USSP表面纳米化Fe-20Cr合金的腐蚀性能及机制研究

利用电化学方法，结合XRD、EDX、SEM和EPMA等表面分析技术，研究了经超声喷丸表面纳米化的Fe-20Cr合金在0．05mol/L H2SO4 0.5mol/L NaCl溶液中的腐蚀性能。结果表明，纳米化后合金的耐蚀性能降低。相对于粗晶合金，纳米材料晶粒的细化、钝化金属中Cr元素分析的均匀性降低以及超声喷丸技术在制备纳米晶过程中所带来的残余应力是纳米材料耐蚀性能降低的原因。     

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。     

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。     

溅射Co—Cr—Al—Y涂层的结构

研究了平面磁控溅射Co-30Cr-6Al-0.5Y涂层的结晶组织及溅射参数对它的影响。结果表明,溅射层由hcp ε-Co或fcc α-Co钴固溶体与极少量βCoAl相组成。ε-Co在〈100〉,fcc α-Co在〈110〉方向有择优取向,晶体类型和择优取向程度与溅射条件有关。溅射时样品在靶前固定,则溅射层晶粒细,结构致密,表面光洁度好;样品在靶前旋转,则结果相反。     

添加纳米锌粉环痒涂层腐蚀电化学行为

用电化学阻抗谱(EIS)技术研究了添加不同质量 百分比浓度的纳米锌粉环氧涂层的腐蚀电化学行为，并与环氧清漆(不含颜料)涂层的腐蚀电化学行为进行对比.结果表明，添加不同质量百分比浓度纳米锌粉环氧涂层与环氧清漆涂层具有不同的电化学阻抗谱特征.纳米锌粉的添加量对涂层的防护性能有显著影响，添加不同质量百分比浓度纳米锌粉环氧涂层防腐蚀性能的优劣顺序为：环氧清漆涂层>20mass%>10mass%>2mass%纳米锌环氧涂层.添加纳米锌粉对环氧涂层的防护性能有2方面的影响：一方面使涂层中的微观缺陷大大增多，涂层的防护性能降低；另一方面，由于锌粉的腐蚀产物可将涂层中部分缺陷堵塞，从而对涂层的防护性能有提高作用.由于在所研究的质量百分比浓度范围内(2mass%～20mass%)，前者起了主导作用，所以综合作用的结果是使涂层的防护性能变差.  s.     

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｡     

钝性纳米金属材料的电化学腐蚀行为研究:钝化膜生长和局部点蚀行为

与同成分的传统粗晶材料相比,纳米晶材料的腐蚀电化学行为发生显著改变.纳米化会影响材料表面形成钝化膜的各种性能,但关于纳米化如何影响决定其腐蚀行为的钝化膜生长机制以及点蚀行为目前尚不明确.本文综述了近期针对纳米晶材料在含Cl-的常温水溶液中的钝化膜生长及点蚀行为2个动态历程的研究结果,发现纳米化通过促进钝化膜的形核过程并提高钝化膜的生长速度,从而改善了钝化膜的致密性.纳米化改变了点蚀的萌生位置,抑制了稳态点蚀的形成和生长过程,从而提高材料抗局部腐蚀的能力.     

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.     

硬脂酸封孔处理纳米TiN的涂层电化学腐蚀行为

因制备特点,反应等离子喷涂制备的陶瓷涂层不可避免存在孔隙、微裂纹等缺陷,影响了涂层性能的发挥.为了提高反应等离子喷涂纳米TiN涂层的耐腐蚀性能,用硬脂酸对涂层进行了封孔处理.采用Gamry电化学工作站研究了封孔处理后TiN涂层腐蚀不同时间的电化学腐蚀行为,分析了涂层的腐蚀过程.结果表明,硬脂酸封孔涂层具有较大的腐蚀电阻,较小的腐蚀电流和腐蚀速率,封孔处理显著提高了TiN涂层在海水中的耐腐蚀性能.     

