X80管线钢钝化膜在各种高浓度NaHCO3溶液中的电化学行为

采用动电位极化曲线、恒电位极化曲线、电化学阻抗谱(EIS)、Mott-Schottky分析等电化学方法研究了X80管线钢在各种高浓度的NaHCO₃溶液中形成钝化膜的电化学行为。结果表明, X80管线钢钝化膜的稳定性和耐蚀性会受到NaHCO₃溶液浓度的影响。钝化膜电化学性质随HCO₃^-浓度升高而降低;内层Fe₃O₄的厚度不随HCO₃^-浓度变化,推测其形成与成膜电位有关;内外膜层厚度比随HCO₃^-浓度的升高而增大,钝化膜的稳定性和耐蚀性主要受外层γ-Fe₂O₃的影响。根据点缺陷(PDM)理论的分析认为,NaHCO₃溶液浓度升高时钝化膜稳定性和耐蚀性的降低与溶液电导率的升高和HCO₃^-在缺陷点处吸附作用的增强有关。     

光电化学方法研究不锈钢钝化膜的局部破坏

建立了评价钝化膜稳定性的光电化学方法——电位台阶光电流测量和恒电位光电流响应测量。研究了铁素体高铬不锈钢25Cr和奥氏体不锈钢AISl304,316L,321在0.1mol/LNaCI溶液中钝化膜的局部破坏及十二烷基苯磺酸钠和癸胺对AISI304不锈钢孔蚀的抑制作用。结果表明:钝化膜破坏后光电流增加;电位台阶光电流测量得出光电流开始突增的电位值与钝化膜的击穿电位对应,钝化膜破坏后光电流i_(ph)随电极电位增加值△E_b的变化规律可以反映钝化膜破坏的本质;缓蚀剂的加入改变了AISI304不锈钢i_(ph)     

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。     

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。     

轧制纳米块体304不锈钢腐蚀行为的研究Ⅱ钝化膜保护性能

采用动电位极化曲线和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不锈钢在0.05mol/L H2SO4＋0.05mol/L Na2SO4溶液中钝化膜的保护性能;运用点缺陷（PDM）模型,分析了不同电位下在0.05mol/L H2SO4＋0.25mol/L Na2SO4溶液中两种材料形成钝化膜的半导体性质,阐述了导致两种钝化膜保护性能差异的根本原因.结果表明：两种材料表面钝化膜都具有n型半导体特征,氧空穴作为主要的载流子参与钝化膜的形成和溶解过程;钝化膜中载流子密度与钝化膜的形成电位之间满足幂指数关系,载流子在两种材料表面的钝化膜中的扩散系数非常接近,说明两种钝化膜遵从相似的形成和溶解机制,但轧制纳米块体304不锈钢中的载流子密度小于普通304不锈钢钝化膜中的载流子密度,从而使其钝化膜具有更好的保护性.     

2205双相不锈钢与316L奥氏体不锈钢钝化膜内点缺陷扩散系数的计算分析

应用电容测试法并借助于点缺陷模型（PDM）计算了2205双相不锈钢与316L 奥氏体不锈钢在NaCl溶液中所形成的钝化膜内点缺陷的扩散系数,利用实验测得钝化膜的稳态电流和PDM模型对计算结果进行了验证分析。通过两种计算方法得到点缺陷在2205双相不锈钢与316L奥氏体不锈钢钝化膜内的扩散系数约为10^-23cm²/s~10^-20 cm²/s数量级,并发现在模拟海水溶液中2205钢的扩散系数比316L钢小,氧空位所形成的点缺陷在2205钢的钝化膜内比316L钢扩散困难,从而使得2205不锈钢的钝化膜比316L不锈钢更加致密与完整,保护性能更好。     

不锈钢应力腐蚀敏感性和钝化膜引起的应力随电位变化的一致性

奥氏体不锈钢在沸腾MgCl2溶液中将形成纯化膜，拉伸试验样成膜之前的流变应力和成膜后屈服应力之差就是作用在整个试验上的平均膜致应力，用304不锈钢（1Cr18Ni9)测量了在不同电位下的沸腾MgCl2溶液中形成钝化膜所产生的膜致内应力，与此同时，用慢应变速率拉伸法测量了不同恒电位下的应力腐蚀敏感性，结果表明，如电位V≤－550mVsCE，则印化膜产生压应力，且不发生应力腐蚀，当电位V≥-500mVSCE后，钝化膜产生拉应力，应力增大，应力腐蚀敏感性也随膜致拉和升高而增大，因此，304不锈钢在沸腾MgCl2溶液中应力腐蚀敏感性随外电位的变化和腐蚀钝化膜引起的内应力随外电位的变化完全一致。     

