表面粗糙度对316L不锈钢亚稳态孔蚀行为的影响

用恒电位和动电位下的电流-时间记录法研究了表面粗糙度 对316不锈钢亚稳态孔蚀行为的影响.结果表明,表面粗糙度增大使亚稳孔的形核数明显增 加,亚稳孔电流峰值也有所增大,亚稳孔生长速度则略有下降.提出了一个表征表面沟槽“ 开放度”的参量w/d,w/d值越大则表面越平坦,亚稳态小孔越难于形核.一定的电位和溶 液条件下存在一个临界w/d值,只有w/d值低于此临界值的表面才能形成亚稳态小孔.随w/d 值增大,亚稳态孔蚀电位Em和稳定孔蚀电位Ep都逐渐正移.用w/d值定性解 释了表面粗糙度与亚稳态小孔形核速率、峰值电流和生长速度之间的关系.     

几种阴离子对A3钢在NaHCO_3+NaCl溶液中亚稳态孔蚀行为的影响

用动电位极化法研究了CO32-、NO2-、SO42-、MoO42-和PO43-5种阴离子对A3钢在0.5 mol/L NaHCO3+0.05mol/L NaCl溶液中的亚稳态孔蚀行为.5种离子使A3钢的孔蚀电位Eb和亚稳孔蚀出现电位Em均不同程度地正移,说明这5种离子既抑制稳定孔蚀的发生,也抑制亚稳孔蚀的发生.在5种离子中,NO2-抑制亚稳孔蚀形核的能力最强.5种离子对稳定孔蚀与亚稳孔蚀形核与生长有大致相同的作用.     

几种阴离子对A3钢在NaHCO3+NaCl溶液中亚稳态孔蚀行为的影响

 用动电位极化法研究了CO2-3、NO-2、SO2-4、MoO2-4和PO3-45种阴离子对A3钢在0.5 mol/L NaHCO3+0.05 mol/L NaCl溶液中的亚稳态孔蚀行为.5种离子使A3钢的孔蚀电位Eb和亚稳孔蚀出现电位Em均不同程度地正移，说明这5种离子既抑制稳定孔蚀的发生，也抑制亚稳孔蚀的发生.在5种离子中，NO-2抑制亚稳孔蚀形核的能力最强.5种离子对稳定孔蚀与亚稳孔蚀形核与生长有大致相同的作用.       

钨酸根离子对304不锈钢亚稳态与稳态孔蚀形核与生长的影响

利用动电位回扫的方法研究了钨酸根离子(WO_4~(2-))对304不锈钢亚稳态孔蚀及稳定孔蚀的形核与生长阶段的影响。随着WO_4~(2-)浓度的增大,304不锈钢亚稳态孔蚀电位Em和稳定孔蚀电位Eb值均升高,即WO_4~(2-)浓度的增大,抑制了亚稳态孔蚀和稳定孔蚀的形核。WO_4~(2-)浓度增加导致亚稳态孔蚀的平均生长速度和电流峰值降低,从而降低了亚稳态孔蚀转化为稳定孔蚀的可能性,抑制了稳定孔蚀形核。WO_4~(2-)增加导致孔蚀回扫过程中的最大电流密度增大,再钝化电位Ep降低,即导致生长的稳定蚀孔更难于再钝化,其原因可能是钨酸盐膜在小孔孔口的沉淀会促进蚀孔生长的稳定性。     

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。     

非晶态镍基合金表面亚稳态蚀孔生长的动力学特征

用恒电位下的电流-时间记录法研究了非晶态NiCrFeSiB合金在NaCI溶液中的亚稳态蚀孔的生长动力学行为。恒电位下亚稳孔蚀电流与时间的关系为I-I_0=k(t-t_0)~2,k表征亚稳小孔的生长速度。大量亚稳态蚀孔的k值服从对数正态分布,随电位升高,k的平均值和标准差都增大。亚稳蚀孔的峰值电流在恒电位下也服从对数正态分布且随电位升高而增大。文中提出一个亚稳态蚀孔生长的两阶段模型,解释了实验结果。     

