载波钝化及其后处理对不锈钢钝化膜组成及稳定性的影响

一、前言钝化是不锈钢得以广泛应用的前提之一,人们不断地探索提高钝化膜稳定性的新途径。一些学者认为,交变电场对钝化膜具有破坏作用。这种看法有一定的片面性。我们曾发现,在直流钝化电位基础上叠加一定频率,幅值和波形的交变电场对不锈钢进行载波钝化,所得到的载波钝化膜再经适当的后处理,其稳定性远远优于相同条件下得到的直流钝化膜,其中最佳的载波钝化及后处理条件可使不锈钢钝化膜稳定性提高5个数量级左右。本工作通过AES等分析手段,从钝化膜组成变化角度探讨载波钝化及后处理提高钝化膜稳定性的原因。     

载波钝化对不锈钢耐蚀性能的影响

<正> 不锈钢的优良耐蚀性能主要与其表面的钝化膜性能有关,因此如何提高钝化膜的稳定性是极为重要的。以前的研究结果已经证明了用载波钝化方法改进不锈钢纯化膜稳定性的可能性。但影响载波钝化效果的因素比较多,本文对载波波形,后处理过程及后处理液种类的影响进行了讨论。     

不锈钢载波钝化膜的生长过程

运用电化学交流阻抗分析(EIS)、电量测定并结合原子力显微镜(AFM)研究了304不锈钢载波钝化膜的生长过程．研究了在交变电场下钝化膜层中微孔的产生及其对膜层生长的作用；并运用钝化膜生长过程中的电量时间响应和原子力显微镜扫描分析对不锈钢载波钝化膜的生长机理进行验证分析．结果表明：载波钝化膜具有很高的生长速度是由于交变电场对膜层的作用改变了膜层的生长方式，使之不同于直流钝化条件下钝化膜的生长过程．     

不锈钢载波钝化膜的光电化学研究

采用光电化学方法研究了304不锈钢载波钝化膜在硼酸／硼砂溶液中的光电化学性质．通过测量钝化膜的光电流与入射光光子能量的关系和光电流与测量电位的关系，结合半导体理论．对载波钝化膜的半导体特性和结构进行了分析．结果表明，载波钝化膜是一高度无序的非晶态半导体膜且具有P型半导体特性．膜层的光电流对测量电位的响应在一定范围内符合Poole-Frenkel效应，但在其它范围内则具有一定的复杂性．     

载波钝化对AZ91D镁合金锡酸盐化学转化膜耐蚀性能的影响

用载波钝化方法控制AZ91D镁合金锡酸盐转化膜成膜过程,用扫描电镜（SEM）观察该转化膜的表面形貌,用极化曲线和电化学阻抗谱研究载波钝化对该转化膜耐蚀性能的影响。结果表明, 载波钝化使AZ91D镁合金表面生成一层颗粒直径略大于传统浸泡处理的锡酸盐转化膜,其耐蚀性能显著提高。     

不锈钢载波钝化参数对钝化膜层耐蚀性的影响

运用电化学交流阻抗谱、原子力显微镜研究了在不同的载波钝化参数下形成的不锈钢钝化膜的耐蚀性,测定了极化电阻值Rp和相应的钝化膜的表面形貌。结果表明：载波钝化条件参数对膜层的耐蚀性有较大的影响,各参数(频率、占空比、高电位、低电位)的变化使得电极表面钝化膜的形貌发生很大的变化,从而影响到膜层的耐蚀性。     

不锈钢载波钝化着色膜的形成机理研究

应用XPS、循环伏安曲线和极化曲线测定等手段对载波钝化膜的组成及各成分在膜层中的纵向分布进行了测试分析,据此讨论了膜层及膜层中组份的性质和作用,提出了载波钝化膜的生长机理．     

不锈钢载波钝化关色膜的形成机理研究

应用ＸＰＳ,循环伏安曲线和极化曲线测定等手段对载波钝化膜的主各成分在膜层中的纵向分布进行了测试分析,据此讨论了膜层及膜层中组份的性质和作用,提出了载波钝化膜的生长机理。     

交变电场对不锈钢钝性和钝化膜性质的影响

总结了交变电场对不锈钢自腐蚀电位、钝性和钝化膜性质的影响，概述了交变电场下钝化膜的生长机制。不锈钢载波钝化与彩色钝化的结果表明，控制在适当的参数条件下的交变电场对不锈钢钝化膜的综合性能有较大幅度的提高，显示了该领域的研究价值。     

