稀土元素添加对铁基非晶复合材料腐蚀行为影响

采用工业原料经包覆剂(CaO-Fe₂O₃-SiO₂)处理制备Fe-15Mn-5Si-14Cr-0.2C非晶复合材料棒状试样,添加稀土元素Ce、Dy及Ce+Dy,通过XRD研究稀土元素对微观组织的影响;采用电化学工作站三电极体系测试试样在1mol/L的HCl及1mol/L的NaOH中的腐蚀行为。结果表明：合金在添加稀土元素的组织依然为非晶复合材料(过冷奥氏体相CFe_15.1+ 铁素体相Fe-Cr),加入1%Ce的试样在HCl及NaOH的耐蚀性均为最佳,在HCl中自腐蚀电位为-0.16205V,自腐蚀电流密度为7.6999×10^₈A.cm^_-2,极化阻值达到9.5774×10^₈Ω.cm^₂,在NaOH自腐蚀电位和自腐蚀电流密度为-0.1839V,1.7453×10^_-8A.cm^_-2,极化阻值为7.1574×10^₈Ω.cm^₂,耐蚀性远优于AISI304,是潜力巨大的耐蚀材料。     

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。     

抗坏血酸缓蚀剂对Q235钢耐蚀性能的影响

采用失重法研究L-抗坏血酸缓蚀剂在生产二苯甲酰甲烷的废水中对Q235钢缓蚀性能的影响。用电化学法研究缓蚀剂膜的自腐蚀电流密度、极化腐蚀电流密度和极化阻抗。用SEM研究存在与不存在缓蚀剂膜的Q235钢在极化腐蚀前后的形貌变化。结果表明,在50℃的废水中,L-抗坏血酸的较适宜量0.100g/L;缓蚀剂成膜较适宜时间24h,其缓蚀效率达79%。当存在缓蚀剂膜时,Q235钢自腐蚀电流密度从5.46×10~(-5) A/cm~2降至3.81×10-8 A/cm~2;在0.400V过电势下,极化腐蚀电流密度从6.41×10~(-3) A/cm~2降至4.10×10~(-6) A/cm~2;极化阻抗从198.6Ω·cm~2增加至7546.3Ω·cm~2。SEM测试表明,在0.400V过电势下,无缓蚀剂膜的Q235钢腐蚀十分严重,有缓蚀剂膜的Q235钢几乎不腐蚀。     

不同催化剂对镁合金表面SiO_2-ZrO_2涂层耐蚀性的影响

镁合金表面溶胶凝胶涂层存在易析出氢气、涂层缺陷多及防腐性能提升不明显等问题。为改善这些问题利用Ce(NO_3)_3催化制得SiO_2-ZrO_2溶胶并旋涂3层于AZ91D镁合金表面,并与HCl催化制得的镁合金表面SiO_2-ZrO_2溶胶涂层进行对比分析。采用扫描电镜和傅里叶红外光谱等分析涂层微观形貌和化学成分;通过接触角测试涂层亲疏水性;利用极化曲线和电化学阻抗谱对比研究不同催化剂加入的溶胶凝胶层在3.5%NaCl溶液中的耐腐蚀性能。结果显示:与HCl催化制得的镁合金表面SiO_2-ZrO_2溶胶涂层相比,Ce(NO_3)_3催化制得的涂层表面微观缺陷少;接触角由84.2°增大到93.5°;同镁合金基体自腐蚀电流密度1.480×10~(-4) A/cm~2相比,HCl催化和Ce(NO_3)_3催化涂层的自腐蚀电流密度分别为2.562×10~(-6) A/cm~2和7.821×10~(-7) A/cm~2,其耐蚀性提升明显;HCl和Ce(NO_3)_3催化涂层阻抗极化电阻值由镁合金基材的224.9Ω分别增大至4 401Ω和53 888Ω,HCl催化涂层的失效时间为1 d,Ce(NO_3)_3催化涂层失效时间延长为3 d。可见,两种催化剂制备的涂层,Ce(NO_3)_3催化涂层防护更持久,耐蚀性更好。     

