扫描电化学显微镜原位表征pH值对核电蒸汽发生器合金腐蚀行为的影响

用扫描电化学显微镜(SECM)和电化学阻抗谱(EIS)原位表征了溶液pH值对核电蒸汽发生器800 合金溶液中的腐蚀行为的影响. 实验结果表明：在酸性氯化钠溶液中,SECM探针渐进曲线为正反馈,表明800合金为活化阳极溶解,腐蚀电位下的EIS 图呈现完整的单容抗弧特征;而在中性或者碱性溶液中,SECM探针渐进曲线为负反馈,表明800 合金为自钝化,不同阳极电位下的EIS 图均呈现不完整的容抗弧特征,但随着阳极极化电位的增加,EIS 谱容抗弧半径减小,表明钝化膜的耐蚀性下降;SECM二维扫描图像结果显示探针电流增加,表明电极表面活性增加,即钝化膜的溶解速度增加. 而在中性或者碱性溶液中的SECM二维图像中均可观察到若干活性点,这可能与晶界或者金属夹杂物等有关.     

扫描电化学显微镜原位表征pH值对核电蒸汽发生器合金腐蚀行为的影响(英文)

用扫描电化学显微镜(SECM)和电化学阻抗谱(EIS)原位表征了溶液pH值对核电蒸汽发生器800合金溶液中的腐蚀行为的影响.实验结果表明:在酸性氯化钠溶液中,SECM探针渐进曲线为正反馈,表明800合金为活化阳极溶解,腐蚀电位下的EIS图呈现完整的单容抗弧特征;而在中性或者碱性溶液中,SECM探针渐进曲线为负反馈,表明800合金为自钝化,不同阳极电位下的EIS图均呈现不完整的容抗弧特征,但随着阳极极化电位的增加,EIS谱容抗弧半径减小,表明钝化膜的耐蚀性下降;SECM二维扫描图像结果显示探针电流增加,表明电极表面活性增加,即钝化膜的溶解速度增加.而在中性或者碱性溶液中的SECM二维图像中均可观察到若干活性点,这可能与晶界或者金属夹杂物等有关.     

N80油套管钢应力状态下的CO2腐蚀行为研究

利用交流阻抗技术研究了拉伸、压缩和弯曲三种应力状态下N80油套管钢在饱和CO₂地层水中的腐蚀过程. 结果表明, 三种状态下的阳极电化学阻抗谱均出现了高频容抗弧、中低频感抗弧和低频容抗弧三个时间常数, 其中高频容抗弧与双电层电容和传递电阻有关, 感抗弧对应膜的活性溶解, 低频容抗弧与试样表面膜的生成有关. 随着三种状态下应变的增加, 感抗弧逐渐扩大, 而低频容抗弧则逐渐缩小, 表明应力状态下N80钢的CO₂腐蚀会加剧. 三种状态下的阴极阻抗谱高频均由容抗弧组成, 中低频由Warburg阻抗和容抗弧共同组成, 三种状态下随着应变程度的增加, Warburg阻抗增加, 反应电阻减小, 双电层电容减小, 说明应力会加速阴极反应过程的进行, 从而增加N80钢的CO₂腐蚀速率.     

干湿循环下混凝土中钢筋腐蚀的电化学检测

应用电化学噪声技术,结合电化学阻抗谱研究了干湿循环条件下3种不同pH值的3.5%NaCl溶液中混凝土钢筋的腐蚀过程.结果表明,钢筋的腐蚀分为3个阶段:钝化膜的溶解期、腐蚀活化期和腐蚀产物的累积期.在pH1的溶液中经过30个干湿循环后主要以均匀腐蚀为主,而对pH3和pH7溶液,则主要以点蚀为主,散粒噪声分析证实了混凝土中钢筋在强酸性溶液中更容易发生腐蚀.电化学阻抗谱分析也进一步说明了混凝土中钢筋的腐蚀经历了3个阶段:第1阶段Nyquist谱图中出现两个时间常数,高频区为混凝土层的容抗性质,低频区为钢筋与混凝土界面的电荷转移电阻;第2阶段,中频区增加一个时间常数,这与腐蚀产物的累积有关;第3阶段,随着腐蚀产物向混凝土中的扩散,中频区容抗弧有所减小,特别是pH1体系,中频弧几乎消失.SEM形貌表征观察到随着溶液酸度的增加钢筋表面的锈层明显增多.     

