轧制纳米块体304不锈钢腐蚀行为的研究Ⅰ.钝化膜耐氯离子侵蚀能力

用深度轧制方法获得了块体纳米304不锈钢材料．通过动电位极化曲线和Mott-Schottky分析等电化学测试手段，探讨了轧制纳米块体304不锈钢与普通304不锈钢（304ss）在0．05mol／L H2SO4＋0．05mol／L NaCl溶液中钝化膜的耐Cl^-侵蚀性能．研究表明，深度轧制使304不锈钢组织内部形成高密度纳米尺度孪晶；纳米化表面可以形成致密的钝化膜，使其耐Cl^-侵蚀能力提高．对钝化膜半导体性能分析结果表明，轧制纳米块体不锈钢钝化膜中的载流子密度有所下降，这在一定程度上抑制了钝化膜的电化学反应历程，从而进一步提高了钝化膜的化学稳定性．     

单相和双相不锈钢纳米涂层的电化学腐蚀行为

用磁控溅射技术在玻璃基体上制备由两种相组成(单相和双相)的不锈钢纳米涂层,利用动电位极化､交流阻抗技术及扫描电子显微镜研究两种不锈钢纳米涂层在0.25 mol/L Na2SO4 + 0.05 mol/L H2SO4 和 0.5 mol/L NaCl + 0.05 mol/L H2SO4溶液中的电化学腐蚀行为,观察相组成对纳米不锈钢涂层耐蚀性能的影响｡结果表明,与不锈钢单相涂层相比,不锈钢双相纳米涂层具有较差的抗局部腐蚀能力,其钝化膜的载流子密度远远大于不锈钢单相钝化膜的载流子密度,使得钝化膜的离子传输能力大大增强,从而降低了钝化膜的稳定性｡     

309不锈钢纳米涂层在酸性溶液中的电化学腐蚀行为

用动电位极化、恒电位极化及交流阻抗技术研究了 309 不锈钢及其溅射纳米涂层在 0.25 mol/L Na2SO4 0.05 mol/L H2SO4 和 0.5 mol/L Nacl 0.05 mol/L H2SO4溶液中的电化学腐蚀行为.结果表明,在 0.25 mol/L Na2SO4 0.05 mol/L H2SO4 溶液中,纳米涂层和不锈钢形成的钝化膜的抗腐蚀能力差别较小;而在 0.5 mol/L NaCl 0.05mol/L H2SO4 溶液中,纳米涂层的耐点蚀性能有了很大提高,这是由于纳米化使涂层表面形成的钝化膜更加致密、更加稳定;同时,通过容抗测量研究了纳米涂层和不锈钢钝化膜的电子结构,并提出了相应的腐蚀机制.     

超细晶304L不锈钢在含Cl~-溶液中点蚀行为的研究

采用动电位极化、循环极化、电化学阻抗谱、Mott-Schottky曲线结合表面形貌观察,研究了利用等通道转角挤压方法制备的晶粒尺寸为(130±30)nm的超细晶304L不锈钢在含Cl-溶液(0.05 mol/L H2SO4+0.05 mol/L Na Cl)中的点蚀行为.研究表明,超细晶材料比粗晶材料具有更高的腐蚀电流密度和钝化电流密度,更低的腐蚀电位、破钝电位和保护电位,且钝化区更窄.严重塑性变形引起304L不锈钢材料晶粒显著细化,一方面增加了表面钝化膜的施主密度和扩散系数,降低了钝化膜的致密性,使Cl-在材料表面的吸附能力增强;另一方面增加了晶界含量,使Cl-沿晶界向内扩散能力增强,促进了点蚀形核和长大.     

Fe-20Cr纳米涂层的电化学行为

利用磁控溅射技术在玻璃基体上制备了Fe-20Cr纳米晶涂层.分别测试了Fe-20Cr铸态和纳米晶涂层在含氯离子溶液(0.005 mol/L H2SO4 0.5 mol/L NaCl)与不含氯离子的溶液(0.005 mol/L H2SO4 0.25 mol/LNa2SO4)中的动电位极化曲线.结果表明,纳米化使材料的溶解速度增大,纳米晶涂层在两种溶液体系中均容易钝化;与铸态合金相比,纳米涂层的维钝电流增大两个数量级.在含氯离子溶液中,纳米晶涂层的维钝区间是铸态合金的两倍,耐局部腐蚀性能得到很大提高.利用电容测试技术和Mott-Schottky关系研究了Fe-20Cr铸态合金与纳米晶涂层分别在两种溶液中所形成钝化膜的半导体性能.结果表明铸态合金在不含氯离子的溶液中低电位下所形成的钝化膜为p型半导体,高电位下形成n型半导体,在含氯离子溶液中形成的钝化膜为p型半导体;而纳米晶涂层在两种溶液体系中形成的钝化膜均为n型半导体.钝化膜的结构类型的不同是导致Fe-20Cr纳米晶涂层与铸态合金具有不同电化学行为的主要原因.     

