分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2023-03-31 合作期刊: 《腐蚀科学与防护技术》
摘要: 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。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 分类: 地球科学 >> 海洋科学 提交时间: 2016-11-12 合作期刊: 《中国腐蚀与防护学报》
摘要: 钢筋混凝土结构在海洋环境下因钢筋腐蚀而破坏,糖苷 (PG)阻锈剂的加入可有效改善钢筋表面钝化膜的性能,抑制钢筋的腐蚀。本文利用动电位极化和表面形貌观察方法,在 3.5% NaCl 饱和 Ca(OH)2 溶液中研究了糖苷对钢筋表面钝化膜的性能影响,运用肖特基图来研究混凝土中阻绣剂对钢筋钝化膜的半导体特性的影响。极化曲线结果表明,糖苷阻绣剂的加入可有效地促进钢筋表面的钝化和屏蔽氯离子对基体金属的侵蚀;Mott-Schottky检测结果和钝化膜致密性分析表明,钢筋表面钝化膜遵循正线性,且具有n型半导体特性,随糖苷浓度增大,钢筋表面钝化膜稳定性和致密性增强,耐蚀性提高;经表面观察表明加入阻绣剂后,钢筋表面钝化膜腐蚀程度明显减轻,说明阻绣剂抑制了钢筋表面钝化膜在含氯碱性溶液中的腐蚀。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2023-03-31 合作期刊: 《中国腐蚀与防护学报》
摘要: 采用动电位极化、电化学阻抗谱和Mott-Schottky等电化学测量方法研究了静水压力对X100管线钢在0.5mol/LNaHCO3+0.03mol/LNaCl溶液中的电化学腐蚀行为的影响。结果表明:随静水压力增加,X100钢表面点蚀坑数量和面积增加;静水压力增加使溶液离子的活性增加,促进Cl-在钝化膜中的吸附,腐蚀反应的速率加快,腐蚀电流密度增加。静水压力增加使钝化膜组成由低压时的氧化物或氢氧化物转变为高压时的碳酸盐,导致耐蚀性降低,而点蚀形核几率增加。X100管线钢钝化膜具有n型半导体性质,随静水压力的增加,钝化膜内Cl-的增多使晶格缺陷增多,促进了氧化膜的破裂。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2017-03-31 合作期刊: 《中国腐蚀与防护学报》
摘要: 采用动电位极化、交流阻抗及Mott-Schottky技术研究了316L不锈钢在pH值分别为4、7和11的硼酸溶液中钝化膜电化学行为。结果表明:316L不锈钢在酸性的硼酸溶液中能形成稳定的钝化膜,随pH值增加,钝化性能下降。钝化膜在酸性介质中腐蚀电流密度最小,在碱性介质中最大。钝化膜完整性随pH值增加而降低,这与钝化膜组成有关。Mott-Schottky曲线结果表明,随pH值增加,316L不锈钢钝化膜由3层结构变化为2层;随着电位的升高,316L不锈钢的钝化膜半导体类型由n型向p型转变,耐蚀性降低。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2017-03-31 合作期刊: 《腐蚀科学与防护技术》
摘要: 为了掌握时效处理后的2205双相不锈钢在氢氟酸溶液中的腐蚀行为,实验室通过金相显微镜观察了固溶处理后的2205双相不锈钢经800℃时效处理15分钟、60分钟和120分钟的显微组织,采用XRD分析了时效不同时间下的物相结构,借助电化学极化和电化学阻抗方法测试了时效时间对2205双相不锈钢抗氢氟酸腐蚀行为的影响规律。结果表明:当时效时间从15分钟延长到120分钟,双相钢内析出了σ相,且σ相含量随时间延长而增多,铁素体基体相的含量则逐渐减少。随着时效时间延长,2205双相不锈钢的自腐蚀电流密度和维钝电流密度都呈逐渐增大趋势,抗氢氟酸腐蚀性能下降,这主要是因为析出的σ相导致钝化膜内的载流子密度逐渐增大,加快了电子的传输速度,电化学反应更容易发生。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2023-03-31 合作期刊: 《中国腐蚀与防护学报》
摘要: 用动电位极化、EIS和XPS等方法研究了应变作用下Q235碳钢在NaHCO3+NaCl溶液中的孔蚀行为。结果表明:在0.2mol·L-1NaHCO3+0.01mol·L-1NaCl溶液中,与无应变试样相比,8%的应变导致Q235碳钢的孔蚀电位Eb升高;随溶液Cl-浓度升高,应变试样的Eb逐渐降低,当Cl-浓度增大到0.1mol·L-1时,应变试样的Eb值降低到与无应变试样相同的水平。另一方面,应变导致Q235钢钝化膜中Fe3+/Fe2+比值减小,膜阻抗降低,电荷转移电阻变小,钝化膜的稳定性有所降低。在实验条件下应变导致Eb升高的现象归因于溶液中HCO3-的存在,应变促进钢表面的阳极溶解,进而促进了HCO3-在表面的优先吸附,一定程度上抑制了Cl-促进孔蚀的作用。随溶液中HCO3-/Cl-的比值降低,应变导致的Eb值变化逐渐减小直至消失。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2023-03-31 合作期刊: 《腐蚀科学与防护技术》