几种阴离子对316L不锈钢亚稳态孔蚀行为的影响

用恒电位和动电位极化法研究了PO4^3-,CrO4^2-,SO4^2-和NO3^-4种阴离子对316L不锈钢亚稳态孔蚀行为的影响。4种阴离子均抑制亚稳态小孔的形核速率和生长速率，其中PO4^2-离子作用最强，CrO4^2-离子次之，SO4^2-和NO3^-离子作用较弱。亚稳态孔蚀开始出现的电位Em和稳定孔蚀电位Ep均随离子浓度的对数增大而直线升高。讨论了不同离子的作用机制。     

碳钢在碱性溶液中的孔蚀电位与HCO_3~-/Cl~-比值关系的研究

研究了Na HCO3+Na Cl碱性溶液中,较宽Cl-浓度(0.001~0.3 mol/L)范围内Cl-浓度及HCO_3~-和Cl-的浓度比值([HCO_3~-]/[Cl-])对Q235碳钢小孔腐蚀电位的影响。结果表明,Cl-浓度较大(0.02 mol/L)时,碳钢的稳定孔蚀电位Eb和亚稳态孔蚀电位Em都与[HCO_3~-]/[Cl-]符合很好的线性关系,[HCO_3~-]/[Cl-]升高Eb和Em线性增大;当Cl-浓度较小(0.02 mol/L)时,Eb和Em与[HCO_3~-]/[Cl-]之间不存在良好的线性关系,该条件下碳钢表面在发生稳定孔蚀前观察不到微米级的亚稳态小孔。     

非晶态NiCrFeSiB合金蚀孔萌生期间的电流波动

用电位慢扫描法研究了两种不同含Ｃｒ量的非晶态ＮｅＣｒＦｅＳｉＢ含金在氯化钠溶液中小孔腐蚀萌生期间的电流波动行为．电流波动与亚稳小孔的形成及再钝化过程有关,ＮａＣｌ浓度升高导致亚稳孔形核速度增大及生长速度加快,电极电位升高也使亚稳孔生长速度加快．含Ｃｒ量较低（７ｗｔ％）的合金与含Ｃｒ量较高（１３ｗｔ％）的合金相比,亚稳孔的形核速度和生长速度均较快,孔蚀破坏电位Ｅｂ较负,且随机性更大．亚稳孔的寿命分布大体上服从威布尔概率分布,低Ｃｒ合金正稳孔的电量分布较集中,未观察到较大的亚稳孔;而高Ｃｒ合金上亚稳孔的电荷量分布范围较大,可以出现少数较大的亚稳孔,表明低Ｃｒ合金上亚稳孔转变为稳定蚀孔所对应的临界尺寸较小．讨论了正稳孔的生长与稳定蚀孔形成之间的关系．     

几种阴离子对亚稳态孔蚀行为的影响

用恒电位下的电流－时间记录法研究了Ｃｌ＾－、ＳＯ４＾２－、ＰＯ４＾３－、ＣｒＯ４＾２－离子对非晶态合金亚稳态孔蚀的形核速度、生长速度和再钝化速度的影响。亚稳小孔再钝化过程中电流和时间的关系为：Ｉｍａｘ－Ｉ＝Ｒ（ｔ－ｔｍａｘ）,其中再钝化速度参数Ｒ大致服从对数正态分布,提高Ｃｌ＾－浓度明显加快亚稳态小孔的形核和生长速度,并导致亚稳小孔平均尺寸增大。ＳＯ４＾２－、ＰＯ４＾３－和ＣｒＯ４＾２－既能阻碍亚     

NO_2~-及其浓度对混凝土模拟孔隙液中碳钢早期孔蚀的作用

应用动电位极化、Mott-Schottky曲线测试和XPS测试等方法研究了含0.05 mol/L Cl-,p H值为11的混凝土模拟孔隙液中常用缓蚀剂亚硝酸盐对Q235碳钢小孔腐蚀早期行为的影响。结果显示,NO2-对稳定孔蚀和亚稳态孔蚀均有很好的抑制作用,亚稳态孔蚀电位和稳定孔蚀电位均随着NO2-浓度的增加而增大,且影响趋势接近。NO2-浓度较低时,对孔蚀的抑制作用很明显,超过0.03 mol/L后抑制作用变化不大。这是因为,NO2-浓度增大,钝化膜中更多的Fe2+被氧化为Fe3+,膜中的氧空位缺陷浓度降低,因此小孔的形核受到抑制。     

