温度对304不锈钢亚稳蚀孔萌生和稳态蚀孔几何特征的影响

采用恒电位极化、动电位极化、EIS和三维视频显微技术研究温度对304不锈钢在3.5%(质量分数)NaCl水溶液中点蚀行为和腐蚀形貌的影响。结果表明:随着温度由20℃升高至40℃,亚稳蚀孔萌生期变短,单位时间形核数目增多,平均峰值电流和平均峰值宽度增大,亚稳蚀孔数目增加导致稳态蚀孔出现几率增加。经0.15 V(vs SCE)恒电位极化后,单个蚀孔的点蚀电流、蚀孔体积、蚀孔口径和孔深的增长速率均随温度的升高而增加;同一温度下蚀孔口径和孔深的增长速率随时间的延长略微减缓。蚀孔表面具有不完整的花边盖,盖板完整程度随温度升高而降低。     

304不锈钢点蚀行为的电化学噪声研究

本文利用电化学噪声技术检测了304不锈钢在6．0％（质量分数）FeCl3溶液中的点蚀行为。通过电化学噪声的时、频域分析和电化学噪声信号的统计分析以及相应的腐蚀形貌,研究了蚀点的生长过程。结果表明,浸泡初期噪声电阻Rn在较高水平波动,试样处于钝化状态;浸泡4～14h为点蚀诱导期,Rn开始降低,峭度和不对称度增大,出现明显的噪声峰,试样表面业稳态点蚀形核,生成的亚稳态点再钝化,通过扫描电镜观察未发现蚀点;浸泡14～32h为亚稳态点蚀向稳态点蚀过渡期;浸泡22h后,观察到电位噪声突然下降后不再恢复,功率密度（PSD）图低频区出现白噪声水平,亚稳态蚀点发展成为稳态的蚀点,通过扫描电镜观察到小而浅的蚀点;浸泡32～48h后材料处于稳定的点蚀阶段,通过扫描电镜观察到口径较大且较深的蚀点。     

阴极面积对3.5%NaCl溶液中304不锈钢稳态点蚀生长速率的影响

采用浸泡实验、动电位极化、电化学阻抗谱和三维视频显微技术研究了阴极面积对3.5%(质量分数)NaCl溶液中304不锈钢稳态点蚀生长速率的影响,模拟了稳态点蚀的生长方式。结果表明,当NaCl溶液中的外加阴极存在时,由于外加阴极的耗氧反应,阳极电位升高,导致金属溶解速率加快。在阴阳极面积比小于64时,阳极溶解速率随着外加阴极面积的增加而增加;在阴阳极面积比达到并超过64时,阳极腐蚀速率增量趋于平缓,约为无外加阴极时的2.2倍。外加阴极存在时,FeCl3溶液中的析氢反应速率也得到提升。当304不锈钢在3.5%NaCl溶液中自然产生点蚀时,蚀孔外阴极可提高蚀孔底部金属的溶解速率。     

Na2CO3-NaHCO3体系中Cl-对X70管线钢点蚀的电化学噪声研究

采用电化学噪声技术对X70管线钢在含有Cl-的Na2CO3-NaHCO3体系的点蚀行为进行研究.结果表明,在含Cl-的 Na2CO3-NaHCO3溶液体系中X70管线钢表面点蚀的亚稳态点蚀形核时间明显缩短;发生点蚀后,钝化膜修复时间明显变长,并且其点蚀行为存在3个阶段,即不稳定期、亚稳态点蚀形核期和点蚀期.     

304不锈钢点蚀产物对亚稳态点蚀萌生和稳态蚀孔生长的加速作用

用强制改变304不锈钢表面点蚀产物浓度的方法研究了点蚀产物浓度在亚稳态蚀孔的萌生过程及稳态蚀孔生长过程中的加速作用。结果表明,随着304不锈钢试样表面点蚀产物浓度的降低,点蚀孕育期增加,恒电位极化的平均峰值电流和平均峰值宽度显著减少,蚀孔数量显著减少,稳态蚀孔的体积、蚀孔横向生长速度下降。随着蚀孔宽深比的下降和蚀孔的生长,蚀孔内点蚀产物浓度再次增加,腐蚀速率增大。点蚀产物浓度是亚稳态蚀孔萌生和稳态蚀孔生长的关键因素。     

