碳钢及环氧清漆在不同溶液中的半导体导电行为

采用电位-电容法结合Mott-Schottky分析技术研究了自腐蚀电位条件下20号碳钢及涂层体系在酸、碱和盐溶液中的半导体导电行为。结果表明,在不同的腐蚀溶液中,随着时间和扫描电位的增加,20号钢空间电荷层电容(Capacitance of space charge layer,Csc)变化规律不同。20号碳钢在5%硫酸溶液和5%硫酸钠溶液中呈现p型半导体导电特征,而在5%氢氧化钠溶液中,20号钢表面形成了两个空间电荷层结构,呈n型半导体特征。环氧清漆在不同电解质溶液中也表现出半导体导电特征,出现由绝缘态向半导体态转变的现象。     

20号碳钢在不同溶液中的半导体导电行为

    采用电位—电容法结合Mott-Schottky分析技术研究了自腐蚀电位条件下20号碳钢在酸、碱和盐溶液中的半导体导电行为.结果表明,在腐蚀性介质作用下,随着时间和扫描电位的增加,20号钢空间电荷层电容（Capacitance of space charge layer-Csc）变化规律不同.20号碳钢在5‰硫酸溶液和5%硫酸钠溶液中呈现p型半导体导电特征,而在5%氢氧化钠溶液中,20号钢表面形成了两个空间电荷层结构,呈n型半导体特征.     

有机清漆在5％氢氧化钠溶液中的半导体导电行为

采用电位-电容法及Mott-Schottky分析技术研究了有机清漆在5%氢氧化钠溶液中的半导体导电行为.研究表明,有机清漆空间电荷层电容(Capacitance of space chargelayer,Csc)远小于裸露碳钢电极,随着浸泡时间的延长,其Csc逐渐增大,其空间电荷层逐渐减小.有机清漆在5%氢氧化钠溶液中呈现不同类型的半导体导电特征,环氧清漆膜呈绝缘体,而酚醛和醇酸清漆膜则表现为双极膜特征,在电位(-0.3～0 V)范围呈p型半导体,在电位(0～0.4 V)范围呈n型半导体,且随着浸泡时间的延长,漆膜中载流子浓度逐渐增加.     

AZ31镁合金沉积类金刚石薄膜的表面形貌和腐蚀行为

为了改善镁合金的耐蚀性,扩展其应用范围,采用等离子全方位离子镀膜技术在AZ31镁合金表面沉积了含有Si-N和Si-O的2种类金刚石(Diamond-like carbon,DLC)薄膜,研究了其表面形貌及其在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为,探究了DLC薄膜对AZ31镁合金腐蚀行为的影响。利用SEM和AFM观察了AZ31镁合金表面沉积DLC薄膜的表面形貌,采用电化学法测试表面沉积DLC薄膜的AZ31镁合金在3.5%NaCl溶液中的极化曲线和开路电位,通过拉伸试验测试其在空气和3.5%NaCl溶液中的应力应变。结果表明:镁合金试样表面的DLC薄膜光滑致密,在3.5%NaCl溶液中表面沉积DLC薄膜AZ31镁合金的极化行为与表面未沉积DLC薄膜AZ31镁合金相似,表面沉积DLC薄膜AZ31镁合金电位正向移动,耐蚀性提高;与表面未沉积DLC薄膜AZ31镁合金相比,在空气中,表面沉积DLC薄膜AZ31镁合金极限抗拉强度与其接近,延伸率略低;在3.5%NaCl溶液中,表面沉积DLC薄膜AZ31镁合金极限抗拉强度略有降低,延伸率略高。     

一种碱性电镀锌镍合金镀层的抗腐蚀性能研究

在一种锌镍合金碱性电镀体系中,以四乙烯五胺(TEPA)和三乙烯四胺(TETA)混合物作为镍离子络合剂的碱性电镀锌镍合金体系,在低碳钢基材上电沉积制备锌镍合金镀层.利用电化学工作站测试了镀层在3.5％NaCl溶液中的极化曲线和电化学阻抗谱,考察不同电沉积条件参数(电流密度、镍含量、搅拌等)对锌镍合金镀层的腐蚀电化学行为的影响.结果表明,在3.5％NaCl溶液中的模拟海水溶液中,通过极化曲线测得腐蚀电位和腐蚀电流可知镀液含镍含量一定范围内(Ni2+/Ni2++Zn+=15 mol％～20 mol％,得到的镀层对基体有很好的防护作用;随着电流密度的增大镀层的腐蚀电位变负;腐蚀介质的酸碱性越强对镀层的腐蚀越大.     

防锈油膜失效过程中的导电行为转变

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防锈油膜在3%氯化钠溶液中失效过程的导电机制转变行为.研究表明，防锈油膜失效过程中存在半导体导电特征，随着浸泡时间的延长，防锈油膜从浸泡初期的p型半导体转变为n型半导体，防锈油膜逐渐出现两个空间电荷过渡层，并且计算了不同转变时期防锈油膜中的电子给体(ND)和电子受体(NA)的密度.     

