表面纳米化对金属材料电化学腐蚀行为的影响

根据已有的研究结果，总结了表面纳米化对材料电化学腐蚀行为的影响，发现表面纳米化增加了材料表面活性，使活性金属材料溶解速度提高，使钝性金属材料表面更易形成钝化膜；纳米化过程不仅仅促使晶粒细化，往往还引起材料表面其他物理和力学性能的改变，因此，在研究纳米材料腐蚀行为时，应全方位考虑。     

Ni-Fe-W-B非晶合金的晶化行为及其电化学腐蚀特性研究

采用单辊急冷法制备了57.5Ni-24.5Fe-14.5W-3.5B(质量分数,%)非晶薄带,并在不同温度下进行退火。用DSC和XRD分析了非晶薄带的晶化行为及析出相的演变过程;用电化学极化曲线及电化学阻抗法研究了试样在3.5%NaCl溶液中的电化学腐蚀行为;用SEM和EDS分析了试样腐蚀后的表面显微形貌及成分。结果表明:该非晶薄带的晶化过程分为3步,其晶化温度约为430,470和700℃;退火试样的耐腐蚀性整体优于非晶合金样,部分晶化试样的抗电化学腐蚀性能优于完全晶化试样;500℃退火试样表面形成致密钝化膜,抗腐蚀性能优异,而非晶薄带和720℃退火试样形成的钝化膜不稳定,易被点蚀和局部腐蚀。     

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.     

纳米晶金属材料的高温腐蚀行为

一些金属基结构材料,不需要增加Cr和Al含量而只需"纳米晶化",就能够在高温环境下形成保护性Cr2O3或Al2O3氧化膜.纳米晶化是施加高Cr高Al涂层之外提高金属材料抗高温腐蚀性能的另一途径.近20年来,纳米晶金属材料的高温腐蚀行为已广泛报道.本文简要评述了纳米晶金属材料的高温腐蚀特性、纳米晶化提高金属抗氧化性能的根本原因以及亟待澄清的问题.     

奥氏体不锈钢溅射纳米晶薄膜的点蚀行为研究

利用统计分析和原子力显微镜(AFM)原位观测方法,研究了一种轧制粗晶的奥氏体不锈钢和它的溅射纳米晶薄膜在3.5%NaC l溶液中的点蚀行为.结果表明,溅射纳米晶薄膜的耐点蚀能力显著高于同成分的轧制粗晶材料;纳米晶薄膜的亚稳态点蚀过程被促进而稳态点蚀生长过程被抑制;电化学原子力显微镜(AFM)的原位观察可见,亚稳态点蚀在溅射薄膜表面的粒子团簇间产生,稳态点蚀为浅碟形点蚀坑生长.     

磁控溅射IN738涂层耐盐水腐蚀性能研究

利用电化学方法、扫描电镜和扫描隧道显微镜等技术，研究了纳米晶IN738涂层耐盐水腐蚀性能，探讨了溅射纳米涂层的腐蚀机制，发现表面纳米化导致钝性金属材料钝化膜的溶解速度增加，而表面微观孔隙的存在使材料的耐点蚀能力下降，但是纳米IN738涂层总体耐蚀性能很高。     

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.     

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.     

铝稀土涂层在盐雾加速试验中的腐蚀行为

采用扫描电镜,X射线衍射仪和电化学噪声技术研究了高速电弧喷涂铝稀土涂层在铜加速醋酸盐雾试验中的腐蚀行为,分析了涂层腐蚀前后的形貌及成分,通过电化学噪声谱阐释了涂层的点蚀过程。研究表明:铝稀土涂层的钝化膜在腐蚀介质中容易发生点蚀和破碎,腐蚀后涂层中的孔隙和微裂纹增多,腐蚀过程中钝化膜由亚稳态点蚀逐渐转变为稳态点蚀。     

超细晶304L不锈钢在含Cl~-溶液中点蚀行为的研究

采用动电位极化、循环极化、电化学阻抗谱、Mott-Schottky曲线结合表面形貌观察,研究了利用等通道转角挤压方法制备的晶粒尺寸为(130±30)nm的超细晶304L不锈钢在含Cl-溶液(0.05 mol/L H2SO4+0.05 mol/L Na Cl)中的点蚀行为.研究表明,超细晶材料比粗晶材料具有更高的腐蚀电流密度和钝化电流密度,更低的腐蚀电位、破钝电位和保护电位,且钝化区更窄.严重塑性变形引起304L不锈钢材料晶粒显著细化,一方面增加了表面钝化膜的施主密度和扩散系数,降低了钝化膜的致密性,使Cl-在材料表面的吸附能力增强;另一方面增加了晶界含量,使Cl-沿晶界向内扩散能力增强,促进了点蚀形核和长大.     