高氮奥氏体不锈钢点蚀行为的电化学噪声特征

通过对电化学噪声数据进行时域、频域和Weibull分布等分析,比较了高氮奥氏体不锈钢(HNSS)和316L不锈钢(316L SS)在6%(质量分数)FeCl_3溶液中的点蚀行为。时域分析结果表明,316L SS在溶液中浸泡5 h后,电位噪声和电流噪声均出现了噪声暂态峰,试样表面发生了亚稳态点蚀,而此时HNSS并没有出现明显的噪声暂态峰,电位噪声和电流噪声仅发生小幅高频波动,表面钝化膜虽发生轻微腐蚀,但仍具有一定的再钝化能力。316L SS的噪声电阻波动幅值较大,而HNSS噪声电阻幅值在小范围内波动,表面钝化膜的自钝化和修复能力优于316L SS。功率谱密度图像表明,316L SS的高频段斜率和白噪声水平强度均高于HNSS,且Weibull分布分析表明316L SS的点蚀孕育速率约是HNSS的2倍,316L SS更容易发生点蚀,HNSS的抗点蚀能力更强。     

Al-Zn-Sn-Ga阳极合金的孔蚀活化钝化机理

采用SEM观察Al-Zn-Sn-Ga合金微观下孔蚀的发展过程。结合电化学相关理论,模拟计算由组织中第二相优先溶解而形成的点蚀孔内pH值与蚀孔深度之间的函数关系;探讨在中性NaCl溶液的腐蚀条件下,自催化效应对该合金蚀孔发展的影响。结果表明,合金的腐蚀孔内pH值随着腐蚀坑深度的增加而急速变大,但在孔蚀深度为0~10^-4 cm数量级时pH值变化却极小,此时合金蚀孔由于Ga汞齐等因素的作用导致阴极反应较快,从而使蚀孔钝化。通过三维形貌仪测得该合金点蚀孔钝化深度约10^-5 cm数量级,表明理论计算与实验现象吻合较好     

静水压力对超纯Al/超纯Fe电偶中超纯Al腐蚀行为的影响

采用动电位极化和电化学噪声方法在3.5%NaCl中研究了静水压力对超纯Al/超纯Fe电偶中超纯Al腐蚀行为的影响。利用离散小波变换去除噪声信号的直流漂移,然后进行散粒噪声和随机分析;利用HilbertHuang变换对噪声信号做时频分析;用SEM观察腐蚀试样的表面形貌;用有限元方法模拟压力分布。结果表明,不同静水压力下超纯Al在3.5%NaCl溶液中皆自钝化,与超纯Fe偶合后发生点蚀。随静水压力的升高,超纯Al/超纯Fe的电偶电位逐渐降低,电偶电流逐渐增大。静水压力越高,经电偶腐蚀后超纯Al表面形成的点蚀坑尺寸越小且分布更加均匀。静水压力的提高加速了电偶腐蚀中超纯Al的点蚀孕育速率,但抑制了点蚀生长概率,降低了局部腐蚀倾向。静水压力为常压时,点蚀可沿水平、竖直方向扩展;在静水压力存在的条件下,点蚀更易于沿水平方向扩展。     

304不锈钢稳态点蚀生长动力学及孔内环境测定

利用电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)及三维显微镜测定了304奥氏体不锈钢在不同极化电位下生成的单个三维稳态蚀孔内部的腐蚀产物浓度,同时,基于扩散控制理论,根据菲克第一定律计算了蚀孔内部腐蚀产物浓度的理论值,并观测和计算了蚀孔形貌及孔内点蚀电流密度,分析了蚀孔生长速度与孔内腐蚀产物浓度、极化电位、蚀孔几何形貌间的关系.结果 表明:ICP-OES测得的304不锈钢单个蚀孔内部的腐蚀产物浓度随蚀孔体积及极化电位增加而降低,孔内点蚀电流密度及蚀孔开放程度均随极化电位的升高而增大,基于扩散控制理论计算得到的孔内腐蚀产物浓度理论值显著高于ICP-OES实测值,高极化电位下304不锈钢上生成的蚀孔具有更大的孔内点蚀电流密度及更低的孔内腐蚀产物浓度,说明在阳极极化下,304不锈钢上生成的三维稳态蚀孔的生长速度并不完全受控于腐蚀产物的扩散过程,受电化学活化控制的程度更大.     

碳钢孔蚀期间的电流波动特征

用电化学方法研究了碳钢在含Cl^-D的磷酸盐＋硼酸盐缓冲溶液中，在孔蚀电位附近恒电位条件下电流波动的特征。在孔蚀电位Eb及Eb以上，恒电位和动电位极化时都观察到电流波动现象，在本底电流并未连续增大的情况下多次电流波动后可观察到蚀孔，表明在此体系中围绕表面的孔蚀活性点可能会发生反复的亚稳态局部溶解。恒电位下随时间延长电流波动频率降低，电流波动峰值服从正态分布；电位升高导致本低电流和电流波动峰值电流均增大，但对波动频率无明显影响。电流波动峰形状为快速上升，缓慢下降，即孔蚀活性点快速溶解，慢速再纯化，根据电流下降部分计算的再钝化速率服从指数衰减形式