316L不锈钢在不同pH值硼酸溶液中的电化学行为研究

采用动电位极化、电化学阻抗及Mott-Schottky技术研究了316L不锈钢在pH值分别为4,7和11的硼酸溶液中钝化膜的电化学行为,并对钝化膜成分进行了X射线光电子能谱分析。结果表明:316L不锈钢在酸性、中性和碱性硼酸溶液中均能形成稳定的钝化膜,且随p H值增加钝化电位区间减小,过钝电位显著下降。碱性硼酸溶液中316L不锈钢过钝电流显著增加。钝化膜完整性在中性硼酸溶液中最好,酸性溶液中最差。MottSchottky曲线结果表明,在酸性环境中随着电位的升高,钝化膜由n型向p型转变;在中性和碱性环境中,钝化膜半导体类型分别为n型和p型。这是由于随p H值增加,Cr的氢氧化物消失,钝化膜中Fe由Fe O(OH)转变为Fe_3O_4;在碱性环境下钝化膜中Cr_2O_3含量减少导致耐蚀性下降。     

点缺陷模型在2205双相不锈钢中的应用

采用电化学极化曲线和电化学阻抗技术对2205双相不锈钢在0.1%、1.0%及3.5%（质量分数,%）三种不同浓度的NaCl溶液中的腐蚀性能进行测试,采用点缺陷模型(PDM)对测试结果进行建模与分析。研究结果表明,2205双相不锈钢随着溶液浓度的升高抗点蚀能力下降,这是由于在钝化膜的生长过程中,氧离子缺陷产生于金属/膜界面,消耗于膜/溶液界面,而金属离子缺陷产生于膜/溶液界面,消耗于金属/膜界面;氧离子缺陷的迁移导致钝化膜的生长,而金属离子缺陷的迁移使得钝化膜发生溶解。同时,根据PDM模型理论并从金属相角度出发对2205不锈钢建立钝化膜溶解模型,可知2205双相不锈钢奥氏体相γ上的钝化膜可能比铁素体相α优先发生溶解。     

温度对X70钢在高pH值溶液中腐蚀行为的影响

采用动电位极化、电化学阻抗谱技术、Mott-Schottky等测试方法,研究了温度对X70钢在高pH值溶液 (0.5 mol/L Na₂CO₃+0.5 mol/L NaHCO₃) 中钝化膜性能和电化学腐蚀行为的影响。结果表明：随着温度升高,X70管线钢的点蚀电位降低,维钝电流密度和钝化膜的极化电阻减小。在实验温度范围内,钝化膜为Fe₂O₃和Fe₃O₄的混合物,半导体类型为n型半导体,且不随温度升高而改变。但是随着温度的升高,钝化膜缺陷密度增加,膜厚度减小,腐蚀倾向增大。因此,温度升高会降低钝化膜的稳定性,导致其保护作用下降。     

2205双相不锈钢和304不锈钢在氢氟酸溶液中缝隙腐蚀敏感性比较

采用缝隙腐蚀试样,通过浸泡实验以及循环极化、电化学阻抗、电化学噪声、恒电位测试等电化学方法,研究了2205双相不锈钢(2205DSS)和304不锈钢(304SS)在5%(质量分数)氢氟酸溶液中的缝隙腐蚀行为。结果表明,两种不锈钢在氢氟酸溶液中都发生了缝隙腐蚀,但2205双相不锈钢腐蚀形成的蚀坑较浅,而304不锈钢腐蚀形成的蚀坑较深,且腐蚀面积更大。电化学测试结果表明,2205DSS的临界缝隙腐蚀电位E_(crev)和再钝化电位E_(rp)都高于304SS的,滞后环的面积也更小,钝化膜电阻和缝隙腐蚀发生时的电荷转移电阻也更大。2205DSS的白噪声水平更小,缝隙腐蚀反应更慢。同时,在相同外加电位下,2205DSS的缝隙腐蚀诱导期更长,缝隙腐蚀发生时电流更小,2205DSS的抗缝隙腐蚀能力优于304SS,这主要与两种材料表面所成钝化膜的组成和性能不同有关。     