成膜电位对X70管线钢在NaHCO_3溶液中钝化膜电化学性能的影响

采用动电位极化、电化学阻抗和电容测量等方法研究了X70管线钢在0.5 mol·L~(-1) NaHCO_3溶液中的电化学行为及生成钝化膜的电化学性能。极化曲线结果表明,X70钢在该溶液中有着明显的钝化行为;电化学阻抗表明,随着成膜电位正移,X70钢表面形成的钝化膜更加致密,均匀性更好;电容测量表明,X70钢在不同成膜电位下形成的钝化膜在-0.20～0.80 V扫描范围内为n型半导体,并且随着成膜电位的正移,空间电荷层更厚,施主密度逐渐减小,耐蚀性更好。     

有机清漆在5‰硫酸溶液中的半导体导电行为

采用电位-电容法及Mott-Schottky分析技术研究了有机清漆在5‰硫酸溶液中的半导体导电行为.研究表明,有机清漆空间电荷层电容远小于裸露碳钢电极,随着浸泡时间的延长,其Csc逐渐增大,其空间电荷层逐渐减小;有机清漆在5‰硫酸溶液中呈现不同类型的半导体导电特征,酚醛和环氧清漆膜呈n型半导体,而醇酸清漆膜则表现为p型半导体特征,且随着浸泡时间的延长,漆膜中载流子浓度逐渐增加.     

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.     

镍/铜/锌多层镀层的制备及其耐蚀性

采用电沉积法在低碳钢基体上制备了镍/铜/锌多层镀层。采用扫描电镜观察镍/铜/锌多层镀层的微观结构;通过盐水(NaCl质量分数为5%)浸泡试验对制得的镍/铜/锌多层镀层进行耐蚀性评价;利用电化学阻抗谱(EIS)技术测试镍/铜/锌多层镀层在5%NaCl(质量分数)溶液中的电化学性能。结果表明:底层镍镀层颗粒以四角锥型交错堆积,中间层铜镀层颗粒以圆胞型结构沉积,表层锌镀层的表面平整致密,无明显孔隙;镍/铜/锌多层镀层具有较好的耐蚀性,电化学阻抗达到了5 623Ω·cm2,耐盐水浸泡时间可达2 880h时,是相同厚度单一镀层耐盐水浸泡时间的5~8倍。     

防锈油膜在5% Na2SO4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防锈油膜在5% Na2SO4溶液中失效过程的导电机制转变行为.防锈油膜在5% Na2SO4溶液中的失效过程存在半导体导电特征，随着浸泡时间的延长，防锈油膜从浸泡初期的p型半导体转变为n型半导体，转变过程中，防锈油膜中出现两个空间电荷过渡层.随着浸泡时间的延长，防锈油膜中的空间电荷层厚度皆逐渐减小，载流子密度则逐渐增加，并且计算了不同转变时期防锈油膜中的电子给体（ND）和电子受体（NA）密度大小.     

聚吡咯的电化学合成及其对不锈钢的保护作用

根据聚吡咯 (Ppy) 的电化学自催化聚合特性,采用两步法在1Cr18Ni9不锈钢和 Pt 表面合成了导电高分子Ppy 膜,研究其的氧化还原特性和不锈钢/Ppy 在 3.5%NaCl 溶液中的腐蚀电化学行为.结果表明,Ppy 有两个还原过程,分别对应于阴离子脱掺杂与阳离子嵌入,其氧化掺杂电位具有上限值.Ppy 膜可使不锈钢表面形成致密的氧化膜,从而降低腐蚀速度,有效抑制不锈钢腐蚀.     

铝合金化学镀Ni-P合金层及其耐蚀性研究

为进一步提高2024铝合金的耐蚀性,采用化学镀技术在铝合金表面沉积了Ni-P合金层,用扫描电镜观察镀层的表面形貌,通过开路电位、动电位极化和交流阻抗等电化学测试方法对比了镀层和2024铝合金在3.5%NaCl溶液中的耐蚀性。结果表明:通过该工艺可以在铝合金表面沉积一层致密的Ni-P层,镀层的自腐蚀电位比基体更正,自腐蚀电流密度更低,铝合金的耐蚀性得到提高。     

Mg-2Zn-0.5Ca-Y系镁合金在模拟体液和氯化钠溶液中的腐蚀行为和电化学性质

利用金相显微镜和扫描电镜测试Mg-2Zn-0.5Ca-Y系镁合金的金相结构及表面微观形貌,利用电化学测试系统测试铸态Mg-2Zn-0.5Ca-Y系镁合金在3.5%NaCl溶液和模拟体液中的电化学腐蚀性能,通过在3.5%NaCl溶液和模拟体液中的浸泡实验测试其腐蚀速率。Mg-2Zn-0.5Ca-Y系镁合金的微观腐蚀形貌表明,腐蚀行为并不一致,在浸泡实验后其腐蚀表面有大量的裂痕。稀土Y的加入能够提高其耐蚀能力,并且Mg-2Zn-0.5Ca-1.0Y 合金的耐蚀性较其他同系合金强。由于腐蚀保护层的存在,所有在模拟体液和氯化钠溶液中得到的极化曲线均显示出高容电流。在实验条件下的电化学阻抗曲线均有一个循环电容。出现高频率的循环电容的是由于稳定的双电层电容的存在。出现低频率的循环电容是由于自由区域的扩散控制膜。     