碳钢在N-甲基二乙醇胺介质中的电化学阻抗谱研究

应用电化学阻抗谱(EIS)研究碳钢在N-甲基二乙醇胺(MDEA)介质中的腐蚀行为.实验表明,未经预阴极活化处理的碳钢表面存在氧化膜,溶解氧促使它腐蚀速率增大,经活化处理去除氧化膜后则相反.在不含热稳定性盐(HSS)的MDEA溶液中,碳钢的腐蚀性随MDEA浓度的增加呈先上升后下降趋势;而在HSS高含量的溶液中,其腐蚀性则随MDEA浓度的增加而单调下降.在含有HSS模拟溶液中,碳钢的阳极极化EIS随极化电位由低到高分别出现感抗、负阻抗以及Warburg阻抗响应等特征,对应于孔蚀、活化状态向钝化状态过渡以及进入钝化的趋势,腐蚀反应的阴极过程表现为电化学反应和扩散传质混合控制,阳极过程为电化学反应控制.     

硫脲对块体纳米晶工业纯铁在盐酸溶液中的缓蚀行为

采用电化学阻抗谱(EIS)研究了硫脲对室温下1 mol•L－1盐酸溶液中粗晶和纳米晶工业纯铁的腐蚀行为的影响.从EIS的拟合结果得知,在1 mol•L－1盐酸溶液中,块体纳米晶工业纯铁比粗晶工业纯铁腐蚀倾向小.基于纳米晶和粗晶工业纯铁在添加有硫脲的1 mol•L－1盐酸溶液中阻抗谱随浸泡时间的变化关系,观察到以下现象,当浸泡时间短至5 min时,对应不同浓度(50、100、150、500 mg•L－1)的缓蚀剂添加量,在粗晶工业纯铁的阻抗复平面图上出现一感抗弧,而在纳米晶工业纯铁的阻抗复平面图是一圆心下偏的容抗弧.随着浸泡时间的延长,两种样品的容抗弧半径增大,在150 mg•L－1的浓度时,电荷传递电阻(Rct)出现极值,这表明硫脲是一种吸附型缓蚀剂.抗盐酸腐蚀性能的提高和没有感抗弧的出现, 归因于体纳米化的结果,这与体纳米化的制备技术密切相关.     

2-十一烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉在柠檬酸溶液中对碳钢的缓蚀作用

采用失重实验、极化曲线和交流阻抗等方法研究了缓蚀剂2-十一烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉在质量分数为2%柠檬酸溶液中对碳钢的缓蚀性能。 失重实验表明,该缓蚀剂在柠檬酸溶液中能够有效地抑制碳钢的腐蚀,当其质量分数为0.4%时,缓蚀效率达到86.4%。 极化曲线表明,该缓蚀剂为混合型缓蚀剂,Nyquist图中单一的容抗弧变化表明碳钢电极表面的腐蚀过程主要由电荷转移步骤控制。 该缓蚀剂的吸附行为符合Langmuir吸附等温式,吸附机理是介于物理吸附和化学吸附之间的一种吸附。     

铬对碳钢在NaHCO_3/NaCO_3缓冲溶液中所成钝化膜半导体性能的影响

应用电化学阻抗谱技术研究铬对碳钢钝化膜半导体性能的影响.实验表明,在碳酸氢钠/碳酸钠缓冲溶液中碳钢形成的钝化膜具n型半导体特性,而含有3%铬的碳钢钝化膜则呈n-p型半导体特性,随着成膜电位的增加,以上两种钝化膜之Mott-Schottky直线部分的斜率均呈增大的趋势,表明成膜电位升高,膜内的杂质密度减小,但铬的加入使得碳钢钝化膜的施主密度增加约一个数量级,从而增加了碳钢点蚀发生的趋势.EIS分析表明:铬的加入降低了钝化膜的传递电阻R1和膜电阻R2,特别是膜电阻R2下降达3个数量级,这就有可能增加碳钢在高pH值环境中的腐蚀.     

