多 关键词高岭土；煅烧温度：形貌：结构 分类号P619.232 高岭土是一种天然矿物，在我国有丰富的储 LEO公司435VP环境扫描电镜，SIMENS公司 藏，现已探明地质储量约30亿t,主要分布在粤、 D5005X-射线衍射仪，Nicolet公司560傅立叶变 桂、赣、闽、苏等地区).高龄土经过煅烧，具有优 换红外光谱仪，Bruker公司DRX-400核磁共振 良的光散射能力和特殊的油墨吸收性，以及更好 仪. 的收缩性、阻燃性、吸湿性和更高的强度、电阻率， 1.2实验原料及样品制备 用于造纸、塑料、电网改造、建筑等行业[2]，可以 本实验采用苏州高岭土（未煅烧称作原土）作 大大提高这些材料的使用性能.此外，煅烧高岭 原料，将高岭土烘干，研细，过60目筛，然后置于 土还是制备分子筛的廉价原料[35].不同产地的 箱式电阻炉中分别在550,650,750,850℃煅烧 高岭土经不同温度煅烧其产物结构可能有差异， 4h 从而导致不同的使用性能.苏州高岭土产量大， 2实验结果及讨论 杂质含量较少，用途比较多，所以研究煅烧温度对 苏州高岭土结构的影响具有一定的意义.本文采 2.1化学成分分析 用XRF,SEM,XRD,IR,NEM等测试手段对苏州 用X荧光光谱仪分析高岭土及其煅烧产物 高岭土在不同温度煅烧时的产物进行了研究. 的化学组成，结果如表1所示 1实验部分 从表1可以看出：高岭土经过不同温度煅烧， 其化学成分总的来说变化不大，惟有SO,含量随 1.1实验设备及分析仪器 煅烧温度升高而明显降低.这是因为煅烧温度越 SX-5-12型箱式电阻炉（天津市斯特仪器有 高，高岭土中$O好分解越多，所以最后煅烧产物 限公司生产)，ZSX-100X射线荧光光谱仪，英国 中SO,含量越低 表1高岭土及其馒烧产物化学组成（质量分数） Table 1 Chemical composition of kaolln and kaolin fired % 样品 Na20 MgO A203 SiOz P2Os S03 K20 CaO TiOz Fe203 苏州原土 0.064 0.057 46.60 50.90 0.094 0.92 0.36 0.081 0.35 0.41 550℃煅烧土 0.064 0.070 47.10 50.50 0.085 0.84 0.34 0.081 0.32 0.40 650℃煅烧土 0.064 0.067 48.30 49.80 0.087 0.46 0.34 0.073 0.31 0.38 750℃煅烧土 0.064 0.150 48.20 49.90 0.084 0.26 0.36 0.100 0.32 0.40 850℃煅烧土0.0640.071 48.40 49.90 0.090 0.12 0.35 0.087 0.33 0.39 收稿日期：2004-11-25修回日期：2005-04-21 2.2SEM观察 基金项目：中国石化集团重大科研项目(S104107) 对苏州高岭土及其煅烧产物进行扫描电镜观 作者简介：王雪静(1967一)，女，博士研究生 察，见图1

第 卷 第 1 期 2 8 ` 年 i 月 2 0 0 北 京 科 技 大 学 学 报 J o u r a O n l f U i e n v s i y O r t Sc f i e ce n a n d T ec o 呢y h n l e 幼 B i g n o V l 。 2 8 N o . 1 J a n . 2 0 0 6 苏州高岭土在不 同温度缎烧时 的产物 王 雪 静 ` ) 周 继红 ) 2 1 ) 北京科技大学冶金与生态工程学院 , 北京 10 0 0 83 黄 浪 1) 方克 明` ) 2) 中国石 化集 团石 油化工科学研究院 , 北京 1 0 00 83 摘 要 采用 X R F , SE M , X R D , IR , N M R 等测试手段对 苏州高岭 土 及其在 5 50 一 8 5D ℃ 的缎烧产 物进行 了研究 . 实验结果表 明 : 锻烧后产物 由缎烧前的晶态转变成 了非晶态 ; 缎烧温度对高岭土锻 烧产物形貌和结构有一定影响 , 温度越高 , 产物中棒状 , 块状小颗粒越少 , lA 的四 配位量越多 . 关锐词 高岭土 ; 缎烧温度 ; 形貌 ; 结构 分类号 P 6 1 9 . 2 3 十 2 高岭土是 一种 天 然 矿物 , 在我 国有 丰富 的储 藏 , 现 已探 明地质储量 约 30 亿 t , 主要 分布在 粤 、 桂 、 赣 、 闽 、 苏等地 区川 . 