阳极时效时间与电解质对Fe-31Mn-7Cr合金钝化膜的稳定性与耐腐蚀性能的影响

运用综合的电化学方法与原子吸收光谱技术,研究阳极时效时间及其电解液对Fe-31Mn-7Cr合金于50%HNO3或1molL-1Na2SO4溶液中形成的钝化膜的稳定性与耐蚀性的影响.在阳极钝化电位中区,延长Fe-31Mn-7Cr合金在50%HNO3或1molL-1Na2SO4水溶液中阳极时效时间能增加钝化膜的稳定性与防护性,随之进一步改善合金的耐腐蚀抗力.由 1 mol L-1Na2SO4水溶液中阳极极化曲线各参数所表征的Fe-31Mn-7Cr(经1mol L-1Na2SO4阳极时效5h后)的耐腐蚀性能接近于1Cr13不锈钢的水平.在强氧化性的50%HNO3溶液中阳极时效表面改性的效果明显优于在中性的1molL-1Na2SO4溶液中改性者.表面改性后,抗腐蚀性能的提高主要归因于钝化膜中Cr氧化物的富集与Fe和Mn氧化物的贫乏.     

阳极时效时间与电解质对Fe—31Mn—7Cr合金钝化膜的稳定性与耐腐蚀性能的影响

运用综合的电化学方法与原子吸收光谱技术，研究阳极时效时间及其电解液对Fe-31Mn-7Cr合金于50％HNO3或1molL^-1Na2SO4溶液中形成的钝化膜的稳定性与耐蚀性的影响。在阳极钝化电位中区，延长Fe-32Mn-7Cr合金在50％HNO3或1molL^-1Na2SO4水溶液中阳极时效时间能增加钝化膜的稳定性与防护性，随之进一步改善合金的耐腐蚀抗力。由1molL^-1Na2SO4水溶液中阳极极化曲线各参数所表征的Fe-31Mn-7Cr(经1molL^-1Na2SO4阳极时效5h后）的耐腐蚀性能接近于1Cr13不锈钢的水平。在强氧化性的50％HNO3溶液中阳极时效表面改性的效果明显优于在中性的1molL^-1Na2SO4溶液中改性。表面改性后，抗腐蚀性能的提高主要归因于钝化膜中Cr氧化物的富集与Fe和Mn氧化物的贫乏。     

Fe24Mn4Al5Cr合金阳极钝化改性层的耐蚀性能

采用阳极钝化时效技术对Fe24Mn4Al5 Cr合金在1 mol/L Na2SO4溶液中、于620 mV电位下进行“内源”表面改性处理.利用电化学交流阻抗(EIS)测试技术和Zsimp Win软件拟合技术研究钝化时间对钝化膜稳定性的影响规律,并利用阳极极化测试技术研究阳极钝化改性层在NaCl溶液中的抗点蚀性能.研究结果表明:钝化15 min和3h改性层的EIS谱呈现偏移横轴的单容抗弧,电极反应过程的等效电路为R(QR),随钝化时间的增加,容抗弧直径增大,钝化膜电阻Rp增加.钝化5h时,改性层的Nyquist图呈现典型的Warburg阻抗,Rp增加了15 kΩ·cm2.其在不同Cl-浓度(0.3和0.5 mol/L)溶液中的阳极极化曲线均呈现自钝化-点蚀击穿过程,与原始合金相比,维钝电流密度减小,点蚀击穿电位升高,具有较好的抗点蚀性能.     

Fe24Mn4A15Cr合金阳极钝化改性层的耐蚀性能

采用阳极钝化时效技术对Fe24Mn4A15Cr合金在1mol／LNa2SO4溶液中、于620mV电位下进行“内源”表面改性处理．利用电化学交流阻抗（EIS）测试技术和ZsimpWin软件拟合技术研究钝化时间对钝化膜稳定性的影响规律,并利用阳极极化测试技术研究阳极钝化改性层在NaCl溶液中的抗点蚀性能．研究结果表明：钝化15min和3h改性层的EIS谱呈现偏移横轴的单容抗弧,电极反应过程的等效电路为R（QR）,随钝化时间的增加,容抗弧直径增大,钝化膜电阻RP增加．钝化5h时,改性层的Nyquist图呈现典型的Warburg阻抗,RP增加了15kΩ·cm^2．其在不同Cl^-1浓度（0．3和0．5mol／L）溶液中的阳极极化曲线均呈现自钝化一点蚀击穿过程,与原始合金相比,维钝电流密度减小,点蚀击穿电位升高,具有较好的抗点蚀性能．     

