模拟孔溶液中球墨铸铁表面钝化膜脱钝过程及氯离子阈值分析

为了揭示输水过程中内衬水泥砂浆球墨铸铁管的腐蚀机理,开展了球墨铸铁样品在模拟砂浆孔溶液中的腐蚀实验.采用电化学测试方法,研究了模拟孔溶液中球墨铸铁表面钝化膜的脱钝过程,分析了模拟孔溶液碱度和氯离子浓度对球墨铸铁电化学阻抗谱及极化电阻的影响.结果表明:当模拟孔溶液的pH值从13.6降低至11.5时,球墨铸铁表面钝化膜脱钝时的氯离子浓度从0.30 mol/L减小至0,且脱钝时的球墨铸铁阻抗谱和极化电阻发生明显改变;球墨铸铁表面脱钝氯离子阈值与溶液的pH值呈线性关系,且随pH值的降低而减小.所建立的球墨铸铁表面脱钝氯离子阈值方程,为进一步评估内衬水泥砂浆球墨铸铁管的服役寿命提供依据.     

304 L不锈钢焊缝在混凝土模拟孔隙液中的点蚀行为

采用动电位极化曲线、电化学阻抗谱、Mott-Schottky曲线等电化学方法研究了以308 L为焊丝的304 L不锈钢焊接接头在不同氯离子含量的混凝土模拟孔隙液中腐蚀行为和电化学规律。随Cl-增加,304 L不锈钢焊接接头的三个区域(母材、焊缝和热影响区)在混凝土模拟孔隙液中的自腐蚀电位、点蚀电位及电荷转移电阻降低,钝化膜中载流子密度和焊接接头的点蚀坑数量增加。在同浓度的腐蚀溶液中,308 L的焊缝区域耐蚀性最佳,热影响区次之,304 L基体表现出低的电荷转移电阻和高的掺杂浓度使得母材的耐蚀性最差。     

2507双相不锈钢在SO2污染模拟海水中的腐蚀行为

采用开路电位、电化学阻抗谱(EIS)、Mott-Schottky曲线和浸泡腐蚀实验研究了2507双相不锈钢在含不同浓度(0,0.001和0.01 mol·L-1)NaHSO3模拟海水中的腐蚀行为.研究表明:开路电位随NaHSO3浓度的增加而负移,腐蚀倾向增大;电荷转移电阻Rt随浓度的增加而减小,耐蚀性降低;2507不锈钢的腐蚀形态为局部腐蚀,点蚀程度随浓度升高有所加剧,腐蚀速率随浓度的增加而增大;Mott-Schottky曲线和成膜后电化学阻抗谱测试表明,NaHSO3的加入增加了2507不锈钢表面钝化膜的点缺陷浓度,降低了钝化膜的稳定性,电荷转移阻力减小,腐蚀更容易发生.这可能归因于NaHSO3的加入增加了模拟海水的酸度,并随NaHSO3浓度的增加促进了不锈钢表面钝化膜的破坏.     

输水环境下水泥砂浆-球墨铸铁管腐蚀过程电化学测试

该文针对输水条件下水泥砂浆-球墨铸铁管的腐蚀问题,设计制作了内衬水泥砂浆球墨铸铁管环试件,进行纯净水、6M硝酸铵溶液和6M氯化铵溶液扰动侵蚀下的管环试件线性极化电阻(LPR)和电化学阻抗谱(EIS)测试,分析了不同溶液中试件的线性极化电阻、腐蚀电流密度等电化学参数随腐蚀时间的变化规律,并评估了各试件在不同溶液中的腐蚀程度。结果表明,在120天的腐蚀时间内,纯净水中试件的砂浆层电阻、铸铁表面电荷转移电阻和腐蚀电流密度基本不变;硝酸铵溶液中,试件的砂浆层电阻下降明显,但铸铁表面电荷转移电阻和腐蚀电流密度基本不变;而在氯化铵溶液中,试件砂浆层电阻和铸铁表面电荷转移电阻均降低明显,且腐蚀电流密度远大于铸铁表面脱钝临界值;LPR与EIS所评估的试件腐蚀程度基本一致。     

