不同阴极极化条件对L245的SRB腐蚀行为影响

目的 通过模拟试验研究SRB环境中不同极化电位下L245管线钢微生物腐蚀(MIC)行为差异,探索极化电位对MIC过程的影响规律和微观机理。方法 采用静态浸泡法研究了施加4种不同极化电位条件下的L245电极试样在SRB环境中浸泡腐蚀7 d过程。利用细菌计数法分析微生物膜中固着细菌数量随极化电位的变化情况,通过开路电位测量、电化学交流阻抗(EIS)技术,分析微生物膜随电位的变化情况。利用扫描电镜(SEM & EDS)和聚焦离子束扫描电镜(FIB–SEM&EDS)分析膜表面和纵截面结构变化和元素成分分布。利用激光共聚焦显微镜(CLSM)对膜下点蚀坑随电位变化情况进行了统计分析。结果 弱阴极极化条件下,–0.75 V(vs. SCE)和–0.875 V(vs. SCE)明显促进了 SRB 的代谢活动,SRB细菌个体在材料表面的吸附和生长得到促进,膜中固着SRB数量大幅增加,细菌个体外围被硫化物和有机物覆盖,膜下点蚀程度随电位负移而加剧。–0.875 V(vs. SCE)条件下表现相对更明显。随着电位负移,膜厚逐渐增大,S、P等代谢活动元素含量随之增高。强阴极极化条件下,–1.05 V(vs. SCE)使SRB代谢活性得到抑制,固着细菌数目明显减少,点蚀现象基本消失。结论 弱阴极极化作用有助于增加SRB腐蚀的倾向,强极化电位则抑制了细菌的代谢活性,减缓了点蚀。揭示了阴极极化电位通过影响膜中SRB代谢活性和数量促使点蚀程度加剧的机理。SRB代谢活性的增强和膜下点蚀的发生是SRB从金属表面直接获取电子而导致的结果。     

模拟深海环境中高强钢的阴极保护准则

釆用慢应变速率试验、电化学测试、失重试验以及扫描电镜观察等方法研究了模拟深海环境中阴极极化电位作用下高强钢的腐蚀规律。结果表明:施加阴极极化电位由-0.71V(vs Ag/AgCl,下同)负移至-0.85V,腐蚀速率由0.245 0mm/a减小到0.006 6mm/a,在-0.71~-0.90V电位区间,高强钢主要为韧性断裂;当极化电位等于或负于-0.95V后,断口开始呈现典型脆性断裂特征,高强钢已进入氢脆的危险区。可以确定最佳的阴极保护电位区间为-0.76~-0.94V。     

用电化学方法建立交流干扰下X70钢的最佳阴极保护电位

采用电化学方法测量X70钢在不同交流干扰电压下的极化曲线和不同阴极极化电位下的电化学阻抗,建立了确定交流干扰腐蚀下阴极保护电位范围和最佳保护电位的方法。结果表明,采用极化曲线和电化学阻抗谱可以确定X70钢的在有交流干扰的条件下的阴极保护参数;建议在交流干扰电压小于6V时X70钢的最佳保护电位选择-900 mV(vs.SCE)左右,交流干扰电压大于7V时选择-1000 mV(vs.SCE)左右。     

海水环境中组合电位极化对铁氧化菌腐蚀的影响

采用电化学测试、扫描电镜、激光共聚焦显微镜、Raman光谱等手段研究了-850 mV (vs.SCE,下同)转-1050 mV和-1050 mV转-850 mV组合电位阴极极化对X65钢在含铁氧化菌(IOB)的海水中腐蚀的影响.结果 表明:两种组合电位极化都对IOB腐蚀有一定抑制作用;极化与开路电位下X65钢腐蚀产物种...     

用于铜电化学机械抛光的羟基乙叉二膦酸基电解液反应机理研究

在铜电化学机械抛光(ECMP)工艺中,羟基乙叉二膦酸(HEDP)可与其他水处理剂协同抑制电解并使金属表面光滑,而传统的操作电位低于4 V(vs.SCE)限制了反应过程中的材料去除率。为解决此问题,在较高电位下对铜进行动电位腐蚀、静电位腐蚀和ECMP试验,研究工艺可行性并探索电解液的反应机理。结果表明:在6 V(vs.SCE)下,能最大程度地提高铜片的表面粗糙度和材料去除率。反应机理推测:从工作电极电离得到的铜离子与两个HEDP分子反应生成配位化合物[CuL2]6-后与K+结合形成配位化合物[KCuL2]5-。     