高温高压喷射湍流区中X70管线钢CO2腐蚀电化学特征

采用高温高压环路喷射装置并结合腐蚀微电极技术, 开展了湍流区中X70 管线钢CO₂腐蚀实验. 利用扫描电镜对不同实验时间的试样表面腐蚀产物微观形貌进行了观察和分析, 并进行了湍流区原位电化学测试和分析. 结果表明, 湍流区中X70 钢的CO₂腐蚀电化学特征与其表面所覆盖腐蚀产物膜层变化密切相关. 实验12 h内, 湍流区中X70钢表面从最初的基体与腐蚀产物共存, 转变为由疏松且不完整的膜层覆盖的特征. 实验12 h 后, 试样表面出现内外两层腐蚀产物膜, 内层膜堆垛致密, 外层膜疏松多孔, 同时湍流区中高切应力导致外层腐蚀产物脱落, 材料表面逐渐被完整致密的内层膜覆盖, 这是腐蚀速率持续下降的主要原因. 电化学结果表明, 实验12 h 内, 湍流区中X70 钢的腐蚀电位E_corr和线性极化电阻R_p不断下降; 电化学阻抗谱由高频容抗弧、中频容抗弧和低频感抗弧组成, 膜层电阻R_f缓慢增加, 电荷传递电阻R_t不断下降, 双电层电容C_dl和膜层电容C_f迅速下降; 12 h后, 腐蚀产物膜层对基体材料保护性随喷射时间延长逐渐增强, E_corr和R_p逐渐增大, 电化学阻抗谱中低频感抗弧逐渐收缩并在48 h 时消失, 最后转变为双容抗特征, R_f、R_t和C_dl随时间迅速增大, C_f趋于稳定.     

La2O3对铁基合金激光熔覆层耐蚀性能的影响

通过扫描电镜(SEM)观察和X射线衍射(XRD)分析, 研究了不同稀土加入量对铁基合金激光熔覆层组织形貌、相组成的影响; 通过极化曲线和交流阻抗谱(EIS)的测量, 研究了熔覆层的电化学性能. 结果表明, 加入稀土细化了熔覆层的晶粒, 使组织趋向均匀; 同时降低了材料的极化电位, 减小了极化电流密度, 降低了熔覆层在腐蚀性介质中的溶解速度, 随着稀土加入量的增加, EIS曲线低频区感抗弧逐渐减小, 容抗弧逐渐增大, 增强了熔覆层表面在交变电流下形成钝化膜的能力. 腐蚀失重实验结果表明, 加入稀土改善了熔覆层表面钝化膜的抗剥落能力, 不同程度上减轻了材料的腐蚀失重, 提高了熔覆层的耐腐蚀能力.     

Dissolved carbon dioxide effect on the behavior of carbon steel in a simulated solution at different temperatures and immersion times

Dissolved carbon dioxide effect on the behavior of carbon steel (0.4%carbon), in a simulated solution at different temperatures and immersion times, has been investigated using different techniques as potentiodynamic polarization, linear polarization resistance, and electrochemical impedance spectroscopy. The observation of the steel surface was done by scanning electron microscopy. All measurements reveal that the corrosion resistance is strongly dependent on both the temperature and immersion times. The corrosion resistance of carbon steel decreases in the solution considered as the temperature increases from 20?°C to 50?°C. Potentiodynamic polarization curves showed that cathodic and anodic current densities increase with the increased temperature. Besides, the study concluded that the addition of CO₂ gas to the simulated solution affects negatively the corrosion resistance in one hand and that, on the other hand, the higher the time of immersion the higher is the resistance to corrosion.     