氢对纳米不锈钢涂层钝化膜性能的影响

用动电位极化、恒电位极化、Mott-Schottky测量、X射线光电子能谱(XPS)分析及扫描电子显微镜(SEM)等手段研究了氢对纳米不锈钢涂层在0.5 mol/L NaCl 0.05 m01/L H2SO4溶液中腐蚀行为及钝化膜性能的影响.结果表明,氢与涂层表面吸附的OH-反应使OH-吸附减少,从而延迟了钝化膜的形成;氢使钝化膜的成分发生改变,钝化膜中的OH-/O2-的比率升高,因而钝化膜的点蚀敏感性增加;同时,氢促使钝化膜的介电常数增大,空间电荷电容增大,载流子密度增加,从而降低了钝化膜的稳定性.随着充氢量的增加,钝化膜的维钝电流和载流子密度随之增加,说明钝化膜的稳定性和涂层耐蚀性能都随之降低.     

温度对316L不锈钢耐海水腐蚀性能的影响

运用临界点蚀温度(CPT)、环状阳极极化曲线和电化学阻抗谱等方法研究了不同温度下316L不锈钢的海水腐蚀行为. 结果表明, 晶粒尺寸不同的两种316L不锈钢的CPT基本相同; 随着海水温度升高, 点蚀电位和再钝化电位均呈线性降低, 但是细晶钢的点蚀性能下降更大, 85℃时粗晶钢比细晶钢的点蚀电位约高60 mV. 与粗晶钢相比, 细晶钢在65℃下形成的钝化膜微缺陷更多, 且点蚀诱导时间较短.     

N含量对13Cr超级马氏体不锈钢耐蚀性的影响

对13Cr超级马氏体不锈钢进行氮合金化,采用淬火-配分热处理工艺,研究了不同N含量对13Cr钢的微观组织及电化学腐蚀行为的影响。结果表明:随N含量增加,板条马氏体组织表现出明显的细化行为,奥氏体含量增加,且有VN生成,从而防止N与Cr结合生成Cr₂N,促使Cr在材料表面形成以Cr₂O₃为主的致密腐蚀产物膜,提高材料耐蚀性;试验钢表面以局部腐蚀为主,试样表面有点蚀发生。随着N含量的增加,形成腐蚀产物膜的孔隙度减小;表面钝化膜为双电层结构,增加了钝化膜的稳定性,点蚀坑数量明显减少且变小;提高N含量有利于试样耐点蚀性能的改善,0.35%N试验钢表面腐蚀产物附着牢固,平整且致密,晶粒大小均匀,可起到良好的保护作用。     

硬质合金钝化与伪钝化行为的研究进展

极化曲线可以反映腐蚀动力学过程的细节,是研究材料腐蚀行为的重要手段。本文以极化曲线为重点,对硬质合金的钝化与钝化行为的研究成果进行了综述,内容包含了WC-Co、WC-Co-Cr、WC-Ni-Cr、WC-Ni-Co-Cr等系列硬质合金的钝化或伪钝化行为的研究及钝化膜的形成与生长的研究。     

用光电化学的方法研究模拟混凝土孔溶液中缓蚀剂对钢筋钝化膜的影响

采用光电化学的方法研究了复合缓蚀剂对钢筋钝化膜的影响.结果表明复合缓蚀剂的加入没有改变钢筋钝化膜的晶体结构和电子性质,它仍然是无定形n型的半导体成相膜,但对抑制点蚀核的形成有明显作用,且对钝化膜的生长速度有加快作用,从而有可能使钝化膜的组成发生改变.     