镍钛合金在磷酸盐缓冲溶液中的亚稳态点蚀行为

研究了近等原子比的镍钛合金在磷酸盐缓冲溶液(PBS)中亚稳态点蚀的电化学行为特征。极化试验表明,镍钛合金在磷酸盐缓冲液中具有良好的钝化性和耐蚀性;恒、动电位极化时,亚稳孔的形核数目和峰值电流均随着电位的升高而增加;随着温度的升高,镍钛合金的自腐蚀电位Ecorr、亚稳态点蚀电位Em、稳态点蚀电位Eb均线性降低,形成亚稳孔的数目也呈现减少的趋势。阻抗测试表明,当外加恒电位不超过镍钛合金点蚀电位时,镍钛合金的电化学阻抗谱为一容抗弧;当电位超过合金的点蚀电位时,出现Warburg阻抗,电极过程由电化学控制转变为扩散控制;腐蚀前后钝化膜阻抗变化明显。SEM表面形貌可以看到镍钛合金表面沿着磨痕沟槽产生的小孔。     

碳钢孔蚀期间的电流波动特征

用电化学方法研究了碳钢在含Cl^-D的磷酸盐＋硼酸盐缓冲溶液中，在孔蚀电位附近恒电位条件下电流波动的特征。在孔蚀电位Eb及Eb以上，恒电位和动电位极化时都观察到电流波动现象，在本底电流并未连续增大的情况下多次电流波动后可观察到蚀孔，表明在此体系中围绕表面的孔蚀活性点可能会发生反复的亚稳态局部溶解。恒电位下随时间延长电流波动频率降低，电流波动峰值服从正态分布；电位升高导致本低电流和电流波动峰值电流均增大，但对波动频率无明显影响。电流波动峰形状为快速上升，缓慢下降，即孔蚀活性点快速溶解，慢速再纯化，根据电流下降部分计算的再钝化速率服从指数衰减形式     

Fe~(3+)水解及其对304不锈钢点蚀行为的影响

采用动电位极化曲线、电化学阻抗谱、腐蚀形貌分析等方法研究了不同含量Fe~(3+)溶液水解对304不锈钢点蚀行为的影响,并从动力学角度分析了蚀孔生长的过程。结果表明:随Fe~(3+)含量的升高,水解产生的H~+含量升高,使自腐蚀电流密度升高,而溶解氧去极化作用减弱,使得自腐蚀电位负移;由于氢去极化作用,电荷转移电阻逐渐减小,腐蚀速率加快;当Fe~(3+)浓度达到3.0mol/L时,自腐蚀电流密度趋于平稳,金属离子的扩散控制了蚀孔生长,亚稳蚀孔向稳态蚀孔转变存在一个临界电流密度。     

304不锈钢稳态点蚀生长动力学及孔内环境测定

利用电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)及三维显微镜测定了304奥氏体不锈钢在不同极化电位下生成的单个三维稳态蚀孔内部的腐蚀产物浓度,同时,基于扩散控制理论,根据菲克第一定律计算了蚀孔内部腐蚀产物浓度的理论值,并观测和计算了蚀孔形貌及孔内点蚀电流密度,分析了蚀孔生长速度与孔内腐蚀产物浓度、极化电位、蚀孔几何形貌间的关系.结果 表明:ICP-OES测得的304不锈钢单个蚀孔内部的腐蚀产物浓度随蚀孔体积及极化电位增加而降低,孔内点蚀电流密度及蚀孔开放程度均随极化电位的升高而增大,基于扩散控制理论计算得到的孔内腐蚀产物浓度理论值显著高于ICP-OES实测值,高极化电位下304不锈钢上生成的蚀孔具有更大的孔内点蚀电流密度及更低的孔内腐蚀产物浓度,说明在阳极极化下,304不锈钢上生成的三维稳态蚀孔的生长速度并不完全受控于腐蚀产物的扩散过程,受电化学活化控制的程度更大.     