载波处理对AZ91D镁合金耐蚀性能的影响 Ⅰ-载波处理对AZ91D镁合金腐蚀行为的影响

对AZ91D镁合金进行载波钝化,利用正交试验确定载波钝化工艺的最佳工艺参数。使用扫描电子显微镜(SEM)观察载波钝化后的AZ91D镁合金表面形貌;采用极化曲线、电化学阻抗谱(EIS)、扫描电化学显微镜(SECM)、Mott-Schottky曲线等电化学方法研究了载波钝化对合金耐蚀性能的影响。结果表明:载波钝化后,AZ91D镁合金表面生成了一层非常致密的膜,其耐蚀性能显著提高。     

Tb／Co成分调制膜的磁,磁光性能和热稳定性

用直流磁控溅射制备了Ｔｂ／Ｃｏ成分调制膜，膜调制结构的形成与靶的溅射速率和衬底转速密切有关。对不同周期的Ｔｂ／Ｃｏ膜的极向Ｋｅｒｒ膜滞间回线进行了测量，结果表明：当Ｔｂ／Ｃｏ膜的周期较小时，薄膜具有垂直方向的磁各向异性，较大的矫顽力和较大的磁光效应；当Ｔｂ／Ｃｏ膜的周期较大时，上述性能变差。     

Comments on the paper “On the nature of inhibition performance of imidazole on iron surface” by J.O. Mendes,E.C. da Silva,A.B. Rocha

In the above paper [J.O. Mendes, E.C. da Silva, A.B. Rocha, Corros. Sci. 57 (2012) 254–259] Mendes et al. presented results of explicit DFT calculations about adsorption of imidazole and subsequent protective film formation on Fe(100) that is proposed to emerge due to intermolecular C–C bond formation between intact molecules at high coverage. A bold evidence is provided in these Comments that questions the validity of their results. In particular, it is claimed that their adsorption energy magnitudes are way too large by almost an order of magnitude and that the formation of protective film according to their proposed mechanism is unlikely.     

A356铝合金微弧氧化膜微动磨损行为的研究

采用微弧氧化（MAO）在A356铝合金表面制备MAO膜,利用球-平面接触在SRV-V微动摩擦磨损机上探究变载荷和位移下微弧氧化对A356微动磨损机理的影响。结果表明：MAO膜由疏松层和致密层构成,其均匀性、致密性和结合力良好。MAO膜的摩擦系数、磨损率均低于A356,MAO膜减摩耐磨性较好。随位移增加MAO膜的摩擦耗散能系数低于A356,MAO膜能提升A356微动磨损过程的稳定性。载荷增加时A356磨损机制为磨粒磨损-粘着磨损,伴随犁削和疲劳剥层; MAO膜磨损机制为磨粒磨损-粘着磨损和疲劳剥落。位移增加时A356磨损机制为粘着磨损和疲劳剥落,伴随微犁削;MAO膜磨损机制为粘着磨损和疲劳剥层-粘着磨损和磨粒磨损。A356的磨痕内聚集Fe、O元素,存在材料转移和氧化磨损;MAO膜磨痕内聚集Fe元素,存在材料转移。     

小靶大基片镀膜的膜厚均匀性分析

目的通过改变传统基片与靶材的相对运动方式,来实现小靶材在大面积基片上的均匀镀膜。方法采用基片绕中心轴做匀速旋转运动,靶材沿着基片半径做直线间歇运动,并建立了相应的理论模型,通过数值分析软件MATLAB对膜厚进行分析拟合,研究靶基距、偏心距、靶材运动方式对膜层均匀度的影响。结果在靶基距H=30 mm时,膜厚均匀性主要受到两个重要参数的影响:靶材在各径向运动等距点的停顿时间T和移动步长d。与靶材在各径向运动等距点的停顿时间T=C(C为常数)的情况相比,当靶材的停顿时间T与其在基片上的覆盖面积A成正比增加时,膜厚的均匀性得到极大的改善。同时,膜厚的均匀性很大程度上取决于靶材的移动步长,膜层之间的差异性随着移动步长的减小而减小,结果显示当移动步长d=5mm时的膜厚均匀性最佳。改善基片中心附近的膜厚分布可以通过增加靶基距来实现,结果显示在偏心距e=0 mm、靶基距H≥70 mm时,膜厚相对偏差δ均小于0.1。结论该方法改变了传统靶材固定不动的方式,在薄膜沉积过程中,通过调节靶材的移动步长和停顿时间,能有效减小膜层之间的差异,从而获得均匀度较高的薄膜,对实际生产具有指导意义。     

交变电场下不锈钢钝化膜的钼酸盐修饰研究

根据不锈钢钝化膜的生长过程和钼酸盐的电化学反应机理,调制了相应的交变电场,并获得钼酸盐修饰的不锈钢钝化膜;用XPS和电化学测试研究了钝化膜的组成和性能.结果表明：调制相应的交变电场可以获得所需的组成结构和性能的产物;膜层具有理想的组成结构和性能,其耐蚀性得到提高.     

