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.1242 北京科技大学学报 第31卷 富集的部位，锈层就会有明显的开裂或者疏松现象、 阳极，2H2S04+2Fe十02→2FeS04+2H20. 在图4(e)中，S元素主要分布于锈的表层，即锈 2.3激光拉曼分析 层逐渐疏松粉化的表面，S一般以Fs04的形态存 为了明晰碳钢在西沙形成的锈层结构，如图5 在，该物质与钢铁表面组成以下的自循环反应而加 和图6所示.对0235碳钢暴晒1个月和3个月的 速钢铁的表面腐蚀过程： 锈层截面分别进行了激光拉曼分析 阴极，4FeS04十02+6H20 4Fe00H+4H2S04; 如图5所示，对Q235碳钢暴晒1个月的锈层 (A.D) (D.E) A a-FeOOH (b) B B-FeOOH C y-FeOOH D Fe;O E Y-Fe,O (基体) 50m 500 1000 1500 2000 波数cmt 图5Q235碳钢暴晒1个月后锈层的激光拉曼光谱.(a)分析区城照片；(b)分析区域的拉曼光谱 Fig.5 Raman spectrum of the rust layer on Q235 steel exposed for one month:(a)image of the analyzed portion:(b)Raman spectrum of the ana lyzed portion (A.D A a-FeOOH (b) B B-FeOOH (D.E) C Y-FeOOH D Fe,O E 7-Fe.O 4 (基体) 50m 500 1000 1500 2000 波数/cm1 图6Q235碳钢暴晒3个月后锈层的激光拉曼光谱.(a)分析区域照片；(b)分析区域的拉曼光谱 Fig-6 Raman spectrum of the rust layer on Q235 steel exposed for three months:(a)image of the analyzed portion:(b)Raman spectrum of the analyzed portion 进行显微激光拉曼分析.在锈层外表层（图5(a)中 容易进入内部.由于阳光受到屏蔽，在厚实疏松的 区域1)，主要的峰值为248,307,380,537,720,1151 锈层下形成一个高温、湿润以及污染物不断积累的 和1409cm1,表明锈层外表层的产物主要为Y一 腐蚀微环境，导致Q235锈层下快速的腐蚀. Fe00H,BFe00H和aFe00H等16].内层不同 碳钢的锈层和基体之间发生了氧化还原反应， 的位置（图5(a)中区域2、3和4），主要峰值均为 促进了钢基体的阳极溶解。在润湿条件下]： 386,600~800和1403cm-1,表明内层不同位置的 阳极区反应，Fe℉e2++2e; 产物基本相同，主要为Fe304、YFe203以及少量的 阴极区反应，3Fe00H十eFe304十H0十0H厂. YFe0OH,B-Fe0OH[1415.17]. 暴晒3个月后，表面开始风化，外锈层明显减 西沙的高温、高湿和高盐的苛刻环境使得Q235 薄，同时C1厂的持续入侵及干湿、冷热交替过程中的 碳钢表面很快形成连续锈层，锈层较厚；而且由于 应力集中使得锈层裂纹增多，此时在锈层疏松的内 C1厂的侵蚀作用，锈层比较疏松、多裂纹，氧气和水 部，电解液蒸发加剧富集的部位锈层就会有明显的开裂或者疏松现象． 在图4（e）中S 元素主要分布于锈的表层即锈 层逐渐疏松粉化的表面S 一般以 FeSO4 的形态存 在该物质与钢铁表面组成以下的自循环反应而加 速钢铁的表面腐蚀过程： 阴极4FeSO4＋O2＋6H2O 4FeOOH＋4H2SO4； 阳极2H2SO4＋2Fe＋O2 2FeSO4＋2H2O． 2∙3 激光拉曼分析 为了明晰碳钢在西沙形成的锈层结构如图5 和图6所示．对 Q235碳钢暴晒1个月和3个月的 锈层截面分别进行了激光拉曼分析． 如 图5所示对Q235碳钢暴晒1个月的锈层 图5 Q235碳钢暴晒1个月后锈层的激光拉曼光谱．（a） 分析区域照片；（b）分析区域的拉曼光谱 Fig．5 Raman spectrum of the rust layer on Q235steel exposed for one month：（a） image of the analyzed portion；（b） Raman spectrum of the analyzed portion 图6 Q235碳钢暴晒3个月后锈层的激光拉曼光谱．（a） 分析区域照片；（b） 分析区域的拉曼光谱 Fig．6 Raman spectrum of the rust layer on Q235steel exposed for three months：（a） image of the analyzed portion；（b） Raman spectrum of the analyzed portion 进行显微激光拉曼分析．在锈层外表层（图5（a）中 区域1）主要的峰值为2483073805377201151 和1409cm －1表明锈层外表层的产物主要为γ－ FeOOH、β－FeOOH 和α－FeOOH 等［16］．内层不同 的位置（图5（a）中区域2、3和4）主要峰值均为 386600～800和1403cm －1表明内层不同位置的 产物基本相同主要为 Fe3O4、γ－Fe2O3 以及少量的 γ－FeOOH、β－FeOOH 等［14－1517］． 西沙的高温、高湿和高盐的苛刻环境使得 Q235 碳钢表面很快形成连续锈层锈层较厚；而且由于 Cl －的侵蚀作用锈层比较疏松、多裂纹氧气和水 容易进入内部．由于阳光受到屏蔽在厚实疏松的 锈层下形成一个高温、湿润以及污染物不断积累的 腐蚀微环境导致 Q235锈层下快速的腐蚀． 碳钢的锈层和基体之间发生了氧化还原反应 促进了钢基体的阳极溶解．在润湿条件下［14－15］： 阳极区反应Fe Fe 2＋＋2e； 阴极区反应3FeOOH＋e Fe3O4＋H2O＋OH －． 暴晒3个月后表面开始风化外锈层明显减 薄同时 Cl －的持续入侵及干湿、冷热交替过程中的 应力集中使得锈层裂纹增多．此时在锈层疏松的内 部电解液蒸发加剧． ·1242· 北 京 科 技 大 学 学 报 第31卷