表面纳米化对铜镁合金电化学腐蚀行为的影响

为获得高强高导耐蚀铜合金接触线,以Conform态细晶铜镁合金(Cu-0.4%Mg(质量分数))为对象,研究高速旋转丝表面纳米化对其耐蚀性的影响。利用光学显微镜(OM)、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)分析试样的显微组织,并借助电化学工作站研究其电化学腐蚀行为。结果表明:伴随位错胞及孪晶的形成,铜镁合金表层晶粒细化至400 nm;表面纳米化后铜镁合金在NaOH溶液中会出现明显的活化-钝化-过钝化过程,其耐蚀性有所改善,腐蚀电流密度J_(corr)由5.347×10~(-5) A/cm~2减小至1.365×10~(-5) A/cm~2,自腐蚀电位φ_(corr)由-0.470 V提高至-0.415V。此外,提高OH–浓度会加剧腐蚀,但延长浸泡时间有利于钝化膜的形成,降低腐蚀速率。     

液相等离子体电解硼碳共渗AZ31镁合金的组织与性能

采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、显微硬度计和电化学方法研究了液相等离子体电解硼碳共渗(PEB/C)AZ31镁合金表层的组织与性能。结果表明:PEB/C处理使AZ31镁合金表面形成具有沟壑形貌特征的熔体组织,且熔体组织随PEB/C电压的升高而增多;PEB/C处理AZ31镁合金表层组织由MgO、MgC_2、Mg_2C_3和Mg(BO_2)_2相组成,试样表面硬度增加,且随PEB/C电压的增加呈现"先增加后减小"的变化趋势,PEB/C电压为90 V时,表面硬度达到最大值,由未处理的75.8 HV0.1增加至125.4 HV0.1;PEB/C处理使AZ31镁合金的耐蚀性提高,且随着PEB/C电压的升高,自腐蚀电流密度降低、极化电阻增加,PEB/C电压增加至130 V时,自腐蚀电流密度由未处理的2.396×10~(-4)A/cm~2降低至6.228×10~(-5)A/cm~2,极化电阻由未处理的9.354×10~4Ω增加至3.533×10~5Ω。     

恒载荷下的微弧氧化后7050铝合金在不同pH值NaCl溶液中的腐蚀行为

目的研究pH值对恒载荷下微弧氧化后铝合金腐蚀行为和耐蚀性的影响。方法采用恒载荷应力环,研究微弧氧化后的7050铝合金(AA7050)在不同pH值3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为。采用动电位极化曲线和原位电化学阻抗谱(EIS),评价pH值对恒载荷下的微弧氧化后AA7050耐蚀性的影响,以及在不同pH值的3.5%NaCl溶液中膜层的腐蚀过程,并建立相应的等效电路模型。结果恒载荷试验结束后,在pH=7的溶液中,试样表面的微弧氧化膜基本完整,表面覆盖一层腐蚀产物;在pH=3的溶液中,试样表面膜层部分被腐蚀;在pH=13的溶液中,试样表面膜层已经完全脱落。腐蚀初期,在pH为3、7和13的溶液中,试样的低频阻抗模值分别为35 000、90 000、500Ω·cm~2,其腐蚀电位分别为–1.41、–1.43、–1.46 V,腐蚀电流密度分别为2.85×10~(–5)、9.17×10~(–6)、1.75×10~(–4) A/cm~2。恒载荷实验后,在pH为3、7和13的溶液中,试样的伸长率分别为3.41%、3.98%、1.63%。结论溶液的pH值对恒载荷下微弧氧化后AA7050的耐蚀性和塑性产生了显著的影响。在pH=7的溶液中,微弧氧化铝合金的耐蚀性和塑性最好,在pH=3的溶液中次之,在pH=13的溶液中最差。根据试样的EIS,整个腐蚀阶段被分为腐蚀初期、中期、后期三个阶段。腐蚀初期,在不同pH的溶液中,微弧氧化试样的耐腐蚀性先降低后提高。腐蚀中期,耐蚀性先下降后稳定,在pH=13的3.5%NaCl溶液中,试样膜层完全剥落。腐蚀后期,在不同pH的溶液中,微弧氧化试样的耐蚀性再次下降。     