阴极极化对高强度船体结构钢焊缝氢脆敏感性的影响

在恒定阴极电位下利用慢应变速率拉伸试验研究高强度船体结构钢焊缝的电化学性能和力学性能。结果表明,试样拉伸断裂主要发生在焊缝的熔合区;结构钢的阴极极化程度对抗拉强度和屈服强度的影响不大;随阴极电位负移,船体结构钢在海水中的延伸率、断裂时间和断裂应变率逐渐减小, 并且当施加阴极电位为-0.89 V（vs SCE）时各项性能最佳。同时,随着阴极电位负移,断裂方式逐渐从韧性断裂向脆性断裂发展,氢脆敏感性逐渐增加,在 -0.70 V~-0.89 V（vs SCE）之间氢脆敏系数低于5%,不发生氢脆;当电位负于-0.94 V（vs SCE）,氢脆敏感性迅速提高,当极化电位为-0.99 V （vs SCE）时氢脆系数显著增大至20%,断口开始出现解理单元细小准解理断裂特征;在负于-1.04 V（vs SCE）时,氢脆系数已高于25%,进入危险区,且断口开始出现较多解理单元粗大的准解理、解理等氢脆断裂特征;随着电位继续负移至-1.14 V（vs SCE）,断口完全出现解理组织、沿晶、穿晶结构或者两者混合的氢脆断裂特征。     

阴极极化对907钢氢脆敏感性的影响

采用慢应变速率拉伸试验方法结合断口扫描电镜观察,研究了阴极极化对907钢在海水中氢脆敏感性的影响。结果表明随极化电位负移,907钢在海水中氢脆敏感性增加,极化电位为-1.06V(vs.SCE)时,拉伸试样出现脆性解理断裂特征,极化电位为-1.16V时,907钢主要为脆性断裂。     

阴极极化下X80钢在鹰潭土壤模拟溶液中应力腐蚀行为研究

采用电化学阻抗和慢应变速率方法,结合扫描电子显微镜,研究了不同阴极极化电位下X80钢在鹰潭土壤模拟溶液中的应力腐蚀行为。结果表明：鹰潭土壤模拟溶液中,X80钢/溶液界面处电荷转移电阻随阴极极化程度增加先升后降。在自腐蚀电位条件下开裂机理为阳极溶解,当外加电位为-1000 mV (vs SCE),应力腐蚀敏感性最低,此电位为最佳保护电位;继续增大阴极极化程度,应力腐蚀敏感性增加,此时开裂机制为氢和应力协同作用下的氢致开裂。     

A508Ⅲ低合金钢在不同浓度硼酸溶液中的腐蚀与电化学行为

采用失重试验以及电化学测试研究了A508Ⅲ低合金钢在25℃下0.05～0.5 mol/L硼酸溶液中的腐蚀与电化学行为.A508Ⅲ钢在高浓度硼酸溶液中开路电位低于-500 mV(SCE),对应低电化学阻抗和高腐蚀速率.A508Ⅲ钢在低浓度硼酸溶液中的开路电位会出现三种状况:低于-500mY、大于-200mV和介于其间的中间电位,其中高开路电位对应高电化学阻抗,而低开路电位对应低电化学阻抗.A508Ⅲ钢在所测试的几种硼酸溶液中的阳极极化曲线与阴极极化曲线均在较宽的电位范围内表现出电位-电流线性关系,与溶液的低电导率有关.开路电位值以及相应的腐蚀速率结果与电位-pH图计算结果一致.     

极化电位对X70钢在含SRB海洋环境中电化学行为的影响

采用光密度法研究了极化电位对硫酸盐还原菌(SRB)生长周期的影响,并结合电化学阻抗谱研究了不同极化电位对X70钢在含SRB的模拟海水中电化学行为的影响。结果表明,无外加电位时,SRB生长周期分为对数生长期和衰亡期两个阶段,在第7 d时SRB数量达到最大值。在外加阳极电场的刺激下,SRB繁殖被抑制,且在进入对数生长期后迅速死亡。在外加阴极电场的作用下,SRB的有丝分裂周期缩短,细胞分裂速度提高,从而促进SRB的繁殖;然而阴极电场同样也加速了SRB的死亡。在SRB的生长期,X70钢在海洋环境中最佳阴极保护电位为-0.85 V(SCE)。当SRB进入死亡期后,由于SRB代谢出的大量H_2S的存在,阴极极化促进了析氢腐蚀。     

