Co-W合金镀层表面氧化膜在碱性体系中的电化学研究

采用电化学手段以及Mott-Schottky理论, 并结合氧化膜点缺陷模型(PDM)分析研究了Co-W合金镀层在1 mol• L^－1 NaOH溶液中表面氧化膜的半导体性质, 并分别计算出了不同W含量的Co-W合金镀层在－0.15, －0.25和－0.35 V三个不同电位下阳极氧化后氧化膜的供体密度、平带电位及氧空穴扩散系数. 结果表明, Co-W合金镀层在1 mol•L^－1 NaOH溶液中表面氧化膜的Mott-Schottky曲线线性区斜率为正, 表现出N型半导体性质|随着阳极氧化电位的升高或合金镀层W含量的降低, 氧化膜供体密度N_D逐渐增大, 导致氧化膜被破坏或发生点蚀的几率升高|随着阳极氧化电位的降低或合金镀层W含量的降低, 氧化膜平带电位呈降低趋势, 说明其耐蚀性升高|不同W含量的Co-W合金镀层在三个不同电位下阳极氧化后的氧化膜的氧空穴扩散系数为(1.543～8.533)×10^－14 cm²•s^－1.     

环氧树脂/碳钢电极在硫酸溶液中的半导体导电行为

采用电位-电容测试和Mott-Schottky分析技术研究了环氧树脂/碳钢电极在0.5 mol·L-1硫酸中腐蚀失效过程中的半导体导电行为. 环氧树脂在刚刚浸入溶液时(10 min)为绝缘体, 随着浸泡时间延长, 由于离子的腐蚀,环氧树脂外层逐渐转变为n 型半导体. 半导体层中的载流子密度随着浸泡时间的延长而增大,载流子由浸泡7 h约1010 cm-3增大到48 h的约1012 cm-3数量级, 浸泡48 h 以内涂层没有完全转变为半导体, 碳钢表面包括环氧树脂层在浸泡7-48 h 期间为MIS(metal-insulator-semiconductor)结构. 此MIS 结构空间电荷层在-0.5 - 0.5 V内处于反型状态, 反型层内的载流子为空穴. 在较低频率下测得空间电荷层电容为反型层电容和耗尽层电容的串联电容, 随电位升高而减小;较高频率下测得空间电荷层电容仅为耗尽层电容, 不随极化电位变化. 该MIS结构的电位-电容特性曲线与理想MIS结构相比发生了阳极漂移.     

碳钢/醇酸涂层在5%NaCl溶液中的极化及半导体行为

摘要 采用电位-电容测试和Mott-Schottky分析技术研究了碳钢/醇酸涂层在5%NaCl溶液侵蚀下腐蚀失效过程中的极化及半导体行为. 浸泡2h, 电极形成了MIS结构, 涂层半导体为n型导电, 半导体载流子密度为4.99×109cm-3, 腐蚀仅受水和离子在涂层中的扩散控制;浸泡1d和2d时, 涂层在电场下发生偶极极化, 偶极电场阻碍载流子的迁移, 偶极弛豫效应使微分电容随外加电位绝对值增大而减小, 并造成电位-电容行为的频率依赖性;浸泡7d~17d涂层发生空间电荷极化, 碳钢与涂层形成了金属/半导体接触, 随着浸泡时间延长, 涂层载流子密度逐渐增加, 平带电位正移, 功函数逐渐减小, 对电子束缚能力减弱, 随外加电位的增加, 金属/醇酸涂层界面势垒升高, 空间电荷层成为阻挡层, 电极载流子输运受涂层孔隙电阻, 空间电荷层, 金属基底反应动力学三重控制.     

ZnO-Bi2O3二元陶瓷粉体电化学行为研究

采用电化学阻抗谱和电位-电容测试及Mott-Schottky分析技术研究了ZnO-Bi2O3粉体电极在0.5 mol/L NaCl溶液中的电化学行为. 研究表明, ZnO-Bi2O3粉体表现为n型半导体; 随着Bi2O3含量的增加或混合时间的延长, 粉体的阻抗增大, 空间电荷层电容Csc减小, 载流子浓度ND减小; 经高温烧结成二元压敏陶瓷, 随着混合时间的延长, 电阻片综合电性能越好. 该方法可有效评价二元陶瓷粉体混合均匀性.     

