等离子体基低能氮离子注入金属钛的耐点蚀性能

采用等离子体基低能氮离子注入技术对纯Ti试样进行表面处理,研究了氮离子注入改性层在3. 5%Na Cl溶液中的耐点蚀性能及钝化膜的稳定性.结果表明:等离子体基低能氮离子注入纯Ti试样表面形成了厚度约为2μm的Ti2N相改性层;在3. 5%Na Cl溶液中,与金属Ti相比,Ti2N相改性层电化学交流阻抗谱(EIS)的容抗弧直径及|Z|值增加,相位角平台变宽,利用等效电路Rs-(Rp//CPE)拟合的电极电阻由6. 44×104Ω·cm2增大至2. 26×105Ω·cm2,电极反应阻力增大,耐点蚀性能提高.随着浸泡时间的增加,Ti2N相改性层钝化膜电阻相近,皆保持在105Ω·cm2量级,呈现良好的稳定性.     

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.     

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.     

奥氏体不锈钢固溶渗氮研究

对304和904 L两种奥氏体不锈钢进行了固溶渗氮研究.用电子探针测定了渗氮层的氮浓度分布,用扫描电子显微镜观察了试样渗层的显微组织,用显微硬度计测量了表面至心部的显微硬度,用X射线衍射仪分析了渗氮层的物相组成,对试样在1 mol/L的稀硫酸溶液中的耐蚀性进行了阳极极化曲线分析.结果表明显微硬度随表面至心部距离的增加而降低.固溶渗氮水冷试样表面的物相为单相奥氏体,炉冷试样的表面物相除高氮奥氏体外,还出现了CrN.渗氮后的试样在1 mol/L稀硫酸溶液中的耐蚀性优于未氮化试样.     

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.     

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．     

奥氏体不锈钢固溶渗氮研究

对304和904L两种奥氏体不锈钢进行了固溶渗氮研究．用电子探针测定了渗氮层的氮浓度分布，用扫描电子显微镜观察了试样渗层的显微组织，用显微硬度计测量了表面至心部的显微硬度，用X射线衍射仪分析了渗氮层的物相组成，对试样在1mol／L的稀硫酸溶液中的耐蚀性进行了阳极极化曲线分析．结果表明：显微硬度随表面至心部距离的增加而降低．固溶渗氮水冷试样表面的物相为单相奥氏体，炉冷试样的表面物相除高氮奥氏体外，还出现了CrN．渗氮后的试样在1mol／L稀硫酸溶液中的耐蚀性优于未氮化试样．     

电解质对Fe23Mn5Cr合金钝化膜的结构及耐蚀性能影响

运用电化学阳极钝化技术对Fe23Mn/5Cr合金分别于50%HNO3溶液及1. 0 mol/L Na_2SO_4溶液中进行表面钝化时效5 h处理;利用X射线光电子能谱(XPS)表面分析技术及电位衰减曲线和阳极极化曲线测试技术研究电解质对Fe23Mn5Cr合金钝化时效改性膜的组成结构与耐蚀性能的影响.结果表明:Fe23Mn5Cr合金在1 mol/L Na_2SO_4溶液中钝化5 h所得钝化膜主要由Fe_2O_3、Fe O及MnO组成,在50%HNO3溶液中钝化5 h所得钝化膜主要由Cr_2O_3和Fe_2O_3组成.与1. 0 mol/L Na_2SO_4溶液中的钝化时效改性膜相比,50%HNO_3溶液中钝化时效改性膜的Cr2p3/2峰强度增强,Mn2p3/2峰强度减弱,Mn氧化物溶解,具有保护性的Cr氧化物富集,耐蚀性能显著提高,其电位衰减时间由586 s延长至8782s,阳极极化曲线呈现自钝化.     

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.     

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.     

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。     

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.     

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。     

奥氏体不锈钢304L和304LN的加工硬化特点

以单轴拉伸试验测定了奥氏体不锈钢304L和304LN的室温加工硬化曲线,并用数学模型σ=K1ε1+exp(K2+n2ε)、σ=σ0+Kεn和σ=Kεn1+n2inε进行描述.比较三个数学模型的最大描述偏差表明,奥氏体不锈钢304L和304LN的加工硬化曲线可用σ=Kεm+n2mε描述.两种钢的形变结构中出现层错、晶界和退火孪晶处的位错塞积、位错胞状组织和形变孪晶.这些组织结构变化均产生加工硬化,其中位错塞积和形变孪晶的贡献大.     

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.     

Cr7Mo3V2Si钢表面改性复合强韧化工艺研究

研究了预渗氮和预渗碳对 Cr7Mo3V2Si 钢经强韧化处理后所得渗层的扫描断口形态、冲击韧性和硬度分布的影响.结果表明,Cr7Mo3V2Si 钢的含氮马氏体具有高碳马氏体形态和孪晶亚结构.渗层出现硬度峰值,表面硬度略低,表面硬度受控于残余奥氏体量,可通过冷处理而得到提高.建议对 Cr7Mo3V2Si 钢制冷作模具采用表面改性复合强韧化工艺,以提高使用寿命和改善其破坏形式.     

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。     

Fe-Al合金堆焊层的组织和性能研究

借助能谱的成分分析,用透射电镜选区电子衍射(SAED)技术,确定了堆焊金属的组织结构,并对堆焊金属、2.25Cr-1Mo钢母材及304不锈钢的高温(900℃)抗氧化性能进行试验比较.研究结果表明,用Fe-Al合金条(ω(Al)=16%)堆焊2.25Cr-1Mo钢,其堆焊层组织为α-Fe(Al).堆焊层金属的高温抗氧化性能优于304不锈钢.     

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.