摘要: 通过腐蚀速率的测定、极化曲线、电化学阻抗谱(EIS)和扫描电镜(SEM)等分析测试手段对镀铝锌板耐指纹膜和钝化膜的耐蚀性能进行了系统地对比分析。结果表明:耐指纹膜试样由于表面致密,比钝化膜试样具有更高的耐蚀性能。在3.5%NaCl溶液中,耐指纹膜试样的腐蚀速率是钝化膜试样的0.553倍;极化曲线测试中,耐指纹膜试样的阳极反应和阴极反应相对于钝化膜试样均受到不同程度的抑制,其腐蚀电流和极化电阻分别是钝化膜试样的0.041倍和9.198倍;EIS测试中,耐指纹膜试样的阻抗值比钝化膜试样高出约一个数量级。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2023-03-31 合作期刊: 《中国腐蚀与防护学报》
摘要: 研究了无镍高氮高锰奥氏体不锈钢(HNSSs)的均匀腐蚀、晶间腐蚀、缝隙腐蚀、点蚀性能及再钝化性能;与商用316L不锈钢(316LSS)对比,考察了冷变形、敏化处理等对HNSSs的微观组织、钝化膜特征及耐蚀性的影响。结果表明:固溶HNSSs的均匀腐蚀和晶间腐蚀抗力明显不如316LSS的,敏化处理不影响钢的均匀腐蚀抗力,但导致晶间腐蚀抗力急剧弱化,尤其是无Mo钢;固溶HNSSs的缝隙腐蚀和点蚀抗力优于316LSS的,特别是含Mo钢,敏化处理导致钢的缝隙腐蚀和点蚀抗力弱化;冷变形引入大量微观缺陷,导致钝化膜变薄,膜中稳定氧化物减少,保护性变差,降低了HNSSs在含Cl-溶液中的点蚀抗力,但改善了其再钝化性能;敏化析出χ相,导致HNSSs的耐蚀性下降,再钝化性能劣化,且随冷变形量增加更为显著。并讨论了HNSSs的腐蚀机理。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2023-03-31 合作期刊: 《腐蚀科学与防护技术》
摘要: 采用动电位极化、电化学阻抗谱技术、Mott-Schottky等测试方法,研究了温度对X70钢在高pH值溶液(0.5mol/LNa2CO3+0.5mol/LNaHCO3)中钝化膜性能和电化学腐蚀行为的影响。结果表明:随着温度升高,X70管线钢的点蚀电位降低,维钝电流密度和钝化膜的极化电阻减小。在实验温度范围内,钝化膜为Fe2O3和Fe3O4的混合物,半导体类型为n型半导体,且不随温度升高而改变。但是随着温度的升高,钝化膜缺陷密度增加,膜厚度减小,腐蚀倾向增大。因此,温度升高会降低钝化膜的稳定性,导致其保护作用下降。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2016-11-15 合作期刊: 《金属学报》
摘要: 传统硬质磨料对软金属表面抛光往往产生大量的划痕,前期工作表明准晶在研磨时表现的碾抹主导机制可以避免划痕的产生,使其适用于软金属表面平整加工的特殊磨料。本文考察了Al62Cu25.5Fe12.5准晶磨料对紫铜,2024铝合金和304不锈钢三种软金属表面的研磨行为,从表面形貌、纳米硬度、碾抹系数、磨损量和电化学阻抗等方面与传统硬磨料金刚石、氧化铝和氧化硅进行对比。结果表明:经准晶磨料抛光的工件表面形貌与碾抹程度相关,碾抹系数越大,表面越平整,且碾抹系数与表面磨损率成反比。尤其需要指出的是,准晶磨料的这种“碾抹”特性可导致不锈钢表面产生硬化效应,硬度可提高约0.3GPa。准晶磨料的碾抹特性还有利于2024铝合金表面生成高耐蚀能力的钝化膜。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2023-03-31 合作期刊: 《腐蚀科学与防护技术》
摘要: 采用金相显微镜(OM)、显微硬度仪、电化学动电位再活化法(EPR)和电化学阻抗谱(EIS)对不同温度时效态S32101节镍双相不锈钢的显微组织、显微硬度和耐蚀性进行研究。结果表明:随时效温度从300℃升高,显微硬度增加,钝化膜致密性和耐蚀性下降;700℃时,相界处出现明显析出相,为碳氮化物和二次奥氏体组成的混合相,显微硬度达最大,钝化膜致密性和耐蚀性最差,几乎整个铁素体相被腐蚀,腐蚀机理是铁素体相的选择性溶解;继续升高到900℃,析出相减少,硬度下降,钝化膜致密性变好,耐蚀性提高。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2023-03-31 合作期刊: 《腐蚀科学与防护技术》
摘要: 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。
分类: 地球科学 >> 海洋科学 提交时间: 2017-03-31 合作期刊: 《腐蚀科学与防护技术》
摘要: 通过静态浸泡腐蚀实验以及极化曲线测试、电化学阻抗谱测试、Mott-Schottky曲线等电化学测试技术,结合扫描电子显微镜技术研究了马氏体沉淀硬化不锈钢PH13-8Mo在不同pH值的0.5mol/L的Na2SO4溶液中的腐蚀行为。结果表明:PH13-8Mo的耐蚀性随着溶液pH值的升高而增强,不同的pH值能改变腐蚀的速率及腐蚀产物的形貌。随着溶液pH值的升高,腐蚀电流密度jcorr减小,极化电阻Rp增大,容抗弧的幅值增大,钝化膜中缺陷密度降低,钝化膜的致密性增强,耐腐蚀性能提高。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2023-03-19 合作期刊: 《金属学报》
摘要: 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 NaCl)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.