不同晶粒度螺纹钢的电化学行为及其钝化膜的Mott-Schottky 研究

利用交流阻抗谱和极化曲线研究比较了四组不同晶粒尺寸的螺纹钢在模拟海水液(3.5% NaCl)中短期电化学腐蚀行为; 利用硼酸缓冲液中钝化膜的Mott-Schottky 理论比较了各试样在不同阳极极化电位下的钝化膜的优劣性. 结果表明, 在14 d 的模拟海水短期浸泡期间, 细晶粒螺纹钢在后期表现出较大阻抗值和较小的自腐蚀电流密度, 耐蚀性能优于粗晶粒试样. 在硼酸缓冲液中形成的钝化膜表现出典型的n 型半导体性能, 公共钝化区间为-0.15～0.8 V. 在选取的-0.1, 0.2, 0.5 V 三个不同极化电位下, 细晶粒螺纹钢在硼酸缓冲液中的钝化膜稳定性、耐蚀性弱于粗晶粒螺纹钢. 在0.5 V 的外加电压下试样钝化膜的内层膜消失, 钝化膜的施主浓度最低, 膜最为致密、稳定.     

HRP在大孔笼状介孔分子筛FDU-12上的固定及直接电化学

用吸附的方法将辣根过氧化物酶(HRP)固定到三维笼状介孔分子筛FDU-12中, 傅立叶变换红外光谱(FTIR)和电化学交流阻抗谱结果表明, 固定后的HRP没有变性, 并表现出良好的直接电化学性质, 其式量电位(E0')为-0.325 V, 在40-300 mV·s-1范围内, 它不随扫描速率变化而变化. 电化学反应速率常数(ks)为1.200 s-1. 固定后的HRP对H2O2有稳定的电催化活性, 该固定酶的方法具有简单、易操作和电极稳定性良好等优点, 可用于获得其他酶或氧化还原蛋白质的直接电子转移以及第三代生物传感器电极的制备.     

阵列微电极研究Nd~(3+)对金属铜在3.5% NaCl溶液中腐蚀电化学行为的影响

利用阵列微电极技术测量了金属铜的自腐蚀电位、阻抗及表面腐蚀产物膜层载流子密度,并结合扫描电子显微镜,研究了Nd3+对金属铜在3.5%(w)NaCl溶液中腐蚀电化学行为的影响.结果表明,加入Nd3+使得金属铜表面生成的腐蚀产物膜层的形貌及结构发生了变化,腐蚀产物膜层变薄,腐蚀产物由片状结构转变为粒状结构,颗粒均匀分散分布;Nd3+的存在使得金属铜表面各区域的电位方差由0.034下降为0.026,阻抗标准方差由32805下降为6940,电位及阻抗分布趋于均匀化,有利于抑制局部腐蚀的发生;并且加入Nd3+将造成金属铜表面绝大部分区域腐蚀产物膜层的半导体类型由n型转变为p型,表面腐蚀产物膜层载流子密度标准方差由1.89×1017上升为4.10×1017,载流子密度分布趋于不均匀.     

镁合金在含F－的NaOH溶液中钝化行为的电化学研究

采用极化曲线、电容-电位曲线、Mott-Schottky分析以及电化学阻抗(EIS)等电化学方法研究了镁合金在含F^－ NaOH溶液中的阳极钝化行为. 结果表明, 在－1.2～1.8 V的电位范围内, 镁合金在含F^－的NaOH溶液中发生阳极钝化. 所形成的钝化膜表现出n型半导体的导电特性. 在0.7～1.8 V的电位范围内, 随着F^－浓度增大, 镁合金的阳极极化电流密度呈现出随着电位升高而逐渐增大的趋势, 随着F^－浓度增大这一趋势逐渐减弱. 并且F^－浓度的增大使得镁合金表面空间电荷层电容和钝化膜的载流子密度都不断减小. 通过极化曲线和电化学阻抗共同说明, 在5%的Na₂SO₄溶液中, NaOH溶液中阳极钝化后的镁合金随着钝化体系中F^－浓度的增加其耐蚀性逐渐减弱.