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．     

基于PDM的304不锈钢钝化膜生长动力学研究

研究了304不锈钢在不同pH溶液中钝化膜生长规律。结果表明,304不锈钢表面生长的钝化膜为n型半导体,钝化膜内施主密度与施加的电位成反比(除pH=13.4溶液);在钝化区内,稳态电流密度与施加的电位无关,而阻挡层的厚度随施加电位增加而增厚。采用点缺陷模型(PDM)对钝化区的电化学阻抗谱(EIS)数据进行分析计算,拟合出的参数可以用来预测样品随时间的腐蚀进程。计算结果表明,间隙阳离子是阻挡层的主要缺陷,缺陷的扩散系数约为10^-19 cm²·s^-1。     

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.     

氢对不锈钢钝化膜破裂应力的影响

用纳米力学探针测量了316不锈钢电解抛光以及抛光后阳极钝化试佯的载荷-压入位移曲线，并研究了氢的影响．结果表明，一旦表面存在氧化膜(电解抛光)或钝化膜(阳极钝化)，在载荷-位移曲线上就会出现恒载荷平台；对氧化膜，平台载荷较小，对应膜的屈服；对钝化膜，平台载荷较大，对应膜的破裂．氢可降低钝化膜的平台载荷以及相同载荷下的压入位移，从而使得钝化膜的复合弹性模量Er和破裂应力σF都随试样中氢浓度Co的升高而下降，例如，Er(GPa)=100 82e^-0.01Co，σF(GPa)=1．59 2．93e^-0.010Co。     

不锈钢电解抛光钝化膜的极化行为研究

推导了适应于半导体电极出现简并化时其伏安行为的表达式。利用这些表达式。并结合实测的不锈钢钝化膜在含有氧化还原对的溶液中的极化曲线,求得了过电位在膜中的分布规律,并推断了电荷交换反应的机制。     

SUS36不锈钢阳极钝化膜的研究

用恒电位极化、电位衰退、充电曲线和交流阻抗等电化学方法,结合表面分析技术,研究了SUS36不锈钢在H_2SO_4介质中在不同电位下形成的钝化膜的组成及其与耐蚀性的关系。在过钝化区形成的钝化膜,其耐蚀性比较好。     

不锈钢过钝化－二次钝化的研究

通过对３０４不锈钢在较高电位下过钝化和二次钝化的稳态过程和电化学交流阻抗（ＥＩＳ）的分析，认为不锈钢过钝化和二次钝化现象与膜／溶液（ｆ／ｓ）界面上的电化学反应有密切关系，并通过理论模型分析，解释了过钝化和二次过钝化膜在高电位下溶解速度高，而在开路自腐蚀电位下反而有较好的稳定性这一现象．     

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.     

含Si不锈钢钝化膜的电子能谱分析

本文利用多功能电子能谱仪,对含Si不锈钢在浓硝酸中浸泡216h后的表面膜进行了研究,结果表明,这层膜主要是Si以SiO_2形式在表面层富集。在强氧化性介质中,含Si的Cr-Ni不锈钢中的Si已成为主要钝化元素,Cr则降至次要地位。     

304不锈钢的微生物腐蚀行为研究

用自腐蚀电位、动电位扫描法研究了304不锈钢(304SS)微生物腐蚀的电化学行为,应用原子力显微镜(AFM)观察了硫酸盐还原菌(SRB)在304SS表面形成的微生物膜的形貌和304SS的腐蚀形貌.实验结果表明,硫酸盐还原茵参与了不锈钢的电化学腐蚀,加速了腐蚀速度,破坏了不锈钢的钝化层,诱导了不锈钢点蚀的发生.     

