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.     

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.     

304不锈钢在硝酸盐及硫酸溶液中的钝化

利用电化学方法和表面分析技术研究了304不锈钢在 硝酸盐及硫酸溶液中的钝化行为.结果表明，304不锈钢经硝酸盐及硫酸溶液中钝化后在3.5%NaCl溶液中的耐蚀性大为提高.SEM分析表明，经过H2SO4+KNO3钝化后，钝化膜具有网状的结构，膜层结合紧密；而单独在H2SO4溶液中钝化后，表面为有裂纹的钝化膜，微孔较多；单独在KNO3溶液中钝化，与未处理的基本相同.     

单相和双相不锈钢纳米涂层的电化学腐蚀行为

用磁控溅射技术在玻璃基体上制备由两种相组成(单相和双相)的不锈钢纳米涂层,利用动电位极化､交流阻抗技术及扫描电子显微镜研究两种不锈钢纳米涂层在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,观察相组成对纳米不锈钢涂层耐蚀性能的影响｡结果表明,与不锈钢单相涂层相比,不锈钢双相纳米涂层具有较差的抗局部腐蚀能力,其钝化膜的载流子密度远远大于不锈钢单相钝化膜的载流子密度,使得钝化膜的离子传输能力大大增强,从而降低了钝化膜的稳定性｡     

304不锈钢在NaCl-(NH4)2SO4-NH4Cl溶液中的腐蚀行为

用电化学极化曲线和交流阻抗方法，研究了对304不锈钢（304SS）在3％NaCl和NaCl-（NH4）2SO4-NH4Cl混合溶液中的腐蚀行为．结果表明，在混合溶液中浸泡750h后，304SS仍然保持良好的钝化状态，其平均腐蚀电流密度为0．056mA／cm^2．根据交流阻抗研究结果，不锈钢在3％NaCl溶液中，主要表现出裸金属表面的点蚀和形成一定程度的钝化膜的特征，在2．0g／LNaCl、0．67g／L（NH4）2sSO4、2．3g／LNH4Cl混合溶液中，不锈钢表面形成稳定致密的钝化膜的典型特征．此钝化膜的电阻远小于腐蚀反应极化电阻．即使在形成良好的钝化膜的情况下，不锈钢所表现出的优良的抗腐蚀性能主要是由于金属表面活性点的钝化，而非钝化膜对离子导电或者对反应物／产物的扩散过程的阻隔作用．     

非晶合金纤维耐腐蚀性能研究

非晶合金纤维在0.5mol/L H2SO4和0.1mol/L HCl溶液中均能发生自发钝化,且钝化区宽、维钝电流密度低。在0.5mol/L H2SO4溶液中钝化区宽度为1 336mV,维钝电流密度为3.4×10-6 A·cm-2;在0.1mol/L HCl溶液中钝化区宽度为1 407mV,维钝电流密度为1.3×10-6 A·cm-2。比较非晶合金纤维和不锈钢纤维2种混凝土增强材料的耐腐蚀性能,非晶合金纤维的耐腐蚀性要优于不锈钢纤维,非晶合金纤维优良的耐腐蚀性能源于表面形成一层致密而稳定的钝化膜。     

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.     

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.     

不锈钢钝化的偶极模型变角XPS在不锈钢钝化膜研究中的应用

用变角 XPS 对 Fe19Cr 9 Ni 及 Fe19Cr9Ni2.5Mo 不锈钢在除氧的0.1MHCl 溶液中形成的钝化膜进行研究,显示出不锈钢钝化膜的双层偶极特性。合金中 Mo 元素的加入,通过在膜的表层形成 MoO_4~(2-)而强化了钝化膜的偶极特性。在中性溶液中 MoO_4~(2-)也可以从溶液中引进,它们对强化已形成的钝化膜之偶极特性起着相同的作用。     

轧制纳米块体304不锈钢腐蚀行为的研究Ⅰ.钝化膜耐氯离子侵蚀能力

用深度轧制方法获得了块体纳米304不锈钢材料．通过动电位极化曲线和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（304ss）在0．05mol／L H2SO4＋0．05mol／L NaCl溶液中钝化膜的耐Cl^-侵蚀性能．研究表明，深度轧制使304不锈钢组织内部形成高密度纳米尺度孪晶；纳米化表面可以形成致密的钝化膜，使其耐Cl^-侵蚀能力提高．对钝化膜半导体性能分析结果表明，轧制纳米块体不锈钢钝化膜中的载流子密度有所下降，这在一定程度上抑制了钝化膜的电化学反应历程，从而进一步提高了钝化膜的化学稳定性．     