高岭土经过锻烧 , 具有 优 良的光 散射能 力 和特殊的油 墨吸 收性 , 以及 更 好 的收缩性 、 阻 燃性 、 吸湿性 和更高的强度 、 电阻 率 , 用于造 纸 、 塑 料 、 电 网 改 造 、 建筑 等行 业 l2[ , 可 以 大大提高这 些 材 料 的使用性能 此 外 , 锻烧高 岭 土还 是制备分子 筛的廉价原 料〔3 一 5 ] . 不 同 产地 的 高岭土经不 同温 度 锻烧其 产 物结 构 可 能有 差 异 , 从 而 导致 不 同的使用性能 苏州高岭土 产量 大 , 杂质含量较少 , 用途 比较多 , 所以研究锻烧温 度对 苏州高岭土结构 的影响 具有 一定 的意 义 . 本文 采 用 X R F , S E M , x R D , I R , N E M 等测试手段 对苏州 高岭土 在不 同温度缎烧时的产物进行了研究 . 1 实验部分 1 . 1 实验设 备及分 析仪器 S X 一 5一 12 型箱 式电阻 炉 (天津 市 斯 特仪器 有 限公司 生产) , Z S X 一 10 0 X 射 线荧光光谱仪 , 英国 L E O 公 司 43 5 V P 环 境扫 描 电镜 , sI M E N S 公 司 D 5 0 0 5 X 一射线 衍射仪 , N i co l e t 公司 5 6 0 傅立 叶 变 换红 外光 谱仪 , Br uk e r 公 司 D R X 一 4 0 核 磁 共振 仪 . 1 . 2 实验原料及样品制备 本实验 采用 苏州高岭土 (未锻烧称作原土 )作 原料 , 将高岭土 烘干 , 研 细 , 过 60 目筛 , 然后 置于 箱式 电阻 炉 中分别 在 5 5 0 , 6 50 , 7 5 0 , 8 5 0℃ 锻烧 4 h . 2 实验 结果 及讨论 .2 1 化学成分分析 用 X 荧光光谱仪分析高岭土 及 其缎烧产物 的化学 组成 , 结果如表 1 所 示 . 从 表 1 可 以 看 出 : 高岭 土经过不同 温度锻烧 , 其化学 成分总的来说变化 不 大 , 惟有 50 3 含 量 随 锻烧温度升高 而 明显降低 . 这是 因为锻烧温度越 高 , 高 岭土 中 5 0 1 一 分解越 多 , 所 以最后 锻烧产 物 中 5 0 : 含 量越低 . 表 1 1油b l e l 高岭土及其级烧产物化学组成(质t 分数 ) C h e m 孟c目 c 。 口p“ 盆t i on o f k a ol i n a 耐 k ao l五。 n r de 样品 N aZ O M日0 悦O F勺 0 3 1 089 峙J 4 飞4 八」 644 内八à、J内1 `O气ù j 24 廿 b gR à 苏州原土 4 5 5 0℃ 锻烧 土 6 5 0℃ 锻烧土 7 5 0℃ 锻烧土 8 5 0℃ 锻烧土 0 0 6 4 0 0 57 几氏 0 . 0 9 4 0 . 0 8 1 T IOZ 0 3 5 内é,J、 ,山,二 0 . 0 6 4 0 . 0 70 5 0 . 9 0 5 0 . 5 0 0 nUO O凡n , 9 … O产n,Q 0 44 . 06 4 0 . 0 6 7 1A 2岛 4 6 . 6 0 4 7 . 1 0 4 8 . 3 0 0 . 0 85 0 . 0 87 0 . 0 8 1 0 0 7 3 气飞一J 气`内j : n nU7 nUO 一On 工, 0 n . 06 4 0 . 1 5 0 0 . 0 64 0 . 0 7 1 4 8 . 2 0 4 8 . 4 0 0 . 0 84 0 . 0 90 2 6 1 2 收稿日期 : 2 0 0 4 一 1 2一 5 修回 日期 : 2 0 0 5币4 一 2 1 基盘项 目: 中国石 化集 团重大科研 项目( 5 1 041 0 7) 作者简介 : 王 雪静 ( 19 67 一 ) , 女 , 博士研究生 2 · 2 S E M 观 察 对苏州高岭土及其锻烧产物进行扫描 电镜观 察 , 见图 1 . DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 2006. 01. 014