稀土镧对AZ91D镁合金组织及耐蚀性的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)及动电位极化测试等手段研究了稀土镧添加量对AZ91D镁合金组织和耐蚀性的影响。结果表明:镧的添加使AZ91D镁合金组织细化,β-Mg_(17)Al_(12)相的体积分数减小,并且由连续网状分布变为断续、弥散分布,同时生成新的稀土相Al_(11)La_3,其腐蚀速率明显降低,自腐蚀电位和耐蚀性得到提高。当镧的质量分数为1.0%时,镁合金的腐蚀速率为0.157mg·cm~(-2)·h~(-1),约为AZ91D镁合金的58%;腐蚀电流密度为8.8×10~(-4) A·cm~(-2),相对于AZ91D镁合金的显著降低;自腐蚀电位为-1 429mV(SCE),相比于AZ91D镁合金的自腐蚀电位提高了95.4mV。     

(Zr_(0.55)Cu_(0.30)Al_(0.10)Ni_(0.05))_(99)Y_1非晶合金的腐蚀行为

通过浸泡法和动电位极化法研究了锆基非晶合金(Zr_(0.55)Cu_(0.30)Al_(0.10)Ni_(0.05))_(99)Y_1的腐蚀行为。试样在3.5%的NaCl溶液中浸泡49h后肉眼观察到点蚀,在1mol/L的H_2SO_4和1mol/L的NaOH溶液中浸泡434.5h后肉眼未观察到明显腐蚀。在3种腐蚀介质中的动电位极化曲线均显示了钝化区,耐腐蚀性较好。在3.5%的NaCl溶液中自腐蚀电位最低,为-0.323V_(SCE),腐蚀电流密度最高,为7.6×10~(-5 )A/cm~2,钝化区范围最窄,为0.438V,耐腐蚀性最差。其次是在1mol/L的NaOH溶液中,在1mol/L的H_2SO_4溶液中耐腐蚀性最好。     

Fe-15Mn-5Si-14Cr-0.2C非晶钢微观组织与腐蚀行为

采用水冷铜坩埚磁悬浮熔炼-铜模负压吸铸法制备了Fe-15Mn-5Si-14Cr-0.2C非晶复合材料棒状试样,通过XRD和EBSD对合金的微观组织进行表征,并研究试样室温压缩力学性能;采用电化学工作站三电极体系测试试样在人工海水中的腐蚀行为,并利用SEM和EDS观察和分析电化学腐蚀后的形貌及腐蚀产物。结果表明,Fe-15Mn-5Si-14Cr-0.2C非晶复合材料试样组织由非晶相+晶体相(CFe15.1过冷奥氏体相和Fe-Cr铁素体相)组成,试样在室温环境下的综合力学性能优异,屈服强度、断裂强度和塑性应变分别为978 MPa、2645 MPa和35.8%。试样在人工海水中表现出良好的耐蚀性,与304不锈钢相比,Fe-15Mn-5Si-14Cr-0.2C非晶复合材料自腐蚀电位大,自腐蚀电流密度低,极化电阻高,容抗弧半径大且只有一个高频容抗弧,只受电极电位的影响,腐蚀的动力学速率低,钝化膜稳定致密,具有成为新一代海洋工程耐蚀材料的潜力。     