纳米Fe-10Cr涂层电化学腐蚀行为影响研究Ⅰ.钝化性能

利用磁控溅射技术制备出了晶粒尺寸为20nm-30nm的Fe—10Cr合金涂层．通过动电位极化曲线、电化学阻抗谱图（EIS）和Mott—Schottky分析等电化学测试手段，探讨了Fe—10Cr纳米涂层在0．05mol／LH2SO4＋0．25mol／LNa2SO4溶液中的钝化性能。发现纳米化使材料的活性溶解增强；在钝化膜形成过程中Cr更容易富集，从而更容易钝化；纳米化后，材料表面钝化膜中的载流子密度下降，化学稳定性提高。     

纳米Fe-10Cr涂层电化学腐蚀行为影响研究Ⅱ.点蚀性能

利用动电位极化曲线、电化学阻抗谱图（EIS）和Mott-Schottky分析等电化学测试手段．探讨了Fe—10Cr纳米涂层在0.05mol／L H2SO4＋0.5mol／LNaCl溶液中的腐蚀行为．研究表明，与铸态合金相比，溅射纳米涂层表面钝化膜的化学稳定性和再钝化性能明显提高；二者的钝化膜均具有p型半导体结构特征．但溅射纳米涂层表面钝化膜的载流子密度和平带电位都比较低，导致钝化膜中金属离子的传输速度较低，纳米橡层表面钝化膜的化学稳定性增强。     

Cl~-对高氮不锈钢在0.5mol/L NaOH溶液中腐蚀行为的影响

利用动电位极化曲线、电化学阻抗谱和恒电位极化电流响应曲线对一种高氮不锈钢在含不同浓度Cl~-的0.5mol/L NaOH溶液中的腐蚀行为进行了研究。结果表明:高氮不锈钢在含Cl~-的0.5mol/L NaOH中具有良好的耐蚀性,极化曲线表现出阳极钝化特征,Cl~-浓度对点蚀电位无显著影响,钝化电流密度随Cl~-浓度的增加而增大;当Cl~-浓度增加到1.00mol/L时,高氮不锈钢表面生成的钝化膜呈n型半导体,仍具有良好的保护性,钝化膜的载流子密度随着Cl~-浓度的增加而增大。     

氢对纳米不锈钢涂层钝化膜性能的影响

用动电位极化、恒电位极化、Mott-Schottky测量、X射线光电子能谱(XPS)分析及扫描电子显微镜(SEM)等手段研究了氢对纳米不锈钢涂层在0.5 mol/L NaCl 0.05 m01/L H2SO4溶液中腐蚀行为及钝化膜性能的影响.结果表明,氢与涂层表面吸附的OH-反应使OH-吸附减少,从而延迟了钝化膜的形成;氢使钝化膜的成分发生改变,钝化膜中的OH-/O2-的比率升高,因而钝化膜的点蚀敏感性增加;同时,氢促使钝化膜的介电常数增大,空间电荷电容增大,载流子密度增加,从而降低了钝化膜的稳定性.随着充氢量的增加,钝化膜的维钝电流和载流子密度随之增加,说明钝化膜的稳定性和涂层耐蚀性能都随之降低.     

304不锈钢钝化膜在不同溶液中的半导体导电行为

采用电位-电容法及Mott-Schottky分析技术研究了自腐蚀电位条件下304不锈钢钝化膜在酸、碱性溶液中的半导体导电行为.研究表明,304不锈钢钝化膜在不同溶液体系中表现出不同的导电特征,在5‰H2SO4溶液中,呈现两个空间电荷层,扫描电位低于0VSCE,钝化膜呈现p型半导体导电特征.而扫描电位大于0VSCE,钝化膜呈现n型半导体导电特征.钝化膜在5%NaOH溶液中呈现p型半导体导电特征.在不同溶液中载流子浓度随着浸泡时间的延长变化不大.     