·60· 北京科技大学学报 2006年第1期 2 um 2 um (a)苏州原土 b550℃煅烧士 (©)650℃樱烧土 2 Hm (d山750℃煅烧土 (e)850℃煅烧土 图1高龄土及搬烧产物的SEM照片 Fig.1 The SEM images of kaolin and fired kaolin 从图1可以看出：苏州高岭土未经煅烧（原 射图.曲线1是高岭土原土的X射线衍射曲线， 土)时形貌呈片状、块状和棒状，煅烧后产物还是 其中20在35°~40°之间的六指峰是典型的高龄 由片状、块状和棒状组成，只不过随着煅烧温度的 土衍射峰[6]，上面四条曲线是椴烧产物的X射线 增加，棒状和块状小颗粒减少，颗粒之间结块增 衍射曲线，是典型的无定形结构衍射峰.这说明 加，这是因为随煅烧温度升高，高龄土脱水速度 高岭土经过煅烧由晶态变成了无定形的非晶态 加快，脱水更彻底，使得结构崩塌严重，所以结块 从衍射图中还可以看出苏州高岭土及其煅烧产物 增加，形貌变化较大 中含有少量的石英 2.3XRD衍射分析 2.4R光谱分析 图2是苏州高岭土及煅烧产物的X射线衍 对苏州高岭土及其煅烧产物进行IR光谱分 析，见图3.曲线1中，3694,3621,1100,1032， 石英 石英 1008,913,694,539,471cm1处的峰都是高岭土 5 的特征峰.上面四条曲线是偏高岭土的红外吸收 谱线，其中1075cm1对应于Si一0伸缩振动， 4 820cm1对应于A1-0-Si振动，459cm1对应 于Si一O弯曲振动，820cm-1处的谱带是偏高岭 土的特征谱带，谱图中3700~3600cm1处OH一 的伸缩振动峰，950~900cm1处Al一O-OH的 弯曲振动峰消失了，这是因为脱羟基的缘故.这 四条曲线形状相似，说明550~850℃的煅烧产物 中化学键没有变化， 5102030405060 70 2) 2.5”AI MAS NMR光谱分析 1一苏州原土：2-550℃煅烧土：3一650℃煅烧士：4一750℃煅 固体核磁共振图谱是分析固体中原子排列的 烧土：5-850℃煅烧土 有力手段.图4是苏州高岭土及其椴烧产物中A1 图2高岭土及搬烧产物的XRD图 的固体核磁共振谱即”AI MAS NMR谱图.其中 Fig.2 XRD patterns of kaolin and fired kaolin

北 京 科 技 大 学 学 报 年第 期 2 0 0 6 l 图 1 高岭土 及缎烧产物的 s E M 照片 ig F . l Th e S E M im a g e s o k f a o Ii a n nd n r e k ao I i d n 从图 1 可 以 看 出 : 苏 州高 岭土 未 经锻烧 原 ( 土 ) 时形貌 呈片 状 、 块 状和 棒状 , 缎烧后 产 物 还是 由片状 、 块状 和棒状组成 , 只不过随着缎烧 温度的 增 加 , 棒 状 和块状 小颗 粒减少 , 颗粒 之 间结块增 加 . 这是 因为随锻烧温 度升高 , 高岭土 脱水速 度 加快 , 脱水更 彻底 , 使得 结构 崩塌 严重 , 所 以结块 增加 , 形 貌变化 较大 . 2 · 3 X R n 衍射分析 图 2 是 苏 州高 岭 土 及锻烧 产 物 的 X 射线 衍 口哭 、 . ~ 又功 J 、 \ 尸抽、 。 \ 小气 2 土态二 1一苏州原土 ; 2一 5 50 ℃ 锻烧土 ; 3一 6 50 ℃ 锻烧土 洪一 7 50 ℃ 锻 烧土 ; 5一 8 50 ℃ 锻烧 土 图 2 高岭土及级烧产物的 x R D 图 F i g . 2 X RD Pat t e r n s o f k a 0 ll n a dn fl r ed ka of i n 射图 . 曲线 1 是高 岭 土原土 的 X 射线 衍 射 曲线 , 其中 2 0 在 3 50 一 40 ` 之 间 的六 指 峰是典型 的高岭 土衍射峰闹 , 上面 四 条 曲线是锻烧产物的 x 射线 衍 射曲线 , 是典型 的无 定形 结构衍 射峰 . 这说 明 高 岭土经 过锻烧 由晶 态变成了 无定 形 的非晶态 从 衍射图 中还 可 以 看出苏州高岭土及 其锻烧产物 中含有 少量的 石英 . 2 · 4 I R 光谱分析 对苏 州高 岭土及其 锻烧产 物 进 行 IR 光 谱分 析 , 见 图 3 . 曲线 l 中 , 3 6 9 4 , 3 6 2 1 , 1 10 0 , 1 0 3 2 , 1 0 0 8 , 9 13 , 6 9 4 , 5 3 9 , 4 7 1 。 m 一 ’ 处 的峰都是 高岭 土 的特征峰 . 上 面四条曲线是偏 高岭 土 的红 外吸 收 谱线 , 其 中 1 0 75 。 m 一 ` 对 应 于 iS 一O 伸 缩 振 动 , 8 2 0 c m 一 ’ 对应 于 A I一() 一 5 1振 动 , 4 5 9 。 m 一 `对 应 于 iS 一O 弯曲振 动 , 8 20 。m 一 ’ 处 的谱带是 偏 高岭 土 的特 征谱带 , 谱图 中 3 7 0 一 3 6 0 cm 一 ’ 处 O H 一 的伸缩 振动 峰 , 9 50 一 9 0 。 m 一 ’ 处 川一( } 一 O H 的 弯曲振 动峰 消 失 了 , 这是 因为 脱经 基 的缘故 . 这 四 条 曲线形状相似 , 说 明 5 50 一 8 50 ℃ 的锻烧产物 中化学键 没有 变化 . 2 · 5 2 7 A 一 M A s N M R 光谱分析 固体核磁 共振 图谱是分析 固体中原子排 列的 有 力手段 . 图 4 是苏州高岭土及 其锻烧产物 中 lA 的固体核磁共振谱即27 IA M A S N M R 谱图 . 其 中 侧陨常奥