316L不锈钢、690合金在氢氧化钠溶液中的电化学性能

采用动电位极化、电化学阻抗和电容测量等方法研究了316L、690合金在NaOH溶液中的电化学行为及生成钝化膜的半导体性质.在NaOH溶液中,316L不锈钢存在明显的钝化区间;316L不锈钢、690合金在NaOH溶液中电化学阻抗谱的阻抗模值相近.动电位电化学阻抗谱(DEIS)表明,随扫描电位正移,钝化膜的阻抗在测试溶液中...     

等离子铬镍共渗层与氮化钛薄膜的耐蚀性

对低碳钢表面进行等离子铬镍共渗,在4Cr13不锈钢表面沉积氮化钛薄膜.对两种强化层及其基体进行电化学腐蚀性能测试.结果表明:在1 mol/L的H2SO4溶液中,铬镍共渗试样的耐腐蚀程度和氮化钛薄膜的相当,是4Cr13不锈钢试样的90倍,是低碳钢试样的120倍;在1 mol/L的NaOH溶液中,铬镍共渗试样的耐腐蚀性是4Cr13不锈钢试样的0.67倍,是低碳钢试样4.67倍,是氮化钛薄膜的3.67倍;在3.5％的NaCl溶液中,铬镍共渗试样的耐腐蚀性是低碳钢试样的2.3倍,是氮化钛薄膜的0.167倍,是4Cr13不锈钢试样的0.33倍.     

镍基超疏水表面的制备及其在海洋腐蚀防护中的应用

采用电化学沉积-表面修饰两步法在金属铜表面制备了镍基仿荷叶超疏水表面,采用扫描电子显微镜、X-射线衍射、X-射线光电子能谱、接触角测量仪等测试手段表征了所制备膜层的微观形貌、组成及润湿性,并基于Cassie模型理论分析了表面的润湿性与微观形貌间的相关性。在此基础上,采用电化学测试手段评价了所制备镍基超疏水膜在3.5%NaCl溶液中的腐蚀防护性能。结果表明:镍基超疏水膜可有效抑制金属基体的腐蚀过程,并提出了相应的腐蚀防护机制。     

纳米结构黑镍薄膜的电沉积制备及其电化学行为

采用电沉积方法制备具有整体纳米结构的黑镍镀层,并通过肉眼观察结合扫描电镜、X射线衍射等测试技术研究电沉积过程中的主要参数(电解液pH、搅拌速度、制备温度及电流密度)对镀层颜色及整体微观结构的影响。进一步采用动电位极化及电化学阻抗等电化学测量技术研究黑镍镀层在中性3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为及腐蚀机理。结果表明：黑镍镀层的颜色变化趋势决定于电沉积制备参数的选择;通过优化本工艺制备的黑镍镀层平均粒径约为50 nm。对比了近似条件下制备的光亮镍镀层,发现黑镍镀层在耐蚀性方面具有较大优势。     

镀锌层表面钝化膜在5%NaCl溶液中的腐蚀降解过程和半导体行为

采用扫描电化学显微镜(SECM)分析技术、电化学阻抗谱(EIS)和电容-电位测试研究了镀锌层表面钝化膜在质量分数5%NaCl溶液中的腐蚀降解过程和半导体行为。结果表明:浸泡过程中随着水和离子逐渐侵入钝化膜,钝化膜发生着缓慢的腐蚀降解,钝化膜在浸泡初期保持稳定,能够对基体金属起到较好的保护作用;钝化膜表现出n型半导体特征,随着浸泡时间的延长,Mott-Schottky曲线拟合直线的斜率逐渐减小,钝化膜载流子密度逐渐增大,表明钝化膜在浸泡过程中发生缓慢的腐蚀降解。     

经等离子体源渗氮的奥氏体不锈钢耐蚀性能研究

对AISI 316奥氏体不锈钢进行了450℃×6 h的等离子体源渗氮,获得了厚度约为17μm、氮浓度高达20%(原子分数)的面心立方γ_N相渗层。采用阳极极化和电化学阻抗谱(EIS)研究了γ_N相在3.5%NaCl溶液中的电化学腐蚀行为。结果表明,γ_N相的阳极极化曲线呈现出活化溶解-自钝化-过钝化溶解过程,γ_N相未发生点蚀。与奥氏体不锈钢原材料相比,γ_N相的自腐蚀电位高226 mV,钝化电流密度低了近一个数量级。钝化膜电化学阻抗谱的容抗弧直径增大,相位角变宽,采用等效电路R_s-(R_(ct)//CPE)拟合的电荷转移电阻R_(ct)增大,双电层电容C_(dl)降低,耐蚀性能显著提高。随着渗层浸入3.5%NaCl溶液中的时间的延长,γ_N相钝化膜的耐蚀性改善,发生点蚀的倾向性减小。