等离子体源渗氮AISI 304不锈钢在3.5%NaCl溶液中钝化膜的稳定性

采用等离子体源渗氮技术对AISI 304奥氏体不锈钢进行表面渗氮处理.利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和电子探针显微分析(EPMA)技术,并结合电化学交流阻抗(EIS)测试技术和Zsimp Win软件拟合技术研究改性前后AISI 304奥氏体不锈钢的表面组成结构及在3.5%NaCl溶液中钝化膜的稳定性.研究结果表明,等离子体源渗氮AISI 304奥氏体不锈钢表面形成了氮浓度峰值为23.0%、厚度约为17μm的相改性层.改性前后AISI 304不锈钢在3.5%NaCl溶液中浸泡不同时间形成的钝化膜电极过程的等效电路为R(QR);浸泡时间为10 h时,与AISI 304不锈钢相比,γN改性层的钝化膜电阻R_p从3.615×10~4Ω·cm~2增加至3.765×105Ω·cm~2,增大了1个数量级,具有更好的耐点蚀性能.随着浸泡时间增加至48 h,γN相改性层的钝化膜电阻始终高于AISI 304不锈钢1个数量级,保持在105Ω量级,具有良好的稳定性.     

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．     

离子镀奥氏体Fe-Mn基合金表面改性层耐蚀性研究

在奥氏体Fe-Mn基合金表面离子镀1Cr18Ni9Ti不锈钢薄膜,改性后的Fe-Mn基合金在1 mol/L Na2SO4溶液中的耐均匀腐蚀性能和在1%NaCl溶液中的抗点蚀能力均明显优于未改性Fe-Mn基合金,甚至略优于1Cr18Ni9Ti不锈钢.Fe-Mn基合金表面改性后的耐蚀性,主要取决于改性层的结构、成分和缺陷.     

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.     

强流脉冲离子束辐照合金Ti6Al4V的耐蚀性

采用强流脉冲离子束（HIPIB）技术改性合金Ti6Al4V.HIPIB辐照合金试样的相结构不发生变化,但合金基体α-Ti的XRD衍射峰均发生向高角方向的漂移和宽化.辐照合金Ti6Al4V试样的硬度为4.2 GPa,硬化深度近600μm.辐照试样在1mol/L HCl溶液中呈自钝化现象,辐照试样与原始试样的维钝电流密度相当,但自腐蚀电位显著提高.HIPIB辐照具有改善合金Ti6Al4V耐蚀性作用.     

强流脉冲离子束辐照合金Ti6Al4V的耐蚀性

采用强流脉冲离子束(HIPIB)技术改性合金Ti6Al4V.HIPIB辐照合金试样的相结构不发生变化,但合金基体α-Ti的XRD衍射峰均发生向高角方向的漂移和宽化.辐照合金Ti6Al4V试样的硬度为4.2GPa,硬化深度近600μm.辐照试样在1 mol/L HCl溶液中呈自钝化现象,辐照试样与原始试样的维钝电流密度相当,但自腐蚀电位显著提高.HIPIB辐照具有改善合金Ti6Al4V耐蚀性作用.     

不同注入剂量和能量对氧化钛薄膜结构的影响

为研究离子注入以及真空退火对氧化钛薄膜的结构和性能影响,利用非平衡磁控溅射技术,在单晶硅基体上沉积得到了金红石氧化钛薄膜,在此基础上注入磷离子,并进行真空退火处理.研究结果表明:注入剂量和能量的增加,使得氧化钛薄膜的晶体结构损伤程度加剧;真空退火后,未注入与离子注入的薄膜Ram an峰均出现红移和加宽现象,薄膜能带结构因氧缺位及低价钛而产生的变化,导致薄膜的方块电阻逐渐降低,电阻可降至100~200Ω/cm2.     

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.     

膨胀石墨作为质子交换膜燃料电池双极板材料研究

以膨胀石墨、T90密封剂为原料,采用真空加压注密和高温焙烧方法,制备得到膨胀石墨复合材料,并应用于质子交换膜燃料电池双极板.此方法有利于低成本化的模压生产,推动膨胀石墨作为质子交换膜燃料电池双极板材料的商业化发展.结果表明,在真空负压8 h后注入密封剂,加压0.7 MPa下维持12 h.然后先在120℃时焙烧4 h,在200℃时焙烧4 h固化密封剂,制备得到改性后的注密膨胀石墨,并对其进行物理表征和化学表征.结果表明:在压力1.4 MPa下,注密膨胀石墨的接触电阻为4.4 mΩ·cm2,小于美国DOE标准(10 mΩ·cm2);相比较原始膨胀石墨,注密后的膨胀石墨比表面减小了48.594 m2/g、孔体积减小了0.14 cm3/g;腐蚀电位增加了0.409 V,经过拟合后腐蚀电流密度从0.9579μA/cm2降到0.0008μA/cm2,耐腐蚀性良好,达到质子交换膜燃料电池双极板的要求.     

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.     

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.     

Fe32Mn3A18Cr反铁磁精密电阻合金Al2O3防护涂层的研究

用溶胶-凝胶法在Fe32Mn3A18Cr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Fe32Mn3A18Cr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1mol／LNa2SO4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2000mV（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。     

Fe32Mn3Al8Cr反铁磁精密电阻合金Al_2O_3防护涂层的研究

用溶胶-凝胶法在Fe32Mn3A18Cr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Fe32Mn3A18Cr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1mol／LNa2SO4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2000mV（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。     

AZ31镁合金微弧氧化膜的电化学腐蚀性能

选用碱性硅酸盐溶液,对AZ31镁合金进行微弧氧化处理,获得了由厚度为3 μm的致密层和厚度为22 μm的疏松层组成的双层结构膜,主要由MgO、Mg2SiO4、Mg2SiO3组成.用测量阳极极化曲线与电化学阻抗谱(EIS)的方法研究了微弧氧化AZ31镁合金的电化学腐蚀行为.在pH12的0.5 mol/L NaCl溶液中,微弧氧化AZ31镁合金阳极极化曲线山原始镁合金的活化溶解转变为自钝化一点蚀击穿过程,自腐蚀电流密度降低1个数量级.原始AZ31镁合金的EIS呈现一个容抗弧和一个感抗弧,发生均匀腐蚀,感抗弧的出现表明电极反应过程中存在中间产物Mg ;微弧氧化AZ31镁合金浸泡96 h后EIS呈现三个容抗弧和一个的感抗弧,感抗弧的出现表明发生局部腐蚀,并且容抗弧直径较原始合金相比增大近5倍,微弧氧化膜阻碍了Cl-离子的扩散和迁移,合金的耐蚀性能显著提高.