Vol.28 No.1 王雪静等：苏州高岭土在不同温度煅烧时的产物 ·61· 度较高.这说明高温煅烧有利于六配位A1向四 配位、五配位A1转变 2.6讨论 高岭土晶体结构是由一层Si一O四面体和一 层AI(O,OH)八面体组成，其中Si是四配位，Al 4 是六配位，二者通过氧原子的共享交错堆积而成， 其理想化学组成为A2O3·2SiO2·2H20.经过高 温煅烧，高岭土脱去结构水由晶态有序结构变成 非晶态无定型结构.不同温度煅烧，其化学成分、 LM IR光谱、XRD光谱没有太大的变化.但随着煅烧 温度升高，高岭土脱水速度加快，脱水更彻底，煅 4000 3000 2000 1000400 波数lcm 烧产物中A1由六配位向四、五配位转变的量增 1一苏州原土：2-550℃煅烧土：3一650℃煅烧土：4一750℃燬 加，表现在形貌上随着煅烧温度升高，产物中棒 烧土：5,850℃煅烧土 状、块状小颗粒减少，结块增加 图3高岭土及煅烧产物的R图 Fig.3 IR spectra of kaolln and fired kaolin 3结论 高岭土经过煅烧，由晶态有序结构变成非晶 态无定型结构，A1由六配位转变为四、五、六配位 共存.煅烧温度对煅烧高岭土组成和其中的化学 键影响不大，对产物形貌和A1配位影响较大：煅 烧温度越高，产物中棒状、块状小颗粒越少，结块 越多，A1的六配位量越少，四配位量越多. 参考文献 [1]罗在明，韦灵敦.广西优质高岭土的开发与展望.广西地质， 2002,15(1):11 -300-200-1000100200300400 [2]半仲平，罗训樵.我国煅烧高岭土行业现状和发展前景，非 化学位移，81106 金属矿，2001,24(5)：5 [3]刘欣梅，阁子峰，王槐平.由煤系高岭土原位合成NaY分子 1一苏州原土；2一550℃煅烧高岭土：3一850℃煅烧高岭土 筛.石油大学学报，2002,26(5)：94 图4苏州高岭土及其最烧产物的”AI MAS NMR图 [4]Takhtamysheva A V,Konoval'chikov L D,Nefedov BK.Syn Flg.4 Al MAS NMR spectra of kaolin and fired kaolin thesis of NaY zeolite of high-phase purity from kaolin.Chem Technol Fuels Olls,1991,26(7-8):397 8=-2.63×10-6处的峰对应着八面体中的六配 【5]汤焕毅.高岭土法合成沸石的概况及前景.广州化工，1990 位Al,6=30.27×106处的峰对应着五配位A1, (4):35 6=64.45×106处的峰对应着四面体中的四配 [6]袁树来，中国煤系高岭岩（土）及加工利用.北京：中国建材 位A).从图中可以看出：高岭土中A1全部是六 工业出版社，2001：16 配位，煅烧后是四、五、六配位共存，且六配位略向 [7]徐如人，庞文琴，屠昆岗，等，沸石分子筛的结构与合成.长 高场移动.550℃煅烧产物中四配位量还较少，峰 春：吉林大学出版杜，1987：64 强度较低；850℃椴烧产物中四配位量较多，峰强

O I V 。 O 2 8 N 。 王 l , 静等 : 苏州高岭土在不同温度级烧时的产物 扒 入 ù、ù月冲l 工,、` 瓣芝划姻 4 0 0 0 3 0 00 2 00() 波数 c/ m 一 , 1 00() 40 0 1一苏州原土 ; 2一 5 5 0℃ 锻烧 土 ; 3一 6 5 0℃ 锻烧 土 ; 4一 7 5 0℃ 缎 烧土 ;5 一8 50 ℃ 锻烧土 图 3 高岭土及级烧产物的 I R 图 n g . 3 I R s脚比 t r a o f k ao li n a n d n r e d k ao l奋n 八 1 八 广次 一一 度较高 . 这说 明高 温 缎烧 有利 于六 配 位 lA 向四 配位 、 五配位 lA 转变 . 2 . 