椭圆偏振法研究镍表面的钝化膜

用椭圆偏振法研究了镍在硼酸盐缓冲溶液中,于初始钝化处(-0.5V,SCE)、稳定钝化处(0.4V)和钝化/过钝化交界处(0.8V)恒电位阳极极化时所生成的钝化膜。分析了钝化膜的厚度、生长动力学规律、成份和生长机理。结果表明:钝化膜的厚度、成份和生长机理都与外加电位有关;在所研究的电位下,钝化膜都具有双层结构;膜生长都先生成外层膜,随后在其下面再生成一层内层膜;内层膜的生长都服从线性规律,外层膜的生长规律分别为线性规律、抛物线规律和对数规律。     

不锈钢载波钝化膜的生长过程

运用电化学交流阻抗分析(EIS)、电量测定并结合原子力显微镜(AFM)研究了304不锈钢载波钝化膜的生长过程．研究了在交变电场下钝化膜层中微孔的产生及其对膜层生长的作用；并运用钝化膜生长过程中的电量时间响应和原子力显微镜扫描分析对不锈钢载波钝化膜的生长机理进行验证分析．结果表明：载波钝化膜具有很高的生长速度是由于交变电场对膜层的作用改变了膜层的生长方式，使之不同于直流钝化条件下钝化膜的生长过程．     

硫酸溶液中铁在过钝化区电极行为

本文应用电位衰减和交流阻抗等电化学方法对H_2SO_4溶液中处于过钝化区的铁的钝化膜的性质进行了研究。发现在钝化-过钝化过渡区域,钝化膜的厚度随着电位的升高而下降。当电位升到1800mV(VS·SCE)以后,钝化膜的厚度不再随电位的变化而变化。对不同电位下的交流阻抗频谱图进行了拟合分析,得到了一些与钝化膜的性质有关的参数。     

基于PDM的304不锈钢钝化膜生长动力学研究

研究了304不锈钢在不同pH溶液中钝化膜生长规律。结果表明,304不锈钢表面生长的钝化膜为n型半导体,钝化膜内施主密度与施加的电位成反比(除pH=13.4溶液);在钝化区内,稳态电流密度与施加的电位无关,而阻挡层的厚度随施加电位增加而增厚。采用点缺陷模型(PDM)对钝化区的电化学阻抗谱(EIS)数据进行分析计算,拟合出的参数可以用来预测样品随时间的腐蚀进程。计算结果表明,间隙阳离子是阻挡层的主要缺陷,缺陷的扩散系数约为10^-19 cm²·s^-1。     

Fe在水溶液中形成钝化膜的结构和性质

从发现钝化现象至今的近两个世纪，Fe钝化膜的结构和性质一直是电化学和材料科学的研究热点．简要概括了Fe表面钝化膜研究的意义及历史，综述了Fe在不同溶液中通过不同方法形成钝化膜的结构与性质的研究过程及现状．在研究过程中已经提出过4种关于Fe在水溶液中形成钝化膜结构模型，但由于实验技术和方法的局限性，这些模型并未能真正反映Fe钝化膜的真实面貌．随着先进技术及方法的引入，对Fe钝化膜的微观结构、组成及防腐机制等的认识越来越深刻．     

恒电位－恒电流瞬态响应技术研究钝化膜多层结构──Ⅱ．2．5mol／LH_2SO_4溶液中2205和316L不锈钢钝化膜的结构与生长规律的研究

采用恒电位－恒电流（Ｐ－Ｇ）瞬态响应技术研究了２２０５和３１６Ｌ不锈钢在２．５ｍｏｌ／ＬＨ２ＳＯ４溶液中钝化膜的结构．研究结果证实这两种体系的钝化膜均具有多层结构．利用由Ｐ－Ｇ响应曲线计算得到的各特征参数随极化电位和极化时间的变化关系，有效地分析了两种体系钝化膜的稳定性及生长规律．     