红茶提取液在盐酸中对碳钢的缓蚀作用

采用动电位极化曲线和交流阻抗（EIS）研究了红茶提取液（BLE）在盐酸介质中对碳钢的缓蚀性能和缓蚀机理。 研究结果表明,采用索氏提取法从红茶茶叶中提取的缓蚀剂,对碳钢在1.0 mol/L盐酸溶液中具有良好的缓蚀性能,随着提取物浓度的增加,缓蚀效率增大。 红茶提取液中的有效缓蚀成分为抑制阴阳极反应的混合型缓蚀剂,在碳钢表面的吸附符合Langmuir等温式,属于单分子层吸附。     

温度和溶液pH值交互作用对X80钢在模拟土壤环境中腐蚀行为的影响

利用循环伏安法（CV）、电化学阻抗谱（EIS）和Mott-Schottky曲线研究了温度和溶液pH值交互作用下X80钢在模拟土壤环境中的腐蚀性能。结果表明：低pH值条件下X80钢表面会形成一层稳定性差的腐蚀膜;高pH值条件下X80钢表面会形成一层保护性强的腐蚀膜。随着pH值得增大和温度的降低X80钢表面所成腐蚀膜的膜电阻和传递电阻增大,这表明随着pH值得增大和温度的降低X80钢表面所成腐蚀膜对基体的保护性增强。X80钢在模拟土壤环境中表面所成腐蚀膜呈n型半导体特性,膜内施主密度随介质pH值增大而降低,随溶液温度升高而增大。平带电位和pH值之间呈现线性关系。     

硫酸溶液中聚天冬氨酸对碳钢的吸附缓蚀性能

应用电化学极化曲线和交流阻抗研究聚天冬氨酸(PASP)对碳钢的缓蚀性能,讨论了PASP浓度和温度对缓蚀效果的影响.结果表明:PASP是一种以抑制阳极为主的缓蚀剂.在实验温度范围内,PASP在0.5mol/L硫酸溶液中对碳钢的缓蚀效率随着温度升高而降低,并以10℃时的缓蚀效果最好.在给定温度下,缓蚀率均随PASP浓度的增加而迅速增加,但当PASP质量浓度达到2.5g/L时,缓蚀率的增加趋于平缓,10℃下,缓蚀率的最高值可达80.33%(PASP 6.0g/L),PASP在碳钢表面的吸附基本服从Freund lich吸附等温式,PASP的加入增大了碳钢的腐蚀反应表观活化能.     

Corrosion inhibition of carbon steel immersed in a 1 M HCl solution using benzothiazole derivatives

Corrosion inhibition effect of 2-mercaptobenzothiazole (MBT) and 2-aminobenzothiazole (ABT) compounds on ST-37 carbon steel in 1 M hydrochloric acid solution was investigated by electrochemical impedance spectroscopy (EIS), and it was observed that both of these compounds have corrosion inhibition effect on carbon steel. Evaluation of electrochemical behavior in test solutions showed that by increasing the immersion time from 15 to 300 min, corrosion resistance of samples is increased and at the same immersion time MBT has a better corrosion inhibition in comparison to ABT. AFM technique was performed for MBT and ABT. The results of calculations showed superior inhibition efficiency of MBT in comparison to ABT. This can cause easier protonation and consequently adsorption on the metal surface occurs.     

溶胶-凝胶法制备改性TiO2纳米薄膜及其防腐蚀性能

应用溶胶-凝胶法和浸渍提拉技术在316L不锈钢表面分别制备TiO2纳米膜和 B-Fe-Ce改性的TiO2纳米膜. 采用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、原子力显微镜(AFM)、拉曼光谱法和能量分散谱(EDS)对薄膜进行表征,通过电化学阻抗谱(EIS)和动电位阳极极化曲线的测试考察薄膜的耐蚀性及对不锈钢的保护性能. 结果表明:两种纳米薄膜均含锐钛矿型的TiO2纳米颗粒,纯TiO2纳米膜与改性后的纳米膜中颗粒直径分别约为15和10 nm. TiO2/316L不锈钢和 B-Fe-Ce-TiO2/316L不锈钢膜电极浸泡在0.5 mo.lL-1 NaCl溶液后,后者的电化学反应电阻较大,动电位阳极极化曲线的稳定钝化区较宽,击穿电位更高,说明改性的纳米膜的耐蚀性及其保护性能更好.     