Fe24Mn4Al5Cr合金钝化膜的电子特性研究

采用Mott-Schottky曲线测试技术研究了Fe24Mn4Al5Cr合金在1 mol/L Na2 SO4溶液中经15 min、1 h和5 h钝化处理后钝化膜的电子特性.研究结果表明:Fe24Mn4Al5Cr合金在1 mol/L Na2 SO4溶液中形成的钝化膜具有n-p型半导体特征.随着钝化时间由15 min增加至5 h,钝化膜的施主浓度ND由2.79×1021 cm-3降至1.81×1021 cm-3,受主浓度NA由2.35×1021 cm-3降至1.54×1021 cm-3,平带电位Efb由-362 mV降至-414 mV,钝化膜的致密性增加.     

Mn化合物结构对Fe-Mn基钢钝化膜耐蚀性的影响

利用阳极极化曲线、俄歇电子能谱(AES)以及X射线光电子谱(XPS)测试技术研究Fe-25Mn和Fe-24Mn-4Al-5Cr钢分别在1 mol/L Na₂SO₄溶液和30%NaOH溶液中的钝化行为、钝化膜的成分及钝化膜的结构变化,得出Mn化合物结构对Fe-Mn基钢钝化膜耐蚀性的影响规律。研究结果表明：在1 mol/L Na₂SO₄溶液中,Fe-25Mn钢处于活化溶解状态,Fe-24Mn-4Al-5Cr钢则呈现钝化状态,钝化膜中Mn元素贫乏,Al、Cr元素富集;钝化膜主要由致密的Al₂O₃和Cr₂O₃组成,结构疏松的Mn₂O₃发生溶解,降低了Fe-Mn基钢钝化膜耐蚀性。在30%NaOH溶液中,Fe-25Mn钢表现出与Fe-24Mn-4Al-5Cr钢相近的钝化能力,钝化膜中只出现Mn元素的富集,结构致密的Mn(OH)₃是钝化膜的有效保护组分,显著提高...     

铝与铬含量对Fe-Mn基合金电化学极化性能的影响

用测量阳极极化曲线与相应电化学参数方法研究Al与Cr含量对Fe-25Mn合金在1mol/L NaSO4溶液中电化学极化行为的影响.在1 mol/L Na2SO4溶液中,Fe-25Mn合金不能钝化.在Fe-25Mn合金中加入2.2%Al导致呈现一个广阔的活化-钝化转变区,并在高电位处显示钝化的趋势.进一步在Fe-25Mn-2.2Al合金中加入6.9%Cr则引致钝化能力显著增加,并呈现窄的活化-钝化转变区及一个颇稳定的钝化区.Fe-25Mn-2.2Al-6.9Cr合金的维钝电流密度Ip接近ICrl3不锈钢的IP值.还对加入Al或Cr和Al与Cr的优化组合提高Fe-Mn基合金钝化性能的原因进行了简单的讨论.     

铝与铬含量对Fe—Mn基合金电化学极化性能的影响

用测量阳极极化曲线与相应电化学参数方法研究Al与Cr含量对Fe-25Mn合金在1mol/L Na2SO4溶液中电化学极化行为的影响。在1mol/L Na2SO4溶液中,Fe-25Mn合金不能钝化。在Fe-25Mn合金中加入2．2％Al导至呈现一个广阔的活化－钝化转变区,并在高电位处显示钝化的趋势。进一步在Fe-25Mn-2.2Al合金中加入6．9％Cr则引致钝化能力显增加,并呈现窄的活化－钝化转变区及一个颇稳定的钝化区。Fe-25Mn-2.2Al-6.9Cr合金的维钝电流密度Ip接近1Cr13不锈钢的Ip值。还对加入Al或Cr和Al与Cr的优化组合提高Fe-Mn基合金钝化性能的原因进行了简单的讨论。     