纯钛表面微弧氧化TiO_2-B_4C复合陶瓷膜耐磨耐蚀性研究（英文）

采用微弧氧化工艺,并掺杂B_4C颗粒来制备耐磨耐蚀性优异的复合陶瓷膜,系统研究掺杂B_4C含量对陶瓷膜微观形貌、物相组成、与基体结合力、显微硬度、粗糙度、耐磨性与耐蚀性的影响。结果表明:相比TiO_2陶瓷膜,掺杂B_4C颗粒的复合陶瓷膜更均匀致密,且由金红石型TiO_2、锐钛矿型TiO_2和B_4C组成。随B_4C浓度增大,陶瓷膜的膜层结合力、耐磨性与耐蚀性均先增强后减弱。由于具有最致密的表面形貌,TiO_2-0.9B_4C复合陶瓷膜的膜层结合力最大,为22.6 N。TiO_2-0.9B_4C复合陶瓷膜的破损时间最长,磨痕宽度最小,分别为19.24 min和384.53μm,耐磨性最好,其磨损机理为磨粒磨损与疲劳磨损。其自腐蚀电位与极化电阻最大,腐蚀电流密度最小,分别为-213.38 mV、5.47×10~4Ω·cm~2和2.37×10~(-6)A·.cm~2,耐蚀性最好。由Bode相图可知,陶瓷膜均由致密内层和疏松表层组成。     

电场辅助镁铁类水滑石膜的制备及耐蚀性研究

目的在纯镁表面制备镁铁类水滑石膜,提高其在模拟体液中的耐蚀性。方法将纯镁基体在Fe~(2+)/CO_3~(2–)溶液中预处理后,再放入pH为10的碱性溶液中,同时让试样作阳极,施加电流辅助成膜,通过控制电流大小和成膜时间,研究电场对膜层质量的影响规律。利用扫描电子显微镜和X射线衍射仪表征镁铁类水滑石膜的表面形貌和物相组成,通过电化学实验(极化曲线及交流阻抗)研究膜层的耐腐蚀性能。结果不同电场条件下均在纯镁表面制得镁铁类水滑石膜,随着电流增大,时间延长,膜层质量和耐蚀性呈先提高后下降的变化规律,当电流为50 mA,时间为1 h时,制备的膜层质量和耐蚀性最好。电场环境可有效促进反应的进行,极大地缩短了时间,改善了制备工艺。最佳工艺条件下制备的膜层试样腐蚀电流密度为9.24×10~(-6)A/cm~2,约为纯镁基体(1.09×10~(-4)A/cm~2)的1/10,低频区Z模值约为2410Ω·cm~2,约为基体(668Ω·cm~2)的4倍。结论采用电场辅助工艺,成功在纯镁表面制得镁铁类水滑石膜。通过此工艺可缩短膜层制备的时间,且制备的膜层可有效提高纯镁基体在模拟体液中的耐蚀性。     

热镀锌钢表面铈转化膜的表征与腐蚀电化学行为

将热镀锌钢在20 g/L Ce(NO3)·6H2O溶液(pH=4,25℃)中处理10s~24 h,获得铈转化膜试样.应用极化曲线和电化学交流阻抗谱(EIS)研究铈转化膜试样和空白热镀锌试样在5%NaCl溶液中的耐蚀性能.利用扫描电镜(SEM)和X射线光电子能谱(XPS)研究转化膜的形貌和组分.结果表明:经硝酸铈溶液处理后的镀锌钢板,其腐蚀电流密度下降,极化电阻升高,同时,锌腐蚀过程中的阳极和阴极反应受到抑制,腐蚀保护效率显著提高;低频阻抗值随成膜时间的增加而先增大后减小,表明腐蚀电解质在转化膜层孔隙中扩散的难易程度先增加后下降;当成膜时间在30 min～1 h之间时,所得转化膜的阻抗值最大可达8~9 kΩ·cm2,耐蚀性最佳.铈转化膜随处理时间的增加首先在锌晶粒晶界附近发生开裂,逐渐形成"干涸的河床"样形貌.铈转化膜含铈、锌、氧等元素,主要由CeO2、Ce(OH)4(或CeO2·2H2O)、ZnO和少量Ce2O3、Ce(OH)3(或Ce2O3·2H2O)等混合组成.     