不锈钢化学镀Ni—P合金在H2SO4溶液中的腐蚀行为

利用化学镀方法在1Cr18Ni9Ti不锈钢表面制备了均匀、致密和无表面缺陷的Ni-P合金镀层.X射线衍射分析表明,镀层为非晶态结构;动电位极化曲线测试表明,镀层的自腐蚀电位接近-0.1 V(vs.SCE),较不锈钢的自腐蚀电位(-0.31 V)提高了将近0.2 V;腐蚀速率测定结果表明镀层耐蚀性能优异,对基体不锈钢有很好的防护效果.     

X65碳钢在模拟油田采出水中的阴极保护研究

采用极化曲线、恒电位阴极极化和失重法,并结合SEM,EDS和XRD分析产物的形貌、成分和结构,研究了不同保护电位下X65碳钢的保护效果和机制。结果表明:该环境中,自腐蚀条件下的X65碳钢发生严重腐蚀,失重速率大,坑蚀严重;-800~-1000 mV的保护电位对X65碳钢的腐蚀均有明显抑制效果;-800 mV阴极保护电位下X65碳钢表面无良好的钙质沉积层形成,-900 mV下表面能生成牢固致密的钙质沉积层,有效降低保护电流密度,-1000 mV下沉积层容易因析氢反应而鼓泡脱落;相比于海洋环境,X65碳钢在油田采出水中的析氢电位偏正,沉积层中不含Mg(OH)2。     

波型与电位对A537钢疲劳裂纹扩展的影响

研究了A537钢在3.5%NaCl水溶液中阴极极化与阳极极化条件下加载波型对疲劳裂纹扩展速率的影响并研究了相应电位条件下应变电极的电化学响应规律,结果表明,在外加电位为-800mV(SCE)以上时阳极溶解机制起主导作用,在-800mV以下时氢脆机制起主导作用,在阳极极化条件下,持续应变型加载波型的影响主要体现于低△K范围,而在阴极极化条件下,其影响体现于高△K范围,持续应变导致了自腐蚀电位的下降与阳极溶解电流密度的大幅度提高     

阴极保护电位对E460钢氢脆敏感性的影响

采用慢应变速率试验(SSRT)和电化学方法结合断口扫描电镜观察,研究了阴极保护电位对E460钢在海水中氢脆敏感性的影响。结果表明,随着阴极保护电位负移,E460钢在海水中的氢脆敏感性增加,阴极保护电位为-0.95V(vs.SCE,下同)时,拉伸试样出现脆性解理断裂特征,电位为-1.05V时,E460钢断口呈脆性断裂特征。     

电化学蚀刻-掺杂316L不锈钢制备PEMFC双极板

目的 研究在0.5 mol/L KNO3和0.1 mol/L HNO3混合溶液中,电极电位对316L不锈钢(316LSS)表层微观形貌、化学组成、耐腐蚀性能和界面接触电阻的影响,以解决316LSS双极板在质子交换膜燃料电池中服役时腐蚀和表面接触电阻较大的问题.方法 借助于电化学交流阻抗、循环伏安、计时电流和动电位极化测试,对316LSS表面发生的电化学反应及改性后性能进行研究.利用电化学工作站、扫描电镜及X射线光电子能谱分析仪,对316LSS的耐腐蚀性能、微观形貌及化合价进行表征,并测量界面接触电阻和反应后溶液中铁铬金属离子浓度进行测量.结果 在0.5 mol/L KNO3+0.1 mol/L HNO3的混合溶液中,316LSS表面发生的反应为不可逆过程,当改性电位为–0.5 V(vs.SCE)时,交流阻抗低频区出现了代表物质吸附的感抗弧,电位负移到–0.6 V(vs.SCE)和–0.7 V(vs.SCE)时,表面发生点腐蚀和晶界腐蚀,膜层的完整性被破坏.最佳电位–0.5 V(vs.SCE)改性后316LSS表面出现凸起结构,表层元素分析发现关键合金元素铬主要以氧化铬和氮化铬形式存在,–0.5 V(vs.SCE)对应的氮化铬占比达54.8％.在140 N/cm2的压力下界面接触电阻与施加电位呈现抛物线关系,最小电阻值为8.7 m?·cm2(–0.5 V(vs.SCE)).改性后的316LSS耐腐蚀性能显著提升,最佳样品的腐蚀电流密度和腐蚀电位分别为0.065μA/cm2和136.738 mV,在模拟燃料电池中运行650 h时,腐蚀电流密度为3.4μA/cm2.结论 电化学改性316LSS的物理化学性能与施加电位大小密切相关.由于316LSS表层钝化膜在电化学反应过程中发生选择性溶解以及原位氮掺杂,促使钝化膜厚度减薄,掺杂氮元素稳定了膜层结构和提高了导电性能,消除了钝化膜对双极板性能的不利影响.最佳改性电位下316LSS表面发生选择性蚀刻形成致密的凸起状氮掺杂膜层,改善了316L不锈钢双极板综合性能.     