锰与铝对Fe—Mn合金在Na2SO4水溶液中电化学腐蚀性能的影响

采用测量阳极极化曲线方法,研究了 Fe-(17～28Wt%)Mn 与 Fe-25Wt%Mn-5Wt%Al合金在1M Na_2SO_4水溶液中的电化学腐蚀行为.随 Mn 含量的提高,合金的自腐蚀电流密度-I_(corr)与自腐蚀电位 E_(corr)分别呈近似线性地增大与降低,Fe-Mn 二元合金难以钝化.然而,Fe-Mn 合金加入5Wt%Al,则使 I_(corr)下降,钝化能力增加,同时阳极极化呈现稳定而宽的钝化区.这意味着在 Fe-Mn 合金中加入少量 Al,能显著增进其电化学腐蚀抗力.     

Fe—Mn基合金电化学腐蚀行为及机理研究

研究了Fe-Mn(15～32wt％)基合金在pH为0.5～15的溶液中,合金元素Al(0～10wt％)、Cr(0～7.6wt％)和Si(0～6wt％)的含量对其电化学腐蚀行为和钝化膜组组成的影响。在lM Na_2SO_4,3.5wt％NaCl,30％～50％HNO_3,10％HCl、10％～50％NaOH溶液中进行了阳极极化曲线测定和3.5wt％NaCl溶液中浸泡实验,并将含不同Al、Cr、AlCr复合或AlCrSi复合的Fe-Mn基合金的腐蚀行为与低碳钢A3、深冷用9％Ni钢及1Cr13、1Cr18Ni9Ti不锈钢的腐蚀行为进行比较。用俄歇能谱仪(AES)和X射线光电子谱仪(XPS)对FeMnAl、FeMnCr和FeMnAlCr合金在1M Na_2SO_4、50％HNO_3、30％NaOH溶液中钝化电位区内形成的钝化膜进行化学成分与元素价态的深度分布研究。     

聚苯胺复合材料制备及在模拟PEMFC环境下的电化学行为

应用化学刻蚀技术在80℃硫酸溶液中处理316L不锈钢,获得高Cr含量表面改性层.采用恒电压聚合技术在该改性层表面沉积聚苯胺膜,并测试聚苯胺/改性316L不锈钢材料在模拟质子交换膜燃料电池工作环境下的电化学行为.结果表明,聚苯胺膜层能使316L不锈钢在80℃0.5 mo L/L H_2SO_4+5 ppm F~(-1)溶液中的阳极极化曲线均由原样SS316L的活化-钝化行为转为自钝化状态,维钝电流均下降1~2个数量级;在模拟质子交换膜燃料电池运行环境中,经10 h恒电位极化,阴极侧或阳极侧腐蚀电流均低于美国DOE指定标准;在1.4 MPa压紧力下,聚苯胺膜层与Toray 060碳纸间接触电阻下降约256 mΩ·cm~2.316L不锈钢表面改性后涂覆聚苯胺膜,能显著提高不锈钢在模拟电池环境下的耐蚀性和导电性.     

Fe-Mn-Al-Cr合金双极板在模拟PEMFC环境中的电化学性能

采用电化学方法测定一种Fe-Mn-Al-Cr合金在模拟PEMFC环境中的极化曲线以及在PEMFC工作电位下的电流密度随时间变化的曲线.结果表明,Fe-Mn-Al-Cr合金在0.05 mol/L H2SO4+2 mg/L F溶液中呈现明显的活化-钝化转变.在恒电位极化过程中,阴极一侧表面能够形成稳定的钝化膜,钝化电流密度低于16 μA·cm-2.而在阳极一侧则产生了大量溶解的金属离子.     