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．     

不锈钢作为给水材料在含Cl-水中的腐蚀行为

采用浸泡试验结合极化曲线以及电化学阻抗测试研究了304不锈钢在含不同浓度Cl-的水溶液中的腐蚀行为。结果表明引起304不锈钢产生明显点蚀的NaCl浓度为0.4%;随Cl-浓度和温度的升高,点蚀现象加重;点蚀电位与温度之间存在一线性关系;阻抗谱测试也显示出NaCl浓度大于0.4%后对钝化膜的破坏性显著增强。     

混凝土中钢筋钝化膜的Mott-Schottky研究

 运用Mott-Schottky图可分析混凝土中钢筋钝化膜的半导体特性.对饱和氢氧化钙溶液中和混凝土中钢筋钝化膜的测定表明，在-0.8 V～0.3 V范围，混凝土中钢筋钝化膜的C-2SC-E呈Mott-Schottky线性关系，且斜率为正，即钢筋钝化膜为n-型半导体，施主密度为10.26m-3数量级.在本实验条件下，在模拟孔隙液中添加氯离子，钝化膜破坏严重；而硫酸根离子对钢筋钝化膜无明显影响；亚硝酸根离子能缓解和修补氯      

阳极钝化电位对黄铜表面钝化膜半导体性能的影响

目的研究黄铜在不同阳极钝化电位下形成的钝化膜的半导体性能。方法通过动电位极化曲线获取黄铜在硼酸盐缓冲溶液中的维钝电位区间,并选取3个钝化电位值对黄铜进行钝化处理,采用电化学阻抗谱和Mott-Schottky半导体理论研究阳极钝化电位对钝化膜半导体性能的影响,并进一步利用PDM模型进行点缺陷扩散系数的计算。结果黄铜在硼酸盐缓冲溶液中有明显的钝化区间,不同钝化电位对应的Mott-Schottky直线斜率均为负值,且点缺陷扩散系数均为10-14数量级。随着阳极钝化电位的正移,钝化膜的阻抗值不断增加,受主密度降低,平带电位变小,空间电荷层厚度增加。结论黄铜在不同钝化电位下形成的钝化膜均表现出p型半导体的特性,膜中载流子以空穴为主,随着阳极钝化电位的正移,钝化膜的导电性能变差,耐蚀性能增强,对基体的保护作用更好。     

电化学改性不锈钢钝化膜的XPS/SERS研究

应用Ｘ射线光电子能谱（ＸＰＳ）和表面增强拉曼光谱（ＳＥＲＳ）考察１８－８不锈钢表面电化学改性钝化膜各层次的化学组成。ＸＰＳ的结果表明电化学改性处理可使钝化膜老化。膜层中含大量的ＣｒＯ３,但未检测到ＣｒＯ４＾２－,在膜的各个层次均发生铬的富集,而在最外层铬的含量并非最大。表明在改性处理过程中,铬优先溶解,铁在膜的以存在Ｆｅ（Ⅱ）和ＦｅⅡ两种氧化态,同时有利于非晶态结构的形成。原位ＳＥＲＳ测试的结果指     

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。     

2507双相不锈钢在电解海水防污环境中的腐蚀钝化行为

通过开路电位、动电位极化曲线、恒电位极化曲线、Mott-Schottky曲线和腐蚀形貌观察等研究了2507双相不锈钢在电解海水防污环境中的腐蚀行为和钝化行为。结果表明：2507双相不锈钢在电解海水防污环境中的腐蚀形式是点蚀;随着NaClO质量浓度的增大,NaClO水解导致溶液pH值升高,阻碍溶解氧的阴极去极化过程,减缓阳极氧化溶解速率,开路电位和自腐蚀电位增加,腐蚀倾向性降低;而NaClO阻碍钝化膜生成过程,钝化区间减小,载流子密度增大,钝化膜屏蔽性能下降,阻抗半径减小,腐蚀电流密度增大,点蚀孔数量增多,孔径深度增大,耐腐蚀性能下降。     

不锈钢盐酸露点腐蚀行为的原位研究

利用一种新型的露点腐蚀模拟装置结合原位的电化学阻抗谱,电化学噪声等测试手段评价了304和316L两种不锈钢的盐酸露点腐蚀行为.结果表明,316L不锈钢表现出更优异的耐盐酸露点腐蚀性能,主要原因可归结为两点:一是316L不锈钢钝化膜中含有较高的Cr/(Cr+Fe) 比以及较低含量的Fe;二是316L不锈钢钝化膜中含有能改善抗点蚀性能的Mo.