钼酸盐封闭后处理的热镀锌钢板硅烷膜的耐蚀性

为进一步增强硅烷膜的耐蚀性, 将硅烷化热镀锌钢板用钼酸盐溶液进行封闭后处理, 并采用扫描电子显微镜(SEM)、中性盐雾(NSS)实验、盐水全浸实验和电化学技术研究了所得复合膜层的表面形貌和耐蚀性能. 结果表明: 经钼酸盐溶液封闭处理后, 硅烷膜的孔隙被填充, 在锌层表面形成了由硅烷膜和钼酸盐转化膜构成的连续完整致密的复合膜; 复合膜的耐蚀性能明显提高, 且与钼酸盐溶液的封闭时间有关, 封闭60 s时所形成的复合膜的耐蚀性最佳. 在5%(w, 质量分数)NaCl溶液中的电化学测量结果表明: 硅烷化热镀锌钢板经钼酸盐溶液封闭处理后, 同时抑制了腐蚀过程中的阳极和阴极反应, 但主要是抑制阴极反应, 导致腐蚀电流密度明显减小, 发挥了单一硅烷膜和单一钼酸盐转化膜腐蚀防护的协同效应, 腐蚀防护效率高达99.1%; 随浸泡时间延长, 试样低频扩散阻抗先增大后减小, 表明膜层具有一定的“自愈”能力, 其耐蚀性优于常规铬酸盐钝化膜.     

海生物附著对钢板管椿腐蚀之影响

为了解海生物对钢板管椿腐蚀之影响 ,将SS4 1金属试片浸渍于高雄港 #1 4码头水深 3m处及实验室人造海水中 .试验期间 ,以DC直流动电位极化曲线扫描与AC交流电阻抗分析现场量测各试片的瞬间腐蚀速率 .结果发现 :宏观地看 ,海生物在金属 (或锈层 )表面的附著可以减缓金属腐蚀 ,但从微观 (micro)的观点推论 ,海生物在金属表面的附著亦可以造成氧差或浓度差异电池 ,促成局部腐蚀 .此外 ,等效电路的模拟 ,有助于了解海生物附著对金属腐蚀的影响 ,即随浸渍时间的延长 ,金属表面因锈层增厚且趋于致密 ,以致锈层电阻增加 ;又因海生物种类不同 ,含水量不同 ,海生物电阻可能会有极大的差异     

假单胞菌对A3钢在枝孢霉菌溶液中腐蚀行为的影响

采用动电位扫描法、电化学交流阻抗法和表面分析方法研究了假单胞菌的加入对A3钢在枝孢霉菌溶液中腐蚀行为的影响. 结果表明, 假单胞菌的存在影响了A3钢在枝孢霉菌体系中阳极的反应过程, 假单胞菌与枝孢霉菌混合体系(简称假-枝混合菌体系)中A3钢的自腐蚀电流小于枝孢霉菌单种菌体系, A3钢的腐蚀速率减小；随着浸泡时间的延长, 从第7天开始, A3钢电极在假-枝混合菌体系中的阻抗值较之同样浸泡天数的枝孢霉菌单种菌体系的阻抗值大, 假单胞菌的存在抑制了枝孢霉菌对A3钢的腐蚀. SEM结果表明, A3钢在枝孢霉菌和假-枝混合菌体系中均发生了点蚀,枝孢霉菌单菌体系中A3 钢的点蚀坑大而深, 假-枝混合菌体系中的点蚀坑与枝孢霉菌体系相比小而浅.     

EIS evaluation of protective performance and surface characterization of epoxy coating with aluminum nanoparticles after wet and dry corrosion test

The effect of addition of aluminum (Al) nanoparticles to epoxy coating on the ability to protect the carbon steel was studied by electrochemical impedance spectroscopy and focused ion beam-transmission electron microscopy. The EIS was conducted in 0.1?M NaCl solution after wet/dry cyclic corrosion test. The addition of Al nanoparticles increased the film resistance (R _f) and the charge transfer resistance (R _ct) of epoxy-coated steel. The surface analysis showed that uniform and fine Al–Fe complex oxide layers were formed acting as barrier layers that enhanced the corrosion protection of the epoxy-coated steel. It has been concluded that the Al nanoparticles had a beneficial role in improving the corrosion resistance of the epoxy-coated steel.