MAIP镀TiN薄膜结构形貌的研究

本文用多弧离子镀膜(MAIP)技术在高速钢基片表面镀TiN后,用XRD和SEM对膜层组织结构、形貌进行了分析。结果显示,在高速钢基片表面的为TiN薄膜,该TiN膜致密,但在薄膜表面有少量白色大颗粒和黑点。能谱分析显示,白亮的大颗粒成分与普通膜面几乎相同,大黑点是直通基体的针孔,小黑点是盲孔。结论:这些大颗粒降低了薄膜表面粗糙度,对薄膜的耐磨性产生不利影响,而且针孔的存在,对膜层的耐蚀性有不利影响。     

钝化处理对Al-B4C复合材料腐蚀行为的影响

采用三乙醇胺溶液对Al-B4C复合材料进行了表面钝化处理,通过电化学试验和浸泡腐蚀试验研究了钝化处理对Al-B4C复合材料腐蚀行为的影响。结果表明:钝化处理使Al-B4C复合材料表面生成双层结构的氧化膜,非晶内层氧化膜厚度约为2.5μm,外层氧化膜由三斜相和单斜相的Al(OH)3构成,厚度小于1μm;钝化处理后的AlB4C复合材料具有较大的极化电阻,表现出较好的耐腐蚀性能;经40℃硼酸溶液浸泡腐蚀1000h后,钝化Al-B4C复合材料的腐蚀质量增加和金属离子溶出显著低于未钝化Al-B4C复合材料的,说明钝化处理形成的氧化膜,能有效地提高Al-B4C复合材料的耐腐蚀性能。     

直齿圆锥齿轮的时变弹流润滑分析

目的研究直齿圆锥齿轮传动过程中稳态和非稳态下的压力和膜厚,为降低直齿圆锥齿轮的表面磨损及齿轮设计提供理论指导。方法将一对直齿圆锥齿轮等效为一对圆锥滚子模型,运用无限长线接触理论,建立直齿圆锥齿轮啮合过程中的弹流润滑计算模型,先对直齿圆锥齿轮进行等温稳态弹流润滑分析,计算并分析了直齿圆锥齿轮大端和小端啮入、啮出点的油膜压力及油膜厚度,求解并分析了小端啮合区间五个特殊点的油膜压力和膜厚。考虑瞬态时变效应的影响,计算并分析了直齿圆锥齿轮在三个特殊瞬时点的油膜压力和油膜厚度。最后研究齿面在高斯分布粗糙度函数和余弦粗糙度函数作用下的弹流润滑数值解,在此基础上计算了不同幅值和波长下的油膜压力和油膜厚度。压力求解采用多重网格法,弹性变形采用多重网格积分法。结果稳态等温条件下,小端啮入点和啮出点的出口油膜厚度略小于大端,小端啮合区间的最小油膜厚度从啮入点到啮出点逐渐增大。在瞬态时变效应下,啮入点的油膜压力大于节点和啮出点的油膜压力,其油膜厚度较其他两个瞬时点的油膜厚度小。高斯分布粗糙度函数作用下的油膜压力在赫兹接触区有明显的局部压力峰,油膜厚度在赫兹接触区有局部波动;余弦粗糙度函数作用下的油膜压力和油膜厚度在赫兹接触区有波动,且粗糙度幅值和波长越大,波动程度越明显。结论采用高斯分布粗糙度函数时,油膜压力的变化相对比较缓和,采用余弦粗糙度函数的最大油膜压力小于采用高斯分布粗糙度函数的最大油膜压力,和高斯分布粗糙度函数相比,余弦粗糙度函数下的油膜厚度在赫兹接触区呈现周期性波动。     

Recrystallization of CIGSe layers grown by three-step processes: A model based on grain boundary migration

The present paper aims at stating when and why small grains transform to large grains during Cu(In,Ga)Se₂ (CIGSe) film growth following three-step processes. Experimental observations revealed that such recrystallization is achieved when the nominal composition of the films is close to a 1:1:2 stoichiometry. A new model based on grain boundary migration theory is proposed in order to establish a causal relationship between such a composition threshold and grain boundary motion yielding large grain formation. This model is related to some of the experimental observations related to CIGSe layer growth that have previously been difficult to explain.     

利用正弦波动电流扫描测量电极表面阻抗的研究

根据对于弱极化正弦波动电流扫描滞后圈的研究结果,提出了从小振幅正弦波动电流扫描滞后圈高度测定腐蚀金属电极的极化电阻R_p和界面电容C的方法。这一方法的测量结果不受参考电极至被测电极之间溶液电阻R_(sol)的影响。提出了测量滞后圈高度的0,π增辉法。列出了在模拟电路上纯Fe在不加和添加缓蚀剂的1NH_2SO_4溶液中的测量结果。