恒电流脉冲法研究钢筋在模拟混凝土孔溶液中的腐蚀行为

通过恒电流脉冲法研究了钢筋在不同pH值模拟混凝土孔溶液中的腐蚀行为.应用时间常数与双电层电容计算了钢筋的极化电阻.结果表明:钝化钢筋的时间常数大于活化腐蚀钢筋,钝化钢筋的双电层电容比活化腐蚀钢筋小;腐蚀末期较好的抗腐蚀能力证实了钢筋在CP模拟液(pH13·6)中形成的钝化膜比在CH模拟液(pH12·5)中更致密,耐蚀性更好,而在CN模拟液(pH11·0)中基本无法形成完整的钝化膜;SO2-4与SiO2-3加入CP模拟液能提高钢筋的极化电阻,钢筋表面形成了更致密的钝化膜,在腐蚀末期钢筋表现出了更好的耐蚀性.最后,比较了恒电流脉冲、线性极化及电化学阻抗谱所测的极化电阻与腐蚀电流密度,表明这三种电化学方法在测试钢筋腐蚀速率方面具有较好的相关性.     

X80管线钢钝化膜电化学性能的EIS研究

目的 研究成膜电位、温度和氯离子等对X80管线钢在1 mol/L NaHCO3/0.5 mol/L Na2CO3缓冲溶液中所形成的钝化膜的电化学性能的影响.方法 利用电化学阻抗谱技术研究了X80管线钢在1 mol/L NaHCO3/0.5 mol/L Na2CO3缓冲溶液中所形成的钝化膜的电化学性能.结果 随着成膜电位的增加,传递电阻R1减小,而膜电阻R2和扩散阻抗YW增加,表明膜的致密性增加;成膜温度升高,传递电阻R1、膜电容Q2和膜电阻.尺2减小,说明膜的致密性减小;同一温度下增加溶液中的氯离子浓度,传递电阻R1、膜电容Q2和膜电阻R2:均减小;在同一氯离子浓度下升高温度,传递电阻R1、膜电容Q2:和膜电阻R2:均减小.结论 成膜电位、成膜温度和氯离子会对钝化膜的电化学性能产生显著的影响.     

耐蚀钢筋在混凝土模拟液中的电化学行为

利用电化学阻抗谱法(EIS)对比研究了新型耐蚀钢筋(00Cr10MoV)和普通低碳钢筋(20MnSiV)在混凝土模拟液中的自钝化、碳化以及碳化与氯盐耦合作用下的电化学行为,并利用扫描电镜(SEM)观察了钢筋表面腐蚀产物的形貌.结果表明,00Cr10MoV钢筋在钝化期的致钝性明显优于20MnSiV钢筋,且在碳化、碳化与氯盐耦合作用下,00Cr10MoV钢筋的耐蚀性也更强.电化学参数拟合中,00Cr10MoV钢筋在碳化期的钝化膜电阻和电荷转移电阻分别约为20MnSiV钢筋的3倍和58倍;00Cr10MoV钢筋在碳化和氯盐耦合作用期的钝化膜电阻和电荷转移电阻相比于20MnSiV钢筋分别提高约89%和99%.碳化与氯盐耦合作用后,00Cr10MoV钢筋表面仅生成少量点蚀坑,而20MnSiV钢筋表面则出现大量疏松的腐蚀产物.     