TC4钛合金阳极氧化着色膜显色规律探讨

目的在不同电解液、电压等工艺参数下对TC4钛合金进行阳极氧化,获得彩色膜,分析探讨着色膜颜色随不同工艺参数变化的显色规律,并通过该显色规律分析着色膜显色机理。方法分别选用NaOH电解液、H3PO3电解液、Na2SiO3盐溶液对Ti6A14V钛合金进行氧化着色。通过金相显微镜、SEM、XRD、AFM和3nh色差仪等测试方法,分析氧化膜层显微组织、形貌特征、物相成分、膜层厚度与颜色变化。结果3nh色差仪测得膜层颜色值(L^*、a^*、b^*)随电压具有周期变化规律。在电压参数为120 V左右的起弧电压之前,三种电解液阳极氧化着色膜均是由非晶态的钛氧化物组成,显色规律一致,氧化膜层致密均匀,只是生长速率稍有不同。膜层显色是干涉加强光色与干涉减弱光色的互补光色的共同作用。通过钛合金氧化膜干涉光程差公式修正,推导出了薄膜厚度的理论计算公式,且AFM测试结果与理论计算得出的膜厚基本一致。随着电压继续升高,电解反应剧烈,宏观表面观察到微弧放电现象,电解过程过渡到微弧氧化阶段。结论在低电压阳极氧化阶段,TC4钛合金着色膜层是由致密均匀的非晶态钛氧化物组成,膜层生长方式是随电压均匀层状生长,显色原理主要是薄膜干涉原理。通过控制电压参数,可控制膜层厚度,继而得到理想的颜色。在Na2SiO3盐溶液中的膜层生长速率为1~1.7 nm/V。     

椭圆偏振法研究双相不锈钢的钝化膜

作者用椭圆偏振法结合交流阻抗法研究了耐海水腐蚀的双相不锈钢05Cr20Ni9Mc4Cu2Si3N在3.5％NaCl溶液中的钝化膜。结果表明:在自腐蚀及恒电位阳极极化(+0.2和+0.6V,vs.Ag/AgCl)条件下所生成的钝化膜都是双层的,但两者的生长机制不同。在自腐蚀状态下,内层吸收膜的折射率为2.5,主要由Fe_2O_3和Cr_2O_3组成;在恒电位下,内层膜是折射率约为1.2左右的吸附膜。两种条件下生成的外层膜,折射率都在1.7左右,主要由FeOOH,CrOOH或Cr(OH)_3组成,且可能具有非晶态结构。在恒电位下内、外层钝化膜的生长都服从对数规律。在自腐蚀状态下,内层膜的生长近似服从对数规律,外层膜的生长则不服从对数规律。     

预钝化膜的分形生长研究

研究了纯Ｆｅ在Ｈ_２ＳＯ_４中从活化态转变成钝化态的预钝化过程．建立并分析预钝化膜生长模型．发现在致钝初期，预钝化膜复盖处的周界曲线维数大于１，预钝化膜的生成以分形方式进行，其维数随钝化电位的提高而提高．这表明不同电位下生成的初期预钝化膜具有不同的结构，也说明了钝态具有耗散结构特征．     

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。     

交变电场对不锈钢钝性和钝化膜性质的影响

总结了交变电场对不锈钢自腐蚀电位、钝性和钝化膜性质的影响，概述了交变电场下钝化膜的生长机制。不锈钢载波钝化与彩色钝化的结果表明，控制在适当的参数条件下的交变电场对不锈钢钝化膜的综合性能有较大幅度的提高，显示了该领域的研究价值。     

复杂钝化体系P-G响应特征的研究

采用恒电位-恒电流(P—G)瞬志响应技术研究了多层结构钝化膜和存在吸附层钝化膜的复杂钝化体系提出了判断钝化膜多层结构的方法以及表征钝化膜不同层稳定性的特征参数,并建立了描述复杂钝化体系P—G响应特征的数学模型.研究了2205和316L不锈钢在2.5mol/LH2SO4中钝化膜的结构,以及吸附型缓蚀剂哌啶和癸胺对304不锈钢在0.5mol/LNaCl介质中孔蚀的抑制作用研究结果证实所建立的模型能很好地反映研究体系的P—G响应特征.利用提出的特征参数随极化电位和极化时间的变化关系,有效地分析了钝化膜的生长规律     

恒电位—恒电流瞬态响应技术研究钝化膜多层结构：Ⅱ.2.5mol／L H2SO4…

采用恒电位－恒电流瞬态响应技术研究了２２０５和３１６Ｌ不锈钢在２．５ｍｏｌ／ＬＨ２ＳＯ４溶液中钝化膜的结构，研究结果证实这两种体系的钝化膜均具有多层结构，利用由Ｐ－Ｇ响应曲线计算得到的各特征参数随极化电位和极化时间的变化关系，有效地分析了两种体系钝化膜的稳定性及生长规律。     

预钝化膜的分形生长研究SCIEI

研究了纯Ｆｅ在Ｈ_２ＳＯ_４中从活化态转变成钝化态的预钝化过程．建立并分析预钝化膜生长模型．发现在致钝初期，预钝化膜复盖处的周界曲线维数大于１，预钝化膜的生成以分形方式进行，其维数随钝化电位的提高而提高．这表明不同电位下生成的初期预钝化膜具有不同的结构，也说明了钝态具有耗散结构特征．     