脉冲阴极电沉积羟基磷灰石涂层

对脉冲阴极电沉积与恒电位阴极电沉积制备的羟基磷灰石涂层膜进行了对比实验.结果表明:由于脉冲电沉积的一个关断时间使离子得以从溶液本体向电极表面扩散,在下一脉冲来临时浓差极化的减小有利于HAP的生长;在一定的导通时间下,关断时间的延长有利于羟基磷灰石的沉积,但时间的过度延长不利于羟基磷灰石的沉积;当通电时间为5 s时,其最佳关断时间为2 s;沉积时阴极极化的增强虽有利于膜的生长,但极化过于强烈(阴极电位为-1.0 V(vs SCE)时,涂层易脱落.     

阴极保护对海水间浸低碳钢的防蚀作用

模拟船舶压载水舱的腐蚀环境,探讨了保护电位、保护电流密度和间浸率及其变化对该环境下Q235B级低碳钢刚极保护效果的影响。结果表明:可从阴极保护电位及其变化推断阴极保护的效渠;海水间浸环境下,起始的大电流阴极极化和后续的小电流维持极化可得到良好的保护效果,且更为经济;推荐海水间浸低碳钢的阴极保护电位判据为-0.95V(SCE)。     

地铁杂散电流干扰下试片法测试埋地钢质管道断电电位

采用试片法进行现场测试,探讨了试片极化时间、断电电位采样延迟时间、采样时间间隔和试片与参比电极间距等因素对苏州区域地铁杂散电流干扰下管道断电电位测试结果的影响。结果表明：阴极极化3 h后,裸露面积为6.5 cm²、10 cm²的试片电位趋于稳定;断电延时时间应不小于100 ms;在采样时间间隔1 s与2 s条件下测得两种试片断电电位的偏差不大;试片与参比电极间距越大,试片断电电位偏差值波动越大,在受地铁杂散电流干扰管道正上方采用便携式参比电极对试片开展阴极保护电位测试是可行的。     

Zr_(56)Cu_(19)Ni_(11)Al_9Nb_5非晶合金在HCl溶液中的腐蚀和电化学性能

通过浸泡法、动电位极化法、扫描电镜、能谱分析等研究了Zr_(56)Cu_(19)Ni_(11)Al_9Nb_5非晶合金试样在不同浓度HCl溶液中的腐蚀和电化学性能。浸泡试验结果表明,非晶合金试样分别在0.01、0.1和1mol/L的HCl溶液中浸泡2 256h以及在2mol/L HCl溶液中浸泡720h后均未发现明显腐蚀,显示良好的耐腐蚀性。随着HCl溶液浓度进一步增加,非晶合金耐腐蚀性变差。在5mol/L HCl溶液中浸泡168h后腐蚀严重。动电位极化测试表明,随着HCl浓度增加,自腐蚀电位逐渐降低,从0.402V(vs.SCE)逐渐降低到-0.245V(vs.SCE),腐蚀电流密度逐渐增大,从5.212×10~(-8 )A/cm~2增加至6.095×10~(-5 )A/cm~2,耐腐蚀性逐渐变差,与浸泡试验结果一致。扫描电镜、能谱分析表明腐蚀产物主要为ZrO_2、Cu_2O等氧化物。     

C15不锈钢在3.5%NaCl溶液中的耐蚀性

用电化学方法研究了C15不锈钢的点蚀电位和缝隙腐蚀行为。结果表明:在30℃的3.5%NaCl溶液中,C15不锈钢的自腐蚀电位和点蚀电位均高于对比材料316L和1Cr18Ni9Ti不锈钢的;C15不锈钢缝隙试验用试样在施加0.8V(SCE)恒电位条件下不发生腐蚀。