电子散斑干涉技术测量304不锈钢点蚀电位的方法研究

采用动电位扫描技术测量304不锈钢在3.5%NaCl溶液中不同电位扫描速率下的极化曲线,用电子散斑干涉技术(ESPI)结合动电位扫描测量304不锈钢在不同浓度、温度和pH值的NaCl溶液中的点蚀电位。结果表明,电位扫描速率为0.3～6 mV/s时,其对304不锈钢在NaCl溶液中的自腐蚀电位和点蚀电位以及滞后环的大小的影响较小。电子散斑干涉技术测量的点蚀电位表明304不锈钢的点蚀敏感性随着溶液浓度和温度的增加而增大,随着溶液pH值的增加而减小。     

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。     

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.     

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.     

表面粗糙度对硝酸钝化304不锈钢点蚀行为影响

采用动电位扫描、电化学阻抗谱和电化学噪声等方法研究了不同表面粗糙度的304不锈钢在体积分数10%HNO3溶液中钝化后的耐蚀性。结果表明,随304不锈钢钝化前表面粗糙度从0.25μm降到0.10μm,电荷转移电阻从6.51kΩ·cm2上升到19.17kΩ·cm2,电位标准偏差和电流标准偏差降低,而噪声电阻增大;随表面粗糙度的增大,试样电位和电流的功率密度曲线线性部分的斜率均出现增大,谱噪声曲线线性部分的斜率下降,表明在光滑的不锈钢表面更容易形成致密稳定且耐腐蚀性强的氧化膜,硝酸钝化能显著改善304不锈钢耐点蚀性能。     

PO43-对304不锈钢在氯离子水溶液中小孔腐蚀形核过程的影响

利用动电位循环扫描的方法研究了PO₄^3-对304不锈钢亚稳态孔蚀及稳定孔蚀形核与生长阶段的影响。随着PO₄^3-浓度的增大,亚稳态孔蚀电位E_m和稳定孔蚀电位E_b值均增大,即PO₄^3-浓度的增大,抑制了亚稳态孔蚀和稳定孔蚀的形核。PO₄^3-增加导致亚稳态孔蚀的平均生长速度和电流峰值降低,从而增大了亚稳态孔蚀转化为稳定孔蚀的难度,抑制了稳定孔蚀形核。但PO₄^3-增加导致孔蚀再钝化电位E_p降低,使充分发展的稳定蚀孔更难于再钝化,其原因可能是磷酸盐膜在小孔孔口的沉淀会促进蚀孔生长的稳定性。     

电位扫描速率对测试304不锈钢腐蚀行为的影响

采用动电位极化测量技术测量304不锈钢在3.5%NaCl水溶液中不同电位扫描速率下的极化曲线,并且采用Tafel直线外推法测定了该钢的自腐蚀电流密度、自腐蚀电位、自腐蚀速率以及不锈钢钝化膜的击破电位。结果表明,在3.5%NaCl溶液中,随着电位扫描速率的增大304不锈钢钝化膜的击破电位降低,自腐蚀电流密度增大,自腐蚀电位负移。     

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.     

pH值对高盐废水罐用304不锈钢的点蚀行为影响

为了研究高盐废水pH值对304不锈钢点蚀行为的影响,本文选择pH值为3,6.8和12.6的3种高盐废水溶液,对其进行了循环极化曲线、Motty-Schotty曲线(M-S)和扫描振动电极技术(SVET)的研究。结果表明:304不锈钢的钝化膜在酸性溶液中具有N型半导体的性质,在中性和碱性溶液中具有P型半导体性质;在pH值为3的溶液中的循环极化曲线上的滞后环率先出现,并且滞后环面积最大,说明304不锈钢在酸性溶液中点蚀的扩展速率最大;另外,SVET数据显示在酸性溶液中的电流密度最大,且随腐蚀时间增加而增大;腐蚀后SEM形貌也证实了此结论。