2205与15MnNiCrMoV异质钢焊接接头的耐蚀性能

双相不锈钢2205与低碳合金调质高强钢15MnNiCrMoV复合板焊接接头,35℃下,在质量分数为10%的HCl和H2SO4腐蚀溶液中,对其腐蚀产物进行了分析,结果表明,复合板焊接接头在HCl溶液中的耐蚀性较差,且热影响区的腐蚀程度均比焊缝处的严重;在H2SO4溶液中,焊接接头15MnNiCrMoV侧的腐蚀比在相同条件下的HCl中严重,尤其是热影响区对H2SO4的耐蚀性较差,而焊接接头双相不锈钢2205侧在H2SO4溶液中未发生腐蚀。其原因主要是在双相不锈钢表面形成了钝化型的Cr2O3、FeO、Cr-O等氧化物膜层。     

激光熔覆铁基合金涂层在HCl溶液中的腐蚀行为

采用激光熔覆方法在30CrMo合金钢表面制备了一种铁基合金耐腐蚀涂层,利用EIS、极化曲线、浸泡腐蚀实验等测试方法,结合XPS研究了该涂层在0.5 mol/L HCl溶液中的腐蚀行为,并与304不锈钢和30CrMo钢进行对比。电化学结果表明,在0.5 mol/L HCl溶液中,与30CrMo钢相比,铁基合金涂层极化曲线出现了明显的钝化区,且具有较低的腐蚀电流密度和较高的自腐蚀电位,熔覆层的耐腐蚀性能显著提高。与304不锈钢相比,铁基合金涂层维钝电流略微变小,钝化区变宽,其耐蚀性与304不锈钢相当。涂层钝化膜主要由Cr_2O_3、FeCr_2O_4和MoO_3组成,涂层具有优良耐蚀性能的本质原因是复合氧化膜的钝化作用对腐蚀介质产生机械阻隔作用。     

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.     

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。     

304不锈钢Na2SO4电解酸洗工艺的研究

在分析Na2SO4电解酸洗机理的基础上,试验研究了电解酸洗的影响因素（如电流密度、电解液浓度和电解液温度）,并提出热轧304带钢最优电解酸洗工艺。试验结果表明,采用15％浓度的Na2SO4溶液,溶液温度为75 ℃,电流密度4 A/dm2 ,阳极处理时间10 s,阴极处理时间为阳极时间2倍的电解工艺可有效去除304不锈钢表面氧化皮。     

不锈钢电化学着黑色工艺与成膜机理研究

采用电化学着色法对不锈钢着黑色进行了研究,讨论了钝化处理、着色液组成等因素对着色的影响,测定了着色膜的耐磨性和耐蚀性,并根据着色膜的组成、微观结构分析了成膜机理.结果表明:钝化和封闭处理能明显提高着色膜的耐磨性和抗色变性;电化学分析表明在1 mol/L H2SO4溶液、3.5%NaC l溶液和10%NaOH溶液中,着色膜腐蚀电位比不锈钢基体分别正移1130、565和790 mV,且腐蚀电流密度都比相应介质中的小;扫描电镜和能谱结果显示膜层为封闭块状结构,着色膜主要成分是Fe、Cr、Mn等元素,封闭处理能明显减少其裂纹数目.该成膜反应机理为:1)不锈钢基体的溶解形成大量的M e2+;2)金属/溶液界面上的M e2+与Cr3+水解形成合金氧化膜沉积在基体表面上;3)电化学致密过程中4H2MoO4+2SO42-+4H+2(MoO)2SO4+6H2O+6[O]和M e+[O]=M eO反应是着色膜致密的主要原因.     