6 讨论 高岭土 晶体结 构是由一层 iS 一O 四 面体和 一 层 A l( O , O H ) 八 面体组 成 , 其 中 iS 是 四配 位 , iA 是六 配位 , 二者通 过氧原 子 的共享交错堆积而 成 , 其理 想 化学 组成 为 从O3 · ZiS q · Z ZH O . 经过 高 温锻烧 , 高岭土 脱 去结构 水由晶 态有 序结构 变成 非晶态无 定型 结构 . 不同温 度锻烧 , 其化学 成分 、 I R 光谱 、 X R D 光谱没 有太大的变化 . 但随着锻烧 温 度升高 , 高岭土 脱 水速度加快 , 脱水更彻底 , 锻 烧产 物中 iA 由六 配 位 向四 、 五 配位转 变 的量增 加 , 表 现 在 形 貌 上 随 着 锻烧温 度 升高 , 产 物 中棒 状 、 块状小颗粒减少 , 结块增 加 . 3 结论 高岭土经过锻烧 , 由晶 态有序结构 变成 非晶 态无 定型结构 , iA 由六 配位转变为四 、 五 、 六 配 位 共存 . 锻烧温度对锻烧高岭土 组 成和 其中的化 学 键影 响不大 , 对 产物 形 貌 和 lA 配 位 影响 较 大 : 锻 烧温 度 越高 , 产 物 中棒状 、 块 状 小颗 粒 越少 , 结 块 越 多 , lA 的六配位 量越 少 , 四配 位量越 多 侧卿理友 . 一 3 0 0 一2 0 0 一 10 0 0 100 2 0 0 3 00 4 00 化学位移 , 夕 1。场 1一苏州原土 ; 2一 5 50 ℃ 缎烧高岭土 ; 3一8 50 ℃ 缎烧高岭土 图 4 苏州高岭土及其垠烧产物的” IA M sA N M R 图 珑 . 4 ” 月 M sA N M R s , 陀 atr of ka iol . 仙 d lr耐 如 olj ” 占= 一 2 . 6 3 x l0 一 “ 处 的峰对 应 着八 面体中的六配 位 lA , 占= 30 . 27 x 10 一 6 处 的峰对应 着 五 配位 lA , 占= 6 4 . 4 5 x 10 “ 6 处 的峰对 应着 四 面 体中的四 配 位 川 [,1 . 从图中可以看出 : 高岭土 中 川 全部是 六 配位 , 锻烧后是 四 、 五 、 六配 位共存 , 且六 配位略向 高场移动 . 5 5 0℃ 锻烧产物中四 配 位量 还较少 , 峰 强度 较低 ; 8 50 ℃ 锻烧产 物中四 配 位 量较 多 , 峰 强 参 考 文 献 【l] 罗在 明 , 韦灵敦 . 广西优质高岭土的开发与展望 . 广西地质 , 2 0 0 2 , 1 5 ( 1 ) : 1 1 【幻 毕仲平 , 罗训樵 . 我 国锻烧高岭土行业 现状和 发展前景 . 非 金属矿 , 2 0 0 1 , 2 4 ( 5 ) : 5 【3] 刘欣 梅 , 阎子峰 , 王槐 平 . 由煤 系高岭土原位合成 N a Y 分子 筛 . 石油大学学报 , 2 0 0 2 , 2 6 ( 5 ) : 9 4 [ 4 」 T ak h t am y s h e va A V , K on vo al ’ e h ik o v L D , N ef e d o v B K . S y n - t h es i s of N a Y z oe li t e of h妙 一 Ph as e p ur i t y for m k aOl i n . C触 nI T ce b n o l F ue l s 以 1 5 , 19 9 1 , 2 6 ( 7 一 8 ) : 39 7 〔5 】 汤 焕毅 . 高岭土 法合成沸石 的概况及前景 . 广州 化工 . 19 90 ( 4 ) : 3 5 〔6] 袁树来 . 中国煤系高岭岩 ( 土 )及加工利用 . 北京 : 中国建材 工业出版社 , 2 00 1 : 16 〔7 〕 徐如人 , 庞文琴 , 屠昆 岗 , 等 , 沸 石分 子筛的结构 与合成 . 长 春 : 吉林大学出版社 , 19 87 : 64

·62· 北京科技大学学报 2006年第1期 Study on fired Suzhou kaolin at different calcination temperatures WANG XuejingD,ZHOU Jihong2),HUANG Lang),FANG Keming) 1)Metallurgical and Ecological School,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China 2)Research Institute of Petrochemical and Processing.SINOPEC,Beijing 100083,China