多弧离子镀-磁控溅射复合技术制备TiCN薄膜的耐蚀性研究（英文）

采用多弧离子镀-磁控溅射复合技术在AISI304不锈钢基体表面于Ar和N_2混合气氛下共溅射钛靶和石墨靶制备了TiCN薄膜,研究了占空比对TiCN薄膜结构和在3.5%NaCl(质量分数)中耐蚀性的影响规律。结果表明:所沉积的TiCN薄膜表面光滑、均匀致密,主要形成具有Ti-(C,N)键的fcc-TiN型结构和少量的α-CN_x化合物,并随着占空比的增加表现出(111)晶面择优取向。TiCN薄膜相比于基体表现出更好的耐蚀性能,且随着占空比的增大,薄膜的耐蚀性逐渐提高。当占空比为40%时,TiCN薄膜表现出最为优异的抗腐蚀性能,其自腐蚀电流密度(i_(corr))和极化电阻(R_p)分别为3.262×10~(-7)A·cm~(-2)和238.4kΩ·cm~2。薄膜的阻抗谱显示腐蚀离子的渗透行为和局部腐蚀过程是影响电极体系腐蚀反应过程中的主要动力学因素,这与极化曲线的分析结果相一致。     

直流与脉冲电沉积Ni-Cr合金镀层的结构及耐蚀性

用直流电沉积(DC)、脉冲电沉积(PC)技术在低碳钢表面制备Ni-Cr合金镀层,采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)等方法,研究了电沉积方式对合金镀层晶粒结构和表面形貌的影响;用浸泡法和电化学极化法测试了合金镀层在3.5%(质量分数)Na Cl溶液中的耐蚀性。结果表明,电沉积方式对镀层结构和性能有较大影响:PC方式得到的合金镀层,其纳米晶尺寸更小(由45 nm减小为26 nm),镀层表面致密性更高;表现在性能上,与DC相比,PC合金镀层的显微硬度更大(由7000 MPa增加到8250 MPa),耐蚀性更好(自腐蚀电位由–0.624V正移到–0.477 V,腐蚀电流密度由1.911×10~(-4)A/cm~2减小到2.587×10~(-5) A/cm~2)。     

电沉积Ni-Sn-Mn非晶镀层镀液组分优化及耐蚀性

为了提高低碳钢在海洋环境中的耐蚀性,采用脉冲电沉积技术在Q235钢表面制备Ni-Sn-Mn合金镀层,通过正交试验方法对镀液组分进行优化。利用扫描电镜(SEM)及附带的能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、Tafel曲线和电化学阻抗谱(EIS)等方法对镀层表面形貌、元素含量、相结构及耐蚀性进行分析。结果表明:脉冲电沉积Ni-SnMn镀层最优镀液组分为:10 g/L SnCl_2·2H_2O、55 g/L NiSO_4·6H_2O、50 g/L MnSO_4·H_2O和160 g/L Na_3C_6H_5O_7·2H_2O。最优镀液组分条件下制备的镀层为非晶态结构,镀层表面胞状颗粒均匀致密。镀层中Ni、Sn、Mn的质量分数分别为68.59%、21.57%、9.84%。与Ni-Sn镀层相比,Ni-Sn-Mn镀层在3.5%NaCl溶液中的自腐蚀电位(-0.346 V)更正,自腐蚀电流密度(2.816×10~(-8) A/cm~2)更低,电荷转移电阻(12 580Ω·cm~2)更大,耐蚀性更好。     