氨基三甲叉膦酸对铝合金钛锆钝化膜性能的影响

将氨基三甲叉膦酸添加到钛锆钝化液中,用浸渍法在AA6061铝合金表面上形成钝化膜.用电化学方法研究了添加氨基三甲叉膦酸前后的钛锆钝化膜的耐腐蚀性能,并对成膜机理和耐蚀机理进行了分析.电化学分析结果表明,添加氨基三甲叉膦酸后,腐蚀电位更低,且腐蚀电流密度明显降低,说明在钛锆钝化液中加入氨基三甲叉膦酸后可以更好地减缓铝合金的阴极反应,从而更有效地抑制铝合金腐蚀反应的发生.     

铁素体不锈钢在盐酸溶液中的腐蚀过程

利用电化学工作站,结合微观腐蚀形貌分析,研究了铁素体不锈钢在盐酸溶液中的腐蚀过程.结果表明:铁素体不锈钢在盐酸溶液中的腐蚀过程分为3个阶段:表面钝化膜的穿透、腐蚀产物膜的增厚以及阴阳极反应平衡.不锈钢在表面钝化膜的穿透和腐蚀产物膜的增厚阶段仅发生均匀腐蚀,而在反应平衡阶段不锈钢表面出现大量的晶间腐蚀和少量的点蚀.当盐酸质量分数大于10%时,铁素体不锈钢在盐酸溶液中的极化曲线钝化区完全消失,其腐蚀过程主要受阳极控制.随着盐酸质量分数的增大,溶液电阻Rs和电极反应的电荷转移电阻Rt均逐渐减小,同时腐蚀电极表面双电层结构中的充放电能力不发生改变.     

氯离子对碳钢在混凝土孔隙液中腐蚀行为的影响

采用重量法、线性伏安扫描法、弱极化法和SEM,研究C l-对碳钢在模拟混凝土孔隙液(饱和Ca(OH)2溶液)中的腐蚀行为的影响.结果表明,高pH值的混凝土孔隙液能减缓氯离子对碳钢的腐蚀;当pH≥13.6时,在NaC l浓度小于3%的混凝土孔隙液中,碳钢表面因生成钝化膜而不被腐蚀;当pH≤9时,混凝土孔隙液中无论是否存在C l-,碳钢均会被腐蚀;当pH=12.5时,混凝土孔隙液中NaC l浓度小于0.05%,碳钢则不被腐蚀;当混凝土孔隙液中的C l-浓度达到临界氯离子浓度时,碳钢表面的钝化膜开始损坏而被腐蚀,碳钢的腐蚀速度随着C l-浓度的增加而增大.     

H_2SO_4浓度对00Cr19Mo2NbTi铁素体不锈钢钝化膜的影响

采用场发射电子扫描显微镜(SEM)、能量色散X射线光谱(EDS)和电化学测试技术,并结合点缺陷模型(PDM)研究了H_2SO_4浓度对00Cr19Mo2NbTi铁素体不锈钢钝化膜耐腐蚀性能的影响。SEM和EDS分析表明,钝化膜随着H_2SO_4浓度增大逐渐增厚、致密,主要成分为Fe和Cr的氧化物。电化学结果显示,交流阻抗谱呈现单容抗弧,容抗弧半径随H_2SO_4浓度增大而变大。当H_2SO_4浓度由40%增加至85%时,动电位极化曲线的腐蚀电位正移,腐蚀电流减小。与40%H_2SO_4钝化试样相比,85%H_2SO_4钝化试样的腐蚀电位升高了114 mV,腐蚀电流下降了2个数量级,电荷转移电阻增大近3倍;在-0.6～0.5 V电位区间,钝化膜表现为p-n型半导体特性,85%H_2SO_4钝化膜的施主浓度最小(1.250×10~(22) cm~(-3)),说明氧空位和阳离子间隙减少,钝化膜相对稳定。     