304L不锈钢在两种高温高压水溶液中形成的钝化膜半导体性质研究

304L不锈钢在ZnSO_4和Na_2SO_4两种高温高压水溶液中腐蚀后表面形成一层钝化膜,对腐蚀后样品在硼酸缓冲溶液(pH8.4)中进行动电位扫描,并绘制其Mott-Schottky(M-S)曲线;利用光电流法,绘制(I_(ph)hv/I_O)~(1/2)-光子能量曲线,详细分析表面钝化膜半导体性质。结果表明:含锌样品表面钝化膜呈现多层结构;钝化膜的半导体类型为n型(不含锌样品钝化膜呈p型);平带电位负移;载流子浓度降低;Zn~(2+)对304L不锈钢钝化膜半导体的结构及性质有较大的影响。     

AISI304不锈钢钝化膜在电解质溶液中腐蚀时的半导体性质

应用电位-电容测试和Mott-Schottky分析技术研究了AISI304不锈钢钝化膜在电解质溶液中的半导体性质.结果表明,不锈钢钝化膜在氢氧化钠溶液中,随着浸泡时间延长,半导体类型转变电位发生负移;在硫酸、硫酸钠两种溶液中转变电位无明显变化.随着腐蚀时间的延长,溶液中不锈钢钝化膜的载流子密度逐渐增加,其载流子密度在几种溶液中从小到大的顺序依次为硫酸钠,氢氧化钠,硫酸.不锈钢在三种溶液中的Mott-Schottky曲线均出现频率分化,其原因可能为钝化膜中载流子的产生-复合存在时间效应;在氢氧化钠溶液中,钝化膜腐蚀的主要原因为富铬层导电能力增强;在硫酸、硫酸钠两种溶液中,钝化膜腐蚀的主要原因为富铁层导电能力的增强.     

304不锈钢晶间腐蚀过程中的电化学阻抗谱特征

用电化学阻抗谱(EIS)方法研究了固溶态、敏化态304不锈钢在0.5mol/L H2SO4+0.01mol/L KSCN溶液中的阻抗谱特征.研究表明,不锈钢在不同极化电位下的阻抗谱呈现活性溶解、活化－钝化、钝化及再活化的特征.达到再活化之前,固溶态和敏化态的不锈钢在0.5mol/L H2SO4+0.01mol/L KSCN溶液中呈现相同的EIS特征;而在再活化区,钝化膜局部溶解,EIS图有两个容抗弧,低频容抗弧延伸到第二象限,呈现负电阻特征,低频下敏化态比固溶态不锈钢阻抗模值小一个数量级.     

铁基非晶涂层在NaCl和H_2SO_4溶液中的钝化行为

采用超音速火焰喷涂(HVOF)方法制备了一种Fe Cr Mo Mn WBCSi非晶态合金涂层,测试并分析了非晶涂层组织、钝化膜成分及涂层在不同浓度Na Cl和H2SO4介质中的钝化行为,并与304不锈钢和ND钢进行对比.结果表明,非晶涂层由于钝化膜中高含量的Cr,Mo及W的氧化物,钝化区间宽,抗钝化膜破裂能力强,孔隙的存在降低其均匀腐蚀抗力.304不锈钢钝化膜破裂电位较低且与Na Cl溶液浓度密切相关.304不锈钢和ND钢只有在浓H2SO4溶液中具有较稳定的钝化特征,非晶结构有助于涂层在稀H2SO4溶液中形成更加稳定的钝化膜,厚度较小的涂层(200μm)具有较高的非晶相含量,形成的钝化膜较厚,耐蚀性更加优异.     

块体超细晶Fe-Ni-Cr合金的腐蚀行为(英文)

利用等通道转角挤压方法制备块体超细晶Fe—Ni—Cr合金,对其在0.25 mol/L Na_2SO_4+0.05 mol/L H_2SO_4溶液中的耐蚀性进行研究。与粗晶合金相比,超细晶合金表现出加速的活性溶解过程,钝化区间缩小,维钝电流密度更大。对表面钝化膜进行Mott-Schottky曲线测试并结合点缺陷模型分析,结果表明,超细晶合金钝化膜内载流子的扩散系数较粗晶合金显著提高一个数量级,载流子密度略有降低。     

304L不锈钢钝化膜半导体性能研究

利用极化曲线、电容测量法和X射线光电子能谱(XPS)研究了304L不锈钢在0.5 mol/L NaHCO3溶液中所形成的钝化膜的半导体性能，同时对影响钝化膜半导体性能的因素进行了讨论.结果表明：在电位小于-0.4 V范围内，膜呈p型半导体特性；当电位处于-0.4 V至0.26 V范围内膜呈n型半导体特性.随着测试频率的降低及成膜电位的负移，Mott-Schottky曲线的斜率减小，表明膜内的杂质密度增加。氯离子的加入使得M S直线的斜率减小，增加膜内的杂质密度，容易造成点蚀的发生.XPS测试结果表明钝化膜主要由内层的铬氧化物和外层的铁氧化物组成，这与以前的研究结果相一致.     