无机酸掺杂聚邻甲苯胺涂料的制备及性能

采用化学氧化聚合法,以邻甲基苯胺为单体,过硫酸铵为氧化剂,HCl、HClO_4、H_2SO_4为掺杂剂合成了掺杂态聚邻甲基苯胺。通过紫外、红外光谱对聚邻甲基苯胺的结构进行表征。对于涂覆含有本征态聚邻甲基苯胺(POTEB)或掺杂聚邻甲基苯胺/环氧树脂(EP)复合涂料的冷轧钢片涂层试样,测定了其物理性能和在3.5%(质量分数,下同)NaCl溶液中的电化学行为。结果表明,硫酸掺杂聚邻甲基苯胺(POT-H_2SO_4)涂层的耐蚀性优于其他涂层的,POT-H_2SO_4涂层的腐蚀电流最低(2.108×10~(-7)mA/cm~2),腐蚀电位最高(-0.596V),电化学阻抗幅值达到4×105Ω·cm2。     

AZ31镁合金铈转化膜在NaCl溶液中的腐蚀性研究

对AZ31镁合金表面进行稀土铈转化成膜处理,采用扫描电镜、失重法、电化学测试研究了AZ31镁合金铈转化膜在0.05mol/LNa Cl溶液中的腐蚀行为。结果表明:经过成膜处理72 h后,试样的腐蚀速率稳定在0.122 mg·cm~(-2)·h~(-1),而未经成膜处理的镁合金腐蚀速率为0.4583 mg·cm~(-2)·h~(-1)。腐蚀电位先增加后减小,而腐蚀电流密度先减小后增大。腐蚀4h后,腐蚀电位为-1.432 V,腐蚀电流密度为1.393×10~(-1)μA·cm~(-2)。     

镁合金表面无机-有机杂化硅膜的制备及其防护性能研究

通过在正硅酸乙酯水解过程中加入硅烷偶联剂得到了杂化硅溶胶,进而采用提拉法在AZ31镁合金表面制备了无机-有机杂化硅膜。利用SEM和AFM观察了膜层的表面形貌,利用XPS和FT-IR分析了膜层的组成,通过动电位极化曲线和EIS研究了膜层的防护性能。结果表明,杂化膜层均匀、致密,完整覆盖在镁合金基体表面;杂化膜层的阻值(1.717×10~4Ω·cm~2)大于传统铬酸盐转化膜的阻值(1.611×10~4Ω·cm~2),样品的腐蚀电流密度相对于裸金属的下降了约2个数量级。硅烷偶联剂的位阻效应可以有效调节传统的正硅酸乙酯水解缩聚过程,使形成的杂化硅溶胶在成膜时不易产生团簇,保证了膜层的致密完整,从而能够很好地阻挡腐蚀介质的渗透,对镁合金发挥良好的防护作用。     

石墨烯浓度对镁基陶瓷膜生长及耐蚀性的影响

目的研究石墨烯浓度对AZ91D镁合金微弧氧化陶瓷膜生长及耐蚀性的影响。方法通过超声分散获得石墨烯分散液,添加到锆盐体系电解液中,采用微弧氧化技术,在AZ91D镁合金表面制备微弧氧化陶瓷膜。采用SEM、EDS对陶瓷膜微观结构进行分析,采用XRD对陶瓷膜物相组成进行分析,采用电化学工作站测量陶瓷膜在3.5%NaCl溶液中的极化曲线,并对其耐蚀性进行分析。结果随着石墨烯浓度增加,陶瓷膜微孔中的C含量先增加后减小,微孔外的C含量增加,陶瓷膜表面孔径和粗糙度先减小后增加,孔隙率增加,厚度几乎没有变化。并且石墨烯浓度对陶瓷膜相成分没有影响,主要相组成为MgF_2、ZrO_2、MgO和Mg_2Zr_5O_(12)。与未添加石墨烯的试样相比,添加石墨烯后,腐蚀电流密度降低了1～2个数量级,极化电阻增加了1～2个数量级。在石墨烯质量浓度为0.15g/L时,陶瓷膜表面微孔孔径达到最小,腐蚀电流密度最小,为9.46×10~(-7)A/cm~2,极化电阻最大,为1.95×10~6W·cm~2,耐蚀性最好。结论一定浓度石墨烯能够减小微弧氧化陶瓷膜微孔孔径,增加孔隙率,提高陶瓷膜的耐蚀性。