镁合金微弧氧化过程中不同电压下获得膜层的性能研究

采用扫描电镜、电化学阻抗方法,研究了镁合金AZ91D微弧氧化过程中不同电压下获得氧化膜的性能.结果表明,随着氧化电压的升高,可以获得三种不同性能的氧化膜:钝化膜、微火花氧化膜和弧光氧化膜.钝化膜很薄,厚度不足1μm,膜层的阻抗随着氧化电压升高略有增加,仍属于钝化膜性质;微火花放电后期得到的膜层较厚,厚度可达30μm,表面均匀、结构致密,具有最高的阻抗,可以达到8×107Ω;弧光放电阶段氧化膜最厚,但结构疏松、易碎,阻抗逐渐降低至1×107Ω.结果还指出,硅酸盐体系中微火花放电阶段后期形成的膜层具有最佳的性能;而且膜层的阻抗主要由氧化膜的有效厚度决定,与总厚度关系不大.     

不锈钢载波钝化着色膜的形成机理研究

应用XPS、循环伏安曲线和极化曲线测定等手段对载波钝化膜的组成及各成分在膜层中的纵向分布进行了测试分析,据此讨论了膜层及膜层中组份的性质和作用,提出了载波钝化膜的生长机理．     

不锈钢载波钝化关色膜的形成机理研究

应用ＸＰＳ,循环伏安曲线和极化曲线测定等手段对载波钝化膜的主各成分在膜层中的纵向分布进行了测试分析,据此讨论了膜层及膜层中组份的性质和作用,提出了载波钝化膜的生长机理。     

用XPS研究钢筋钝化膜和C1~-对钝化膜的影响

采用光电子能谱(XPS)研究钢筋钝化膜的组成与结构,以及氯离子对钝化膜的影响。结果表明,在本实验条件下钢筋钝化膜为双层结构,外层以γ-FeOOH为主,内层主要为FeO;氯离子对胶的破坏过程可能是先在钝化膜表面吸附,然后穿透到膜中,在铁/氧化物界面即膜的内层形成FeCl_2,而使钝化膜局部溶解;复合缓蚀剂的加入使钢筋钝化膜表面γ-FeOOH的含量增大,膜中夹杂一定深度的有机铵盐,硅酸盐只在表面沉积。     

铝酸盐溶液对TiAl合金微弧氧化膜生长和膜层特性的影响

目的 改善TiAl合金表面结构,提高其力学性能。方法 利用微弧氧化（MAO）方法,在NaAlO2电解液中制备了TiAl合金表面的陶瓷膜,分析微弧氧化过程中不同阶段的膜层生长特点,并研究铝酸盐溶液对微弧氧化膜生长速率的影响。通过硬度测试和显微划痕测试方法,评价膜层对基体硬度的影响和膜/基结合力的变化。利用扫描电子显微镜（SEM）分析不同厚度膜层的结构,结合能谱仪（EDS）分析膜层中元素的分布变化。使用X射线衍射仪（XRD）分析膜层相结构的变化。结果 铝酸盐溶液中微弧氧化膜的厚度随着微弧氧化时间增加,可以达到57 μm。微弧氧化过程分为明火花和暗火花生长两个阶段：前30 min是明火花生长阶段,生长速率可达1 μm/min;后续时间为暗火花生长阶段,生长速率约为0.23 μm/min。膜层包括致密内层和疏松外层。致密层中孔隙较少,Al、Ti含量较低;外层有较大的孔隙,Al含量较高,Ti含量较低。扫描电子显微镜结果显示,膜的内层与基体结合良好。显微划痕实验测得膜/基结合力达到45 N。陶瓷膜的相成分是Rutile-TiO2和Al2TiO5,且随着膜层变厚,Al2TiO5的相对含量上升。陶瓷膜的显微硬度随着膜厚度的增加而增加,120 min膜的显微硬度值可达1450 HV,是基体硬度的3倍多。结论 在NaAlO2中对TiAl合金进行微弧氧化处理,可以制备55 μm的陶瓷层。该膜层与基体间有优异的结合力,可以有效改善基体的表面结构,提高材料的硬度,改善其耐磨性能。     

原子力显微镜对钢筋表面钝化膜的研究

利刚原子力显微镜(AFM)对钢筋在模拟混凝土孔溶液中形成的钝化膜开展研究。结果表明,AFM是研究钝化膜微观结构和表面形貌的有力工具;钢筋钝化胶是有缺陷的;复合缓蚀剂可以改善钢筋钝化膜的微观结构和表面形貌从而提高抗点蚀的能。