高铝Fe-Mn基合金热氧化表面改性层的腐蚀行为

在800℃空气中对Fe30Mn9Al合金进行循环氧化160 h,利用X射线衍射(XRD)和电子探针显微分析(EPMA)技术,及稳态阳极极化和暂态交流阻抗测量技术,研究了高铝Fe-Mn基合金热氧化诱发贫Mn层的形成规律及其对耐蚀性能的影响.研究结果表明:Fe30Mn9Al合金热氧化表层主要由Mn2 O3、Al2 O3和MnAl2 O4组成,无铁氧化物存在;在氧化层与基体之间获得了厚度约为9μm、Mn含量15％的贫Mn铁素体层.相比Fe30Mn9Al合金,热氧化诱发贫Mn层在1 mol/L Na2 SO4溶液中的自腐蚀电位Ecorr从-568 mV提高至39 mV,维钝电流密度ip从21μA/cm2左右下降至1.6μA/cm2,极化电阻R由3.8 kΩ·cm2增至24.8 kΩ·cm2,耐蚀性能提高.     

Fe-Mn-Al-Cr合金双极板在模拟PEMFC环境中的电化学性能

采用电化学方法测定一种Fe-Mn-Al-Cr合金在模拟PEMFC环境中的极化曲线以及在PEMFC工作电位下的电流密度随时间变化的曲线.结果表明,Fe-Mn-Al-Cr合金在0.05 mol/L H2SO4＋2 mg/L F-溶液中呈现明显的活化-钝化转变.在恒电位极化过程中,阴极一侧表面能够形成稳定的钝化膜,钝化电流密度低于l6μA.cm-2.而在阳极一侧则产生了大量溶解的金属离子.     

离子束增强沉积TiN薄膜的耐蚀性

采用不同离子束入射方向的离子束增强沉积技术（IBED）在W18Cr4V高速钢表面沉积TiN薄膜.利用阳极极化曲线测试技术研究TiN薄膜在0.5mol/L H2SO4和3％ NaCl溶液中的耐蚀性.结果表明：在0.5mol/LH2SO4溶液中,离子束入射角度为45°时的TiN薄膜的阳极极化曲线呈现自钝化,自腐蚀电位Ecorr由原始高速钢的-400 mV增至-71 mV,致钝电流密度ib和维钝电流密度ip分别比原始试样降低4个和2个数量级,耐蚀性能显著提高.在3％ NaCl溶液中,离子束入射角度分别为0°、30°沉积的TiN薄膜的阳极极化曲线均呈现自钝化-点蚀击穿过程,随着入射角度的增加,自腐蚀电位和点蚀击穿电位升高,入射角度为45°时的TiN薄膜不发生点蚀破坏,自腐蚀电位Ecorr由原始高速钢的-600 mV增至-10 mV,具有高的抗点蚀性能.     

新型生物可降解Fe-Mn合金在Hanks溶液中的电化学腐蚀行为

采用浸泡实验、阳极极化曲线和电化学交流阻抗(EIS)测试技术,并结合XRD和SEM分析手段对新型生物可降解Fe-Mn合金在37℃人工模拟体液-Hanks溶液中的电化学腐蚀行为进行了研究,并与Fe-C合金比较.研究结果表明:在37℃Hanks溶液中浸泡5天后,Fe-Mn合金表面的腐蚀产物主要为锰的氧化物Mn_3O_4和MnO_2,表面发生均匀腐蚀.Fe-Mn合金在37℃Hanks溶液中的阳极极化行为是活化溶解过程,随着Mn含量由15%增加到30%,合金的自腐蚀电位Ecorr下降,自腐蚀电流密度icorr升高,与Fe-C合金相比,自腐蚀电位Ecorr从-650 m V下降至-800 m V以下,耐蚀性能显著降低.Fe-25Mn合金在37℃Hanks溶液中的容抗弧直径小于Fe-C合金,双电层电荷转移电阻R由420.5Ω·cm2减小为327.0Ω·cm2,降解速度提高.     