氢氧化钠溶液浓度对Fe-Cr-Mo-C-B非晶合金涂层耐腐蚀性能的影响

利用电化学极化曲线方法、交流阻抗谱(EIS)技术和扫描电子显微镜(SEM)研究了Fe44Cr16Mo16C18B6非晶合金涂层在不同浓度NaOH(质量分数为10%,20%,30%)溶液中的电化学腐蚀行为。电化学测试结果表明,Fe44Cr16Mo16C18B6非晶合金涂层在NaOH溶液中的阳极极化曲线出现了宽的钝化区,并且发生了二次钝化,钝化区随着NaOH溶液浓度的增大而变窄。EIS图谱由高频感抗弧和低频容抗弧构成,利用R(RL)(Q(R(CW)))等效电路模型能有效地解释此合金涂层的腐蚀性能。SEM观察发现,Fe44Cr16Mo16C18B6非晶合金涂层的表面腐蚀产物随着溶液浓度的增加而变厚,并伴有脱落的现象。     

新型超高强度钢Cr12Ni4Mo2Co14在酸性环境中的应力腐蚀行为

采用慢应变速率拉伸实验研究了一种新型超高强度钢在酸性环境中Cl~-和H对应力腐蚀行为的交互作用,并采用SEM观察了试样断口形貌.结果表明,Cl~-显著提高Cr12Ni4Mo2Co14钢的应力腐蚀敏感性,实验条件下临界Cl~-浓度[Cl~-]c为0.15%左右.当Cl~-浓度高于[Cl~-]c时,Cl~-引发严重的点蚀,应力腐蚀裂纹起源于点蚀坑处.Cr12Ni4Mo2Co14钢在含Cl~-溶液中的断裂机理可以用"滑移-膜破裂"机制进行解释.充氢后的Cr12Ni4Mo2Co14钢发生氢致开裂,断口上出现二次裂纹.临界充氢电流密度i_([H]c)为10 m A/cm~2(溶液p H=5,充氢时间为30 min).当充氢电流密度大于i_([H]c)时,Cr12Ni4Mo2Co14的强度损失和塑性损失趋于最大值.溶液中的Cl~-浓度和材料中的H有复杂的交互作用,并非简单的加和作用.     

氯和氢对新型超高强度Cr12Ni4Mo2Co14钢在酸性环境中电化学腐蚀行为的影响

采用极化曲线、电化学阻抗和Mott-Schottky等电化学试验研究了酸性环境中Cl~-和氢对一种新型超高强度Cr12Ni4Mo2Co14钢电化学腐蚀行为的影响。结果表明:Cl-和氢均对Cr12Ni4Mo2Co14钢的阳极钝化区产生影响,随着Cl~-含量和氢含量的增加,点蚀电位负向移动,钝化区间缩短;Cl-通过占据氧空位促进钝化膜中形成Schottky空位对,而金属离子空位聚集会引起钝化膜的破坏;与未充氢Cr12Ni4Mo2Co14钢相比,充氢Cr12Ni4Mo2Co14钢中的施主和受主密度均有所提高,导致阳离子空位浓度提高,局部阳离子空位的聚集可诱导钝化膜的击穿。     

铁基非晶合金和13Cr不锈钢在超临界CO2环境的腐蚀行为

非晶合金由于其独特的结构、优异的耐磨耐蚀性能在海洋及CO₂地质封存领域展现出广阔的应用前景,有望成为超临界CO₂环境下钢构件的耐蚀涂层材料,但关于非晶合金在该环境下的腐蚀行为鲜有报道。利用高温高压反应釜对SAM2X5铁基非晶合金与13Cr马氏体不锈钢在温度80℃,压力10 MPa的模拟环境下进行腐蚀行为对比研究。通过XRD、DSC、CLSM、SEM、XPS以及电化学Mott-Schottky测试等方法对两种材料的微观结构、腐蚀形貌以及表面膜成分及结构进行表征与分析。研究结果表明：在高温高压的超临界CO₂环境下进行168 h腐蚀试验后,13Cr不锈钢表面发生严重的点蚀,而铁基非晶合金表面无点蚀发生;非晶合金表面膜除Fe和Cr外,富含大量的Si元素,会促进形成稳定致密的钝化膜;13Cr不锈钢表面膜为p型半导体,非晶合金表面膜为n型半导体,13Cr不锈钢钝化膜载流子密度远高于铁基非晶合金。证实了在该环境下铁基非晶合金的耐蚀性能远优于13Cr不锈钢。