304不銹鋼點蝕行為的電化學研究.pdf

1、本文采用恒電位極化法、動電位極化法、電化學阻抗譜(EIS)、動電位電化學阻抗譜(DEIS)和三維視頻顯微鏡等方法研究了304不銹鋼在3.5％NaCl溶液中,重力、pH值和溶解氧對其點蝕行為的影響,測定了單個蝕孔的生長速度,并初步探討了其機理,主要研究結果如下:
　　利用恒電位極化法、電化學交流阻抗譜和三維視頻顯微鏡研究了重力對304不銹鋼點蝕行為的影響,結果表明,試樣垂直放置比水平放置更容易發(fā)生點腐蝕,經恒電位極化相同時間后,垂直

2、放置的試樣表面點蝕形核個數(shù)是404,水平放置的試樣表面點蝕形核個數(shù)是275,重力作用使垂直放置的蝕孔內腐蝕產物更易擴散到孔外,加速點蝕的誘發(fā)。通過對阻抗譜的等效電路中元件參數(shù)的分析,說明垂直放置的試樣表面局部腐蝕比水平放置的更嚴重。
　　采用恒電位極化和三維視頻顯微鏡研究了不同pH值對304不銹鋼單個點蝕的動力學及腐蝕形貌特征的影響,結果表明,當pH分別為1、4、7、10、14,極化電位為0.15 V vs SCE時,單個蝕孔的點

3、蝕電流隨pH值的降低而增大,這是因為酸性溶液的H+加速陰極反應和堿性溶液中的OH-抑制氧還原反應。在同一pH值下,由于孔底侵蝕性溶液濃度較高,使孔口到孔底建立溶液濃度梯度和電位梯度,加速孔深的生長,減緩孔口直徑的擴展。不同pH值下,單個點蝕的生長都受腐蝕產物的擴散速度控制。多孔花邊蓋覆蓋在蝕孔表面,花邊蓋板上孔洞的直徑隨pH值的降低而增大。
　　利用動電位極化法和DEIS研究了304不銹鋼分別在溶解氧濃度0.52 ppm、0.74

4、 ppm和5.32 ppm溶液中不同階段的點蝕電化學信號特征,結果表明,304不銹鋼的鈍化膜在這三種溶解氧濃度溶液中(電位約為-0.32~0.28VvsSCE)均呈n型半導體,在溶解氧濃度0.52 ppm溶液中,304不銹鋼的鈍化能力和抗點蝕性能較好,鈍化膜的阻抗模值的增加速率最大。在相同成膜電位下,施主密度ND隨溶解氧濃度的降低而減小,空間電荷層厚度W隨溶解氧濃度的降低而增大,表明溶解氧會增加鈍化膜中的氧空位,降低膜的穩(wěn)定性。

5、　　在外加相同陽極過電位0.45 V下極化1000 s,304不銹鋼在溶解氧濃度0.52 ppm、0.74 ppm和5.32 ppm溶液中的亞穩(wěn)態(tài)點蝕的平均電流峰值分別是0.353μA、0.385μA、0.998μA,平均壽命分別是3.97 s、3.62 s、2.86 s。在相同極化時間下,單個亞穩(wěn)態(tài)點蝕的電流增加速率隨溶解氧濃度的升高而增大,認為溶解氧會修復蝕孔口破裂的鈍化膜來增加閉塞電池效應,進而加速金屬的溶解。
　　利用恒電

6、位極化法和三維視頻顯微鏡研究了304不銹鋼分別在溶解氧濃度0.52 ppm、0.74 ppm和5.32 ppm溶液中外加相同陽極過電位0.45 V下的穩(wěn)態(tài)點蝕行為,結果表明,單個穩(wěn)態(tài)點蝕電流與時間呈線性關系,且斜率隨溶解氧濃度的降低而減小,在溶解氧濃度5.32 ppm溶液中,有助于亞穩(wěn)態(tài)點蝕的形核及向穩(wěn)態(tài)點蝕的轉變,由于主體溶液中較高的氧的極限擴散電流密度使陰極氧還原反應速率的增大,導致加速陽極的金屬溶解。在點蝕初期,蝕孔內部迅速發(fā)生金