NaCl溶液中20Cr9Ni5Co14不锈钢电化学腐蚀行为

采用电化学极化技术(动电位极化技术、线性极化技术和循环极化技术)和交流阻抗技术研究了不同条件下20Cr9Ni5Co14超高强度不锈钢的电化学腐蚀行为,并采用扫描电镜对极化后腐蚀形貌进行了表征.结果表明,20Cr9Ni5Co14钢在3.5%(质量分数)Na Cl溶液中出现钝化.随着Na Cl浓度的升高,钝化现象消失,而自腐蚀电流密度从8.223×10-7A/cm2减小至1.129×10-7A/cm2;随着p H值的降低,20Cr9Ni5Co14钢的致钝电位和过钝化电位增加.在p H值高于3时,腐蚀产物膜具有良好的耐腐蚀性能而导致反应步骤成为控制步骤.而当p H值降低到2时,腐蚀产物溶解速度很快,金属界面发生腐蚀速率很大,浓差极化成为了控制步骤.对腐蚀形貌研究表明,20Cr9Ni5Co14钢在极化过程中出现点腐蚀,导致了材料的耐腐蚀性能下降.     

Cl~-对690合金腐蚀电化学行为的影响

采用动电位极化、电化学阻抗、动电位电化学阻抗谱和电容测量等方法研究了690合金在一回路模拟溶液中的电化学行为.极化曲线结果表明:690合金在两种溶液中都存在较窄的钝化区间,在0.5V出现二次钝化现象.电化学阻抗表明,690合金在不含Cl-溶液中的阻抗模值较大,而随Cl-的加入阻抗模值变小.动电位电化学阻抗谱表明,随扫描电位正移,钝化膜在两种溶液中具有相似的变化趋势,动电位电化学阻抗谱与动电位极化曲线完全对应.690合金在0.2V下形成的钝化膜的Mott-Schottky曲线测量表明,溶液中Cl-使得钝化膜中的施主和受主密度增大.     

不锈钢阳极钝化行为的电化学调制光谱研究

利用电化学调制光谱,并结合电化学稳态法和交流阻抗技术,研究了304不锈钢在含Cl~-离子介质中的阳极钝化行为。初步结果是:当不锈钢处于阳极钝化区,其表面钝化膜的化学组分、价态及介电性质等随电化学环境的不同,而发生复杂的变化;在不同的电位区,其表面组分富集不同;钝化膜中的物质价态随电位正移,从低价态向高价态过渡变化;介质中的Cl~-离子对钝化膜中组分具有选择性的活化溶解作用,这种作用可从离点腐蚀特征电位较远的低电位区开始,且随电位的正移而愈趋强烈。     

α-Ti在甲醇溶液中应力腐蚀敏感性和钝化膜应力随电位变化的一致性

利用α-Ti在甲醇溶液中恒电位腐蚀形成钝化膜前后流变应力之差可直接测量钝化膜引起的平均应力.用X射线光电子能谱(XPS)研究了钝化膜的成分.结果表明,当腐蚀电位V≥-240mV时,钝化膜产生拉应力,且随电位下降,膜致拉应力逐渐下降;当电位V≤-280mV时,钝化膜引起压应力.α-Ti在甲醇溶液中应力腐蚀(SCC)敏感性随外电位的变化和膜致应力的变化相一致.当膜致应力是压应力时,不发生SCC;随膜致拉应力升高,SCC敏感性也升高.     

镀铬不锈钢双极板在PEMFC环境中的性能

为克服不锈钢表面存在的钝化膜非均匀性的缺陷,采用镀铬方法对304不锈钢进行表面改性,研究表面镀铬的304不锈钢在模拟质子交换膜燃料电池(PEMFC)环境中的电化学性能和电性能.结果表明:在不锈钢表面生成了厚7～8μm的均匀完整的镀铬层;镀铬的304不锈钢在模拟PEM-FC阴极和阳极环境中均具有比基体更低的钝化电流密度,更易于钝化;在空气中形成的氧化膜较基体具有更低的界面接触电阻,恒电位极化后表面生成的钝化膜可引起表面接触电阻的增加.     