ABSTRACT The Suzhou kaolin sample and the fired kaolin samples at different calcination temperatures were characterized with XRF,SEM,XRD,IR and NMR.The results showed that the fired kaolin samples were transformed from crystal to non-crystal,and calcination temperature had some affects on their mor- phology and structure:the higher the calcination temperature,the fewer the small particles with rod and plate morphologies,and the fewer the AlIV in the fired kaolin. KEY WORDS kaolin;calcination temperature;morphology;structure 章本本本冬本洛漆冲旅率米*海本本率★条海在水条海水孝查来水承姿涤*洛水春春*水帝亲冰亲衡旅帝换冷*涤许*★海浓海海★素幸春米章素★本素餐本*条者米喉海★*率谁*豫海旅章涤帝本章海★帝条旅 (上接第58页) Effect of pH value on the galvanic corrosion behaviour of Q235-304L couples in sulfur environment LI Jun,DONG Chaofang,LI Xiaogang) 1)Materials Science and Engineering School,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China 2)The State Key Laboratory for Corrosion and Protection,Shenyang 110016,China ABSTRACT The galvanic behaviour of a Q235-304L couple was studied by the electrochemical method and immersion test.Surface morphologies of the samples were observed by SEM after rust cleaning.The results showed that both the cathodic and anodic processes of 304L were controlled by the electrochemical activation step in all the three solutions with pH values of 4.0,7.0 and 13.3,and both the cathodic and anodic processes of Q235 in the solutions with pH values of 4.0 and 7.0 were controlled by the electro- chemical step,while the anodic process of Q235 exhibited an apparent characteristics of diffusion control when the pH value of the solution was 13.3.As the area ratio increases,the galvanic effect increased in all the three solutions accordingly,but the correlation between the galvanic current and the cathode/anode area ratio did not accord to the rule of logarithm.With the elevation of pH value,the galvanic corrosion rate of Q235 would greatly decrease,but the change of the galvanic effect was not so obvious. KEY WORDS Q235 carbon steel;304L stainless steel;sulfur environment;galvanic corrosion;pH value