成膜电位对316L不锈钢在硼酸溶液中电化学行为的影响

采用动电位极化和电化学阻抗方法研究了316L不锈钢在硼酸溶液中钝化膜的电化学性能,并通过MottSchottky曲线考察了不同成膜电位下钝化膜的半导体性质。结果表明,316L不锈钢在-0.1~0.5 V发生了明显的钝化现象,在0.3 V成膜电位下形成的钝化膜更加致密和稳定。Mott-Schottky曲线结果表明,成膜电位对于316L不锈钢钝化膜的半导体特征性质没有根本影响,在钝化区间内钝化膜呈p型半导体特征,在0.3 V时受主密度最小。     

类金刚石薄膜在腐蚀介质中的摩擦磨损行为研究

目的 在304不锈钢表面制备DLC薄膜,并探究其在1 mol/L NaOH、3.5%NaCl、1 mol/L H2SO4溶液中的摩擦磨损行为。方法 通过非平衡磁控溅射设备（UPD650）制备DLC薄膜。采用扫描电子显微镜、拉曼光谱仪,对DLC薄膜的微观结构及磨斑、磨痕进行表征。使用划痕仪和纳米压痕仪,分别测试DLC薄膜的结合力、硬度和弹性模量。使用接触角测量仪测试1 mol/L NaOH、3.5%NaCl、1 mol/L H2SO4溶液和去离子水在304不锈钢和DLC薄膜表面的润湿角。采用CSM摩擦试验机研究304不锈钢和DLC薄膜的摩擦磨损行为。利用动电位极化评价304不锈钢和DLC薄膜的耐腐蚀性能。结果 304不锈钢表面制备的薄膜厚度约1.95 μm,结合力为37 N左右,硬度和弹性模量分别约为14.7 GPa和191.1 GPa。DLC薄膜在1 mol/L NaOH溶液中的摩擦系数高达0.18,而在3.5%NaCl、1 mol/L H2SO4溶液和去离子水中的摩擦系数低至0.05左右。在1 mol/L NaOH、3.5%NaCl、1 mol/L H2SO4溶液中,DLC薄膜的磨损率比304不锈钢的小2、3个数量级。极化测试结果显示,DLC薄膜在不同介质中的腐蚀电流密度顺序为1 mol/L H2SO4<3.5%NaCl<1 mol/L NaOH。结论 沉积的DLC薄膜具有良好的机械性能和耐腐蚀性能,能够很好地改善304不锈钢在1 mol/L NaOH、3.5%NaCl、1 mol/L H2SO4溶液中的摩擦磨损性能。     

电位及后处理对304不锈钢表面膜组成及其稳定性的影响

通过5.6mol/LH_2SO_4中活性溶解能力和含氯离子介质中点蚀破裂电位E_b的测量,证明304不锈钢过钝化膜的耐酸活化溶解能力远远优于钝化膜。钼酸盐溶液的后处理,可使304不锈钢过钝化膜的点蚀破裂电位升高。304不锈钢这些稳定性的提高,与钝化膜中各组成结构的变化紧密相关。运用AES和XPS表面分析手段研究了304不锈钢表面膜的组成结构与外加极化电位,膜稳定性的关系。     

不锈钢钢筋的临界氯离子浓度

采用动电位扫描测量技术和扫描电镜测试了304L和316L不锈钢钢筋与Q235钢筋在模拟混凝土孔溶液中的临界氯离子浓度,并采用XPS分析了304L和316L不锈钢钢筋的钝化膜成分。结果表明,普通碳钢(Q235)、304L、316L不锈钢在pH=12.6的模拟混凝土孔隙液中的临界氯离子浓度分别约为0.06 mol/L、1.2 mol/L、4.0mol/L;相比304L不锈钢钢筋,316L不锈钢钢筋试样表面钝化膜中含有耐腐蚀性的Cr3+的氧化物量更高。