不同热处理00Cr12Ti在再活化过程中的电化学行为

采用Cu--CuSO4--16%H2SO4浸泡实验、双环电化学动电位再活化(DL--EPR)法和动电位交流阻抗(DEIS)研究了不同热处理状态00Cr12Ti在0.1 mol.L-1 H2SO4+0.0001 mol.L-1 KSCN溶液中的电化学行为.结果表明:1000℃保温2 h的试样发生敏化,650℃保温2 h的试样不发生敏化.不同热处理状态主要影响合金的再活化过程,对合金的活化过程影响很小.在再活化过程中,对于1000℃保温2h试样,容抗弧显著减小而后逐渐增大,且低频区出现负阻抗,发生钝化膜的破裂和修复;而650℃保温2 h试样钝化膜相对稳定,没有发生钝化膜破裂和修复.发生晶间腐蚀后,1000℃保温2 h试样电荷转移电阻(Rct)明显小于650℃保温2 h试样的钝化膜电阻(Rp),这是由敏化试样发生局部腐蚀造成的.     

醋酸钾型除冰液薄液膜厚度对飞机用2024铝合金腐蚀电化学行为的影响

利用新型低温薄液膜腐蚀实验装置,对飞机用2024铝合金在低温(-5℃)条件下的醋酸钾型除冰液薄液膜下的电化学腐蚀电化学行为进行了研究。结果表明:在较薄(低于240μm)的除冰液薄液膜下飞机用铝合金腐蚀电流密度随液膜厚度增加而增加,电荷转移电阻1/Rct随薄液膜厚度增加而增加;在较厚(高于240μm)的除冰液薄液膜下飞机用铝合金腐蚀电流密度随液膜厚度增加而减小,电荷转移电阻1/Rct随薄液膜厚度增加而减小。研究表明除冰液薄液膜对飞机铝合金的腐蚀速度随薄液膜厚度增加呈现先增加后减小的规律。     

用循环伏安法研究脆硫锑铅矿与捕收剂的作用机理

采用循环伏安法研究了脆硫锑铅矿和乙硫氮、乙黄药相互作用的电化学性能,当电极电位ψh小于矿物的腐蚀电位ψcorr时,捕收剂在矿物表面产生化学吸附,形成吸附膜,起缓蚀作用;在腐蚀电位附近,吸附能力达到最大,并产生钝化作用.当ψh≥ψcorr时,矿物表面主要表现为捕收剂-金属离子沉积盐,并随电位的升高而氧化分解.化学吸附是乙硫氮与脆硫锑铅矿相互作用的主要特征.乙黄药在脆硫锑铅矿表面产生化学吸附,又形成双黄药.同乙黄药相比,乙硫氮是脆硫锑铅矿更好的捕收剂;当ψh＜ψcorr时,电化学吸附受pH值的影响较小;当ψh≥ψcorr时,随着pH值升高,电流密度增大,电极过程主要受自身的腐蚀反应所控制,黄药对此起催化作用.     

316L不锈钢在醋酸溶液中的钝化膜电化学性质

通过电化学阻抗方法测量316L不锈钢在25～85 ℃的醋酸溶液中的EIS曲线和Mott-Schottky曲线,并测量各温度点下的循环伏安曲线,研究了钝化膜的电化学性质. 研究结果表明:在醋酸溶液中的阻抗谱表明316L不锈钢在25～85 ℃温度范围内均能形成稳定的钝化膜,随温度升高极化阻力下降而界面电容增大. 温度对于316L不锈钢钝化膜的半导体本征性质没有根本的影响:在-0.5～0.1 V电位区间内钝化膜呈p型半导体特征;在0.1～0.9 V电位区间内钝化膜呈n型半导体特征;在0.9～1.1 V电位区间内钝化膜呈p型半导体特征. 钝化膜的循环伏安曲线显示当温度低于55 ℃时,钝化膜结构比较稳定;当温度为55 ℃时,钝化膜稳定性趋向恶化;当温度超过55 ℃时,钝化膜稳定性下降.