HOT CORROSION BEHAVIOR OF K38G ALLOY AND ITS SPUTTERED NANOCRYSTALLINE COATING BY PRE-DEPOSITED SULFATE AT 900℃

The sputtered nanocrystalline coating of K38G alloy was obtained by magnetron sput-tering. The hot corrosion behaviors of cast K38G alloy and its sputtered nanocrys-talline coating by pre-deposited 75wt%Na2SO4 25wt%K2SO4 at 900℃ were studied. The results indicated the occurrence of internal sulfidation in the cast K38G alloy with pre-deposited sulfattes of 0.8 and 3.0mg/cm2. However, the internal sulfidation was not observed in the coating with pre-deposited 0.8mg/cm2 sulfate. The hot corrosion resistance of K38G alloy was clearly enhanced through nanocrystallinzation, although the internal sulfides were still formed for the coating with sulfate deposit of 3mg/cm2. The relevant hot corrosion mechanism was also discussed.     

溅射IN738纳米晶涂层的涂盐热腐蚀行为

通过磁控溅射方法在IN738合金上溅射了一层与基体同成分的纳米晶涂层,研究了铸态IN738合金及其纳米晶涂层在900℃涂有75%Na2SO4+25%K2SO4的热腐蚀行为.结果表明:纳米晶涂层能生成一层连续的Al2O3内层,提高了合金的抗热腐蚀性能.     

在600℃～700℃固态NaCl和水蒸气综合作用下K38G及其纳米晶涂层的腐蚀行为

用磁控溅射方法在K38G合金上溅射了一层与其成分相同的纳米晶涂层，研究了铸态合金及其纳米晶涂层在600℃～700℃固态NaCl和水蒸气综合作用下的腐蚀行为．结果表明，纳米晶涂层的腐蚀增重比铸态合金的大，抗腐蚀能力反而下降．讨论了铸态合金和纳米晶涂层的腐蚀机理．     

溅射Ni-8Cr-3.5Al纳米晶涂层的抗高温氧化行为

对Ｎｉ－８Ｃｒ－３．５Ａｌ质量分数,％合金及其纳米晶涂层进行了１０００℃空气中高温氧化研究。结果表明：Ｎｉ－８Ｃｒ－３．５Ａｌ纳米晶涂层的抗高温氧化性能优于Ｎｉ－８Ｃｒ－３．５Ａｌ合金。这主要在于Ｎｉ－８Ｃｒ－３．５Ａｌ纳变涂层表面生成了具有分层结构含一连续α－Ａｌ２Ｏ３内层的氧化膜,而Ｎｉ－８Ｃｒ－３．５Ａｌ合金则生成了由Ｃｒ２Ｏ３内氧化物组成的氧化膜。讨论了涂层氧化膜的生成过程。     

溅射纳米晶IN738合金涂层的抗循环氧化行为

研究了高温合金IN738及其溅射纳米晶涂层的抗循环氧化行为,结果表明：纳米晶涂层在950℃的抗循环氧化性能比铸态合金好,纳米晶涂层氧化时形成双层的外氧化膜,其内层为连续的Al2O3氧化层,具有了的保护性和粘附性,提高了合金抗循环氧化性能。     

纳米化对M38高温合金电化学腐蚀行为的影响

    通过动电位极化曲线和Mott-Schottky分析电化学方法,研究了M38合金纳米涂层在3.5% NaCl溶液中的电化学腐蚀行为.结果表明,在3.5% NaCl溶液中,纳米化虽然没有改变合金表面钝化膜的半导体类型(p型),但是改善了钝化膜的致密性,降低了钝化膜中的载流子密度,提高了钝化膜的稳定性,所以,M38纳米涂层更耐氯离子侵蚀.     

纳米化对K38G合金900℃涂盐热腐蚀行为的影响

通过磁控溅射方法在K38G合金上沉积了一层与其同成分的纳米晶涂层。研究了铸态肥8G合金及其纳米晶涂层在900℃的涂盐(盐的成分为75％Na2SO4 25％K2SO4)热腐蚀行为。结果表明：当涂薄盐膜时(0．8mg／cm^2)，纳米晶涂层表面生成一层连续的Al2O3膜，消除了内硫化；当涂厚盐膜时(3mg／cm^2)，纳米晶涂层表面氧化产物为Al2O3、Cr2O3和TiO2混合氧化物，虽然没有消除内硫化，但纳米晶涂层仍然提高了合金的抗热腐蚀性能。并讨论了纳米晶涂层的抗热腐蚀机理。