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2016-11-07 合作期刊: 《中国腐蚀与防护学报》
摘要: 本文采用电化学极化曲线和交流阻抗技术对2205双相不锈钢在0.1%、1.0%及3.5%三种不同浓度的NaCl溶液进行测试,采用PDM点缺陷模型对测试结果进行建模与分析。从分析结果得知材料随着溶液浓度的升高抗点蚀能力下降,这是由于在钝化膜的生长过程中,氧离子缺陷产生于金属/膜界面,消耗于膜/溶液界面,而金属离子缺陷产生于膜/溶液界面,消耗于金属/膜界面;氧离子缺陷的迁移导致钝化膜的生长,而金属离子缺陷的迁移使得钝化膜发生溶解。另外,根据PDM模型理论并从金属相角度出发对2205不锈钢建立钝化膜溶解模型,可知2205双相不锈钢奥氏体相γ上的钝化膜可能比铁素体相α优先发生溶解。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2017-03-31 合作期刊: 《金属学报》
摘要: 基于固体与分子经验电子理论(EET),对Fe-Cr合金(Cr含量为0-30%,原子分数)的价电子结构进行了定量分析,利用界面电子密度差 的计算方法,计算了Fe-Cr合金与Cr2O3、Fe2O3钝化膜低指数晶面间的电子密度。结果表明,Fe-Cr合金固溶体的原子状态组数σn,最强键共价电子数nA和最强键键能EA均大于纯Fe,Cr能提高Fe基体的稳定性。当Cr含量达到12.52%和24.3%时,Cr原子从低阶迁移到共价电子数少的高阶状态,不稳定性增加,此时 Cr易偏离平衡位置与腐蚀介质作用形成钝化膜,造成Fe-12.52%Cr和Fe-24.3%Cr合金的耐腐蚀性能发生突变。Fe-Cr合金与Cr2O3、Fe2O3钝化膜的24个低指数界面中,只有Fe-Cr(112)/Cr2O3(0001), Fe-Cr(112)/Cr2O3(10 0)Cr,Fe-Cr(112)/Fe2O3(11 0)界面的 <10%,对于同等Cr含量的基体,Fe-Cr(112)/Cr2O3(10 0)Cr界面 最小,满足 <10%的杂化组数σ最大。随着基体中Cr含量升高,Fe-Cr(112)/Cr2O3(0001)和Fe-Cr(112)/Fe2O3(11 0)界面 降低,σ增加,Cr2O3、Fe2O3与基体的界面更加稳定牢固,因此Fe-24.3%Cr合金的耐腐蚀性可跃迁至更高水平。价电子结构对Fe-Cr合金耐蚀性能变化的分析结果基本符合Tammann定律的描述。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2016-11-14 合作期刊: 《中国腐蚀与防护学报》
摘要: 采用动电位极化曲线分析了X100和X80管线钢在0.5 mol/L NaHCO3溶液中的极化行为,通过电流密度-时间曲线以及Mott-Schottky曲线考察了两种钝化膜的生长机制和钝化膜的半导体性质,借助电容测量和点缺陷模型(PDM)计算了两种钝化膜内的缺陷密度和缺陷扩散系数。结果表明:两种管线钢在该介质中都存在一个很宽的钝化区间,表面钝化膜的生长均受电迁移和溶解—沉积混合机制控制,钝化膜均为n型半导体。但与X80管线钢相比,X100钢具有更低的自腐蚀电流密度和维钝电流密度,更高的击穿电位。X100管线钢表面钝化膜也更为致密、均匀、稳定,钝化膜的施主密度更低,缺陷扩散系数约是X80管线钢的1/3。因此,X100比X80管线钢表现出更好的抗均匀腐蚀性能和抗点蚀性能。