2507双相不锈钢在海水脱硫环境中的腐蚀行为

为了研究2507双相不锈钢在海水脱硫环境中的耐腐蚀性能，利用开路电位、电化学阻抗谱、动电位极化法、恒电位极化法、Mott-Schottky曲线和扫描电镜等研究了2507双相不锈钢在海水脱硫环境中的腐蚀行为。结果表明：2507双相不锈钢在海水脱硫环境中的腐蚀形式为点蚀。随着NaHSO₃浓度的增大，2507双相不锈钢的开路电位、自腐蚀电位E_corr和点蚀击穿电位E_b负移，钝化膜电阻R_ct减小，腐蚀电流密度I_corr增大，耐腐蚀性能下降。HSO^-₃与Cl^-的竞争吸附对点蚀具有协同促进作用，HSO^-₃参与钝化膜的钝化过程并形成金属硫酸盐，钝化膜点缺陷密度增大，载流子密度增大，导电性提高，钝化膜屏蔽作用下降。     

深海环境对纯镍腐蚀行为的影响Ⅲ-静水压力对纯镍点蚀机制的影响

利用光学显微镜、扫描电子显微镜和电化学测量方法研究纯镍在3.5%NaCl溶液中,静水压力为常压和8 MPa条件下的腐蚀行为.结果表明,在常压和静水压力为8 MPa条件下,纯镍钝化膜均为二维形核;8 MPa的静水压力对纯镍的腐蚀行为有三方面的影响:(1)降低纯镍的钝化膜形成速度;(2)抑制点蚀形成的B1过程,促进A3过程...     

具有均匀和双峰晶粒尺寸分布的电沉积镍的腐蚀行为（英文）

研究具有均匀和双峰晶粒分布电沉积镍的腐蚀行为。利用SEM、EBSD、TEM和XRD研究样品的显微组织,利用动电位测试法和电化学阻抗谱研究样品的腐蚀行为。结果表明:电沉积纳米晶镍具有(100)和(111)织构。纳米晶镍经不同温度热处理后,可得到具有不同晶粒尺寸分布的样品。晶粒尺寸对样品腐蚀行为的影响依赖于环境钝化能力。当钝化膜在样品表面形成时,耐蚀性随晶粒尺寸的减小而增强;相反,当样品表面无钝化膜形成时,耐蚀性随晶粒尺寸减小而降低。具有双峰晶粒尺寸分布样品的腐蚀行为遵循混合法则。     

海洋假交替单胞菌Pseudoalteromonas lipolytica分泌黑色素加速316L不锈钢腐蚀机理的研究

以海洋假交替单胞菌P. lipolytica的野生菌株(WT)与产色菌株(?hmgA)为模式菌株,重点研究海洋细菌分泌黑色素加速不锈钢腐蚀的行为和机理。通过扫描电镜(SEM)、激光共聚焦显微镜(CLSM)、X射线衍射(XRD)和电化学等手段证明了WT菌株不会造成不锈钢腐蚀,不锈钢在含WT的培养液中依然会形成完整的钝化膜;而?hmgA菌株会在分泌黑色素的同时,在不锈钢表面形成矿化位点,从而破坏了不锈钢表面的钝化膜,造成严重的点蚀。不锈钢在细菌黑色素提取液中也会形成点蚀,但由于没有细菌参与,不锈钢的钝化膜相对完整,因此点蚀程度较轻。本文研究在含有产色细菌和黑色素物质的环境条件下不锈钢的腐蚀机理以及黑色素对钝化膜形成和点蚀发展的影响机制,从而丰富和拓展产色菌和细菌色素对金属腐蚀的机理。     

氢对310不锈钢钝化膜的影响

采用电化学和ＳＴＭ方法研究了氢对３１０不锈钢阳极极化过程,钝化膜形成过程和表面形貌特征以及膜耐点蚀性能的影响,并进行了相应的理论分析。研究表明：氢会降低不锈钢的自腐蚀电位,缩短钝化区域并使其向低电位方向偏移;降低反应电阻,增大钝化电流工,降低膜在纳米尺度上的结晶度和耐点蚀性能。