AZ31镁合金在Na2SO4溶液中的电化学腐蚀行为

将AZ31镁合金在pH6.1的0.1mol/L Na2 SO4溶液中长时间浸泡,利用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析不同浸泡时间腐蚀产物膜的相结构和形貌变化;利用阳极极化和电化学交流阻抗谱(EIS)测量技术研究AZ31镁合金腐蚀产物膜的形成过程及浸泡时间对合金耐蚀性能的影响规律.研究结果表明:AZ31镁合金在0.1mol/L NaSO4溶液中可形成固态的多孔氧化膜,腐蚀产物膜主要由MgSO4组成;随着浸泡时间的延长,腐蚀产物膜在合金表面的覆盖率和厚度逐渐增加,阳极极化曲线呈现类似于自钝化的现象,且自腐蚀电位逐渐升高,腐蚀电流密度减小,表明腐蚀产物膜对基体具有一定的保护作用;腐蚀产物成膜过程中的EIS均呈现两个容抗弧,具有两个时间常数,两个容抗弧的直径均随浸泡时间的增加而增大,同时相位角平台变宽,相位角提高,说明腐蚀产物膜的厚度越厚,对阻碍反应离子向基体扩散和迁移的影响越大.     

Fe-30Mn-2．7Si合金单宁酸化学转化膜研究

以优选工艺,进行单宁酸溶液处理Fe-30Mn-2.7S i恒弹性合金,在其表面形成化学转化膜.采用X射线衍射与扫描电镜及在1 mol/L Na2SO4溶液中测定阳极极化曲线与电化学阻抗谱等技术研究化学转化膜的结构、成膜机制与提高其耐电化学腐蚀性能的效果.依据在Fe-30Mn-2.7S i合金表面进行10%CuSO2滴浸的加速腐蚀实验,初步选定较优的单宁酸反应成膜工艺条件.这种转化膜很可能是由有一定孔隙的非晶态合金单宁酸膜层构成.在1 mol/L Na2SO4溶液中,由阳极极化曲线与电化学阻抗谱等参数表征单宁酸转化膜的抗腐蚀性能优于Fe-30Mn-2.7S i合金基体.文中还简要地讨论单宁酸转化膜的结构与电化学性能.     

Fe-30Mn-2.7Si合金单宁酸化学转化膜研究

以优选工艺,进行单宁酸溶液处理Fe-30Mn-2.7Si恒弹性合金,在其表面形成化学转化膜.采用X射线衍射与扫描电镜及在1 mol/L Na2SO4溶液中测定阳极极化曲线与电化学阻抗谱等技术研究化学转化膜的结构、成膜机制与提高其耐电化学腐蚀性能的效果.依据在Fe-30Mn-2.7Si合金表面进行10%CuSO2滴浸的加速腐蚀实验,初步选定较优的单宁酸反应成膜工艺条件.这种转化膜很可能是由有一定孔隙的非晶态合金单宁酸膜层构成.在1 mol/L Na2SO4溶液中,由阳极极化曲线与电化学阻抗谱等参数表征单宁酸转化膜的抗腐蚀性能优于Fe-30Mn-2.7Si合金基体.文中还简要地讨论单宁酸转化膜的结构与电化学性能.     

Fe32Mn3Al8Cr反铁磁精密电阻合金Al2O3防护涂层的研究

用溶胶-凝胶法在Fe32Mn3Al8Cr反铁磁精密电阻合金表面提拉制备Al2O3耐腐蚀防护涂层.采用X射线衍射分析涂层相结构,扫描电镜观察涂层表面形貌.在Fe32Mn3Al8Cr合金表面形成连续、光滑的Al2O3涂层,具有(110)择优取向的γ-Al2O3结构.采用动电位阳极极化法测定涂层的电化学腐蚀性能表明,与原始合金相比较,在1mol/L Na2SO4溶液中,Al2O3涂层的自腐蚀电位提高了571mV,自腐蚀电流密度降低了1个数量级以上,维钝电流密度降低了近1个数量级;在1%NaCl溶液中,自腐蚀电位与原始合金相当,自腐蚀电流密度降低了2个数量级,腐蚀电位高达2000mV(SCE)时仍未发生孔蚀击穿.而且,Al2O3防护涂层的耐均匀腐蚀和耐孔蚀性能均优于1Cr18Ni9Ti奥氏体钢.