鈍化電位

鈍化電位

鈍化電位又稱致鈍電位,指得是金屬進行陽極極化,當電位到達某 一臨界值時,金屬表面狀態發生突變,生成r吸附的或成相的鈍化膜,致使金屬腐蝕速度急劇降低,這一臨界電位值稱為金屬的鈍化電位。

鈍化電位與佛萊德電位

鈍化電位與佛萊德電位不同,前者是金屬從活態轉變到鈍態時的特徵電位,而後者是金屬從鈍態轉變成活態時的特徵電位,但兩者有時很接近。

陽極鈍化電位

陽極鈍化電位對黃銅表面鈍化膜半導體性能的影響  

目的:研究黃銅在不同陽極鈍化電位下形成的鈍化膜的半導體性能   。

方法:通過動電位極化曲線獲取黃銅在硼酸鹽緩衝溶液中的維鈍電位區間,並選取3個鈍化電位值對黃銅進行鈍化處理,採用電化學阻抗譜和Mott-Schottky半導體理論研究陽極鈍化電位對鈍化膜半導體性能的影響,並進一步利用PDM模型進行點缺陷擴散係數的計算   。

結果:黃銅在硼酸鹽緩衝溶液中有明顯的鈍化區間,不同鈍化電位對應的Mott-Schottky直線斜率均為負值,且點缺陷擴散係數均為10-14數量級。隨著陽極鈍化電位的正移,鈍化膜的阻抗值不斷增加,受主密度降低,平帶電位變小,空間電荷層厚度增加。結論黃銅在不同鈍化電位下形成的鈍化膜均表現出p型半導體的特性,膜中載流子以空穴為主,隨著陽極鈍化電位的正移,鈍化膜的導電性能變差,耐蝕性能增強,對基體的保護作用更好   。

1)動電位極化曲線表明,黃銅在硼酸鈉緩衝溶液中呈現明顯的鈍化行為,維鈍區在0~0.7V,範圍較寬,此時金屬表面可能形成較為緻密的鈍化膜   。

2)電化學阻抗測試結果表明,隨著陽極鈍化電位的正移,膜阻抗值不斷增加。Mott-Schottky分析結果表明,黃銅在不同鈍化電位下形成的鈍化膜層均表現出p型半導體的特性,膜中載流子以空穴為主,隨著鈍化電位的正移,曲線線性部分斜率增大,受主密度降低,平帶電位變小,耐蝕性能提高   。

3)採用PDM模型計算點缺陷擴散係數的結果表明,不同陽極鈍化電位下形成的鈍化膜的陽離子空位擴散係數為10-14數量級,隨著鈍化電位正移,空間電荷層厚度增加,鈍化膜的導電性能變差,對金屬基體的保護作用更好   。

縫隙腐蝕再鈍化電位

縫隙腐蝕再鈍化電位易和縫隙腐蝕臨界電位V的測定

步驟1:是試樣浸漬後從自腐蝕電位E出發,每升1mV維持1min。為使縫隙腐蝕充分進行,流經試樣的電流爪(500μA)附近時,維持30min。步驟2:繼之,在步驟3中,以步驟l相同的法下降電位,當電流降至人(50μA)時,再以每降01mV維持60mni的緩慢速度降低電位。步驟4:當電流變負且不再有正向增加的電位值即為E。

以恆電位法測定V ,恆定時間20h。每一實驗電位下實驗6個縫隙試樣。為了比較,光滑試樣將在正向掃描至100μA的電位值作為孔蝕電位E輔助電極為鉑電極,參比電極為332型飽和甘汞電極(SCE)。用光學顯微鏡確認是否產生縫隙腐蝕   。

實驗與討論

測定獲得的E電位一電流曲線,隨電位正移,電流逐漸增加,在500μA處恆電位流經試樣的電流值逐漸增大,表明縫隙腐蝕正在進行。電位負移時,電流逐漸下降,當電位降至某值,電流逐漸降到零進而為負值,且在lh恆電位期間無增加傾向,說明此時縫隙腐蝕發生了再鈍化。取此時電位-900mV再鈍化電位E。為了驗證上述結果,在0.5mol/L NaCl中在E附近用恆電位法測試了縫隙腐蝕臨界電位V,縫隙腐蝕開始的時間隨試樣電位變負而增加,在10 s以後縫隙腐蝕下限電位約為-900mV,與E值基本一致。證明工業純Al與不鏽鋼一樣,E值與V一致。說明E不依賴縫隙腐蝕進行情況或測定方法,是縫隙腐蝕的特徵值   。

恆電位-850mV時,電流單調上升,表明縫隙腐蝕在進行。在-900mV開始時,電流緩慢下降,繼之又增加,說明縫隙腐蝕經過一段時間誘導後發生。在比E值負的一950mV時,電流徐徐下降,抑制了腐蝕發生   。

25℃時Cl 濃度與E和孔蝕電位E的關係。隨著Cl 濃度增加,E和E負移,且Cl 濃度愈高愈易誘發縫隙腐蝕和小孔腐蝕。在相同Cl 濃度下,E比E負約100mV,說明縫隙腐蝕比小孔腐蝕更為敏感   。

結論

(1)不鏽鋼的縫隙腐蝕再鈍化電位E的測定方法,也適用於工業純AI。E與縫隙腐蝕的下限電位V相一致,故E作為縫隙構造的特徵值,可以判斷破壞性縫隙腐蝕電位範圍   。

(2)工業純Al的E比孔蝕電位瓦負約100mv,縫隙腐蝕在工業純Al更易發生   。

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