6 2 北 京 科 技 大 学 学 报 2 0 0 6 年第 1期 S t u d y o n f i r e d S u z h o u k a o li n a t d iff e r e n t e a l e i n a t i o n t e m p e r a t u r e s 叼砚AN G x u je i n g l ) , z 月。 u J i人o n g Z ) , H UA N G 加 n g l ) , m N G 价m i n g l ) l ) M et al l u 馆i e al an d E co log i e a l S e h o l , U n i v e rs i t y of cS ien e e a n d T e e h n o l呛y B e巧i飞 , B e ij i呢 1 00 08 3 , C h i n a 2 ) R e se acr h I n s t i t u t e o f P e t ocr h e irn ca l a n d P or e es i飞 , S I N O P E C , Be ij i昭 1 0 0 0 8 3 , C h i n a A B S T R A C T T h e S u z h o u k a o li n s a m P l e a n d t h e fi r e d k ao li n s a m P l e s a t d i ff e r e n t e a l e i n a t i o n t e m P e ar t u r e s w e r e e h a r a e t e r i z e d w i t h X R F , SE M , X R D , IR a n d N M R . T h e r e s u l t s s h o w e d t h a t t h e fi r e d k ao li n s a m p l e s w e r e t r a n s fo r m e d f r o m e r y s t a l t o on n 一 e r y s t al , a n d e a l e i n a t i o n t e m p e ar t u er h a d so m e a ff e e t s o n t h e i r m o r - p h o l o g y a n d s t r u e t u r e : t h e h i g h e r t h e e a l e i n a t i o n t e m p e r a t u r e , t h e f e w e r t h e s m a ll p a r t i e l e s w i t h or d a n d p l a t e mo r Ph o l o g i e s , a n d t h e f e w e r t h e AI I V i n t h e f i r e d k ao li n . K E Y WO R D S k a o li n ; e a l e i n a t i o n t e m P e r a t u r e ; m o r p h o l o g y ; s t r u e t u r e (上接第 5 8 页 ) E ff e e t o f P H v a l u e o n t h e g a l v a n i e e o r r o s i o n b e h a v i o u r o f Q 2 3 5 一3 0 4 L e o u P l e s i n s u lf u r e n v i r o n m e n t 乙I J u 。 