冷加工对304不锈钢孔蚀敏感性的影响

对304不锈钢设备由于冷加工产生的马氏体相变进行现场测试.结果表明,室温下经不同方式、不同程度冷加工后,相关部位的马氏体相变量约在0.5%～10%.用电化学动电位极化法、恒电流电位-时间曲线测定法和模拟闭塞电池法研究经-70℃不同程度拉伸变形的304不锈钢在3.5%NaCl水溶液(50℃±1℃)中的孔蚀击穿电位(Eb)、稳态孔蚀成核电位(Enp)和自腐蚀电位(Ecorr)与马氏体相变量的关系.在马氏体含量为0.1%(材料未经冷变形)至11.5%(材料冷拉伸形变量为10%)范围内,随马氏体含量增大,Eb、Enp、Ecorr值变负(马氏体含量为5%时最负),闭塞区内pH值降低,阳极腐蚀电流密度变大,表明冷加工变形不仅诱发304不锈钢孔蚀,并加速孔蚀发展.     

温度对304不锈钢亚稳蚀孔萌生和稳态蚀孔几何特征的影响

采用恒电位极化、动电位极化、EIS和三维视频显微技术研究温度对304不锈钢在3.5%(质量分数)NaCl水溶液中点蚀行为和腐蚀形貌的影响。结果表明:随着温度由20℃升高至40℃,亚稳蚀孔萌生期变短,单位时间形核数目增多,平均峰值电流和平均峰值宽度增大,亚稳蚀孔数目增加导致稳态蚀孔出现几率增加。经0.15 V(vs SCE)恒电位极化后,单个蚀孔的点蚀电流、蚀孔体积、蚀孔口径和孔深的增长速率均随温度的升高而增加;同一温度下蚀孔口径和孔深的增长速率随时间的延长略微减缓。蚀孔表面具有不完整的花边盖,盖板完整程度随温度升高而降低。     

敏化对不锈钢孔蚀性能的影响

用电化学测试技术研究了不同敏化处理的304不锈钢的耐孔蚀性能,探讨了Cl-浓度、温度和pH值对孔蚀电位Eb的影响。结果表明,敏化热处理导致Eb值下降;随Cl-浓度增加,介质温度升高,pH下降,使Eb值变负;不锈钢的晶间腐蚀使耐孔蚀性能变劣     

304不锈钢点蚀产物对亚稳态点蚀萌生和稳态蚀孔生长的加速作用

用强制改变304不锈钢表面点蚀产物浓度的方法研究了点蚀产物浓度在亚稳态蚀孔的萌生过程及稳态蚀孔生长过程中的加速作用。结果表明,随着304不锈钢试样表面点蚀产物浓度的降低,点蚀孕育期增加,恒电位极化的平均峰值电流和平均峰值宽度显著减少,蚀孔数量显著减少,稳态蚀孔的体积、蚀孔横向生长速度下降。随着蚀孔宽深比的下降和蚀孔的生长,蚀孔内点蚀产物浓度再次增加,腐蚀速率增大。点蚀产物浓度是亚稳态蚀孔萌生和稳态蚀孔生长的关键因素。     

MoO_4~(2-)和NO_2~-对碳钢小孔腐蚀的协同抑制作用

采用极化曲线、电化学阻抗谱(EIS)、莫特-肖脱基曲线和X射线光电子能谱(XPS)研究了MoO42-和NO2-对碳钢小孔腐蚀的协同抑制作用。结果表明,MoO42-和NO2-联合应用使碳钢的亚稳态孔蚀电位(Em)和孔蚀击穿电位(Eb)发生明显正移,并且显著提高了两者的差值,对抑制亚稳态小孔形核以及亚稳态小孔向稳态小孔转变的效果明显;MoO42-和NO2-联合应用可以在碳钢表面形成一层Fe2O3+Fe2(MoO4)3复合钝化膜,这层复合钝化膜的阻抗较大、缺陷较少,对碳钢的保护作用明显加强。