l ) , D O N G 以 a ofa n g l ) , 毛J x i a 卿 n g ` , 2 ) 1 ) M a t e ir a l s S e i e n e e an d E 呀i n e e ir n g S e l l o l , U n i v e rs i t y o f cS i e cn e an d T e e h n o l o g y Be ij i昭 , eB ij i吃 10 0 0 8 3 , C h i n a 2 ) T h e tS a t e K e y L a 场 r a t o 斗 f o r oC r r o s i o n an d P or t e e t i o n , S h e n y a n g 1 1 00 16 , C h i n a A B S T R A C T T h e g a l v a n i e b e h a v i o u r o f a 2Q 3 5 一 3 0 4 L e o u p l e w a s s t u d i e d b y t h e e l e e t r o e h e m i e al m e t h o d a n d im m e rs i o n t e s t . S u rf a e e om r p h o l笔i e s o f t h e s a m p l e s w e r e o b s e r v e d b y SE M a f t e r r u s t e l e a n i n g . T h e r e s u l t s s h o w e d t h a t b o t h t h e e a t h o d i e a n d a on d i e p or e e s s e s o f 3 0 4 L w e r e e o n t or ll e d b y t h e e l e e t or e h e m i e a l a e t i v a t i o n s t e p i n a ll t h e t h r e e s o l u t i o n s w i t h p H v a l u e s o f 4 . 0 , 7 . 0 a n d 1 3 . 3 , a n d bo t h t h e e a t h o d i e a n d a on d i e p or e e s s e s o f Q2 3 5 i n t h e so l u t i o sn w i t h P H v a l u e s o f 4 . 0 a n d 7 . 0 w e r e e o n t or ll e d b y t h e e l e e t or - e h e m i e a l s t e p , w h i l e t h e a on d i e P r o e e s s o f 2Q 3 5 e x h i b i t e d a n a p p a r e n t e h a r a e t e r i s t i e s o f di f f u s i o n e o n t r o l w h e n t h e p H v a l u e o f t h e so l u t i o n w a s 1 3 . 3 . A s t h e a r e a r a t i o i n e r e a s e s , t h e g a l v a n i e e f f e e t i n e r e a s e d i n a ll t h e t h r e e s o l u t i o n s a e e o r di蜡ly , b u t t h e e o r r e l a t i o n b e t w e e n t h e g a l v a n i e e u r r e n t a n d t h e c a t h o d e / a n o d e a r e a r a t i o d i d n o t a e e o r d t o t h e r u l e o f l o g a r i t h m . W i t h t h e e l e v a t i o n o f P H v a l u e , t h e g a l v a n i e e o r or s i o n r a t e o f Q 2 3 5 w o u ld g r e a t l y d e e r e a s e , b u t t h e e h a n g e o f t h e g a l v a n i e e ff e e t w a s on t 5 0 o b v i o u s , K E Y W O R D S Q2 3 5 e a r b o n s t e e l ; 3 0 4 L s t a i n l e s s s t e e l ; s u lf u r e n v iro n m e n t ; g al v a n i e e o r ro s i o n ; p H v a l u e