不锈钢载波钝化膜的半导体性质

运用交流阻抗法和光电化学法研究了不锈钢载波钝化膜层的半导体性质。讨论了交流阻抗测试中扰动频率的变化对Mott-Schottky曲线的影响，讨论了不锈钢载波钝化膜的n/p型、杂质施主密度和平带电位等半导体性质，同时结合光电化学法对交流阻抗测试结果进行了验证分析，实验结果认为不锈钢载波钝化膜层具有与直流钝化膜层相似的半导体性质，并通过膜层的组成结构对其半导体性质作了分析。     

22Cr双相不锈钢钝化膜组成及其半导体性能研究

借助于Mott-Schottky方程分析了成膜电位、成膜时间、成膜温度以及氯离子等因素对22Cr双相不锈钢在碳酸氢钠/碳酸钠缓冲溶液中所成钝化膜半导体性能的影响, 同时借助于X射线光电子能谱(XPS)技术分析了所成钝化膜的组成. 结果表明: 22Cr双相不锈钢在碳酸氢钠/碳酸钠缓冲溶液中所成钝化膜呈n-p型半导体结构, 钝化膜内施主/受主密度随成膜电位增加、成膜时间延长、成膜温度降低、以及介质中氯离子浓度的降低而减小, 同时膜对基体保护作用随这些因素变化而增强. 钝化膜的XPS分析表明, 钝化膜呈现双层结构, 外层膜主要由三价铁的氧化物(Fe2O3)组成, 内层膜主要由三价铬氧化物(Cr2O3)以及少量二价铁氧化物(FeO)组成.     

模拟冷却水中不锈钢的自钝化及硫离子的影响

通过对316＃不锈钢/模拟冷却水体系电化学阻抗谱(EIS)的测定和拟合，确定了合适的模型.根据此模型，膜电阻R2在电极浸泡过程中增大， 反映膜电容的Y02值则不断减小，显示钝化膜的增厚和致密.模拟冷却水中硫离子的加入使R2迅速降低.Mott-Schottky图测定显示，在模拟冷却水中浸泡65天的不锈钢钝化膜的施主密度ND和受主密度NA分别为1.47×1020和2.20×1020 cm－3，加入9 mg•L－1硫离子1 h后， ND和NA分别上升到4.52×1020和7.02×1020 cm－3.极化曲线测定表明9 mg•L－1硫离子使不锈钢钝态电流增大了近一倍.     

铁钝化膜半导体特性的光电化学研究

近年来,光电化学作为金属钝化膜的“现场”(insltu)研究方法越来越受到重视。本文研究了铁钝化膜在硼酸/硼酸钠溶液中的光电化学行为,通过钝化膜的光电流响应与入射光强、波长及电极电位关系研究,说明铁钝化膜的非晶态n型半导体特性。实验部分研究电极由99.99%的纯铁制成(购自上海冶金所),受光面积为0.5cm~2,对电极为1cm~2的铂片,饱和甘汞电极作参比电极。溶液的组成为Na_2B_4O_7(0.075mol·L~(-1))+H_3BO_3(0.3mol·L(-1)),试剂均为分折纯,用二次蒸馏水配制。灯源为400W溴钨灯,光强用JG-Ⅰ型绝对功率计(长春真空器件厂)测量,电极电位用DH-Ⅱ型双恒电位仪(延边电化学仪器厂)控制,测量光电流-电位及光电流-光强关系时,用脉冲白光作光源,脉冲光的频率用斩光器调节。测量光电流-波长关系时,用WDG-Ⅰ型强光单色仪(四平光学仪器厂)产生单色光,并用PAR-5202型锁相放大器测量光电流,     

铁钝化膜半导体特性的光电化学研究

The photoelectrochemical behavior of the passive film on iron in pH=8.4 borate buffer solution was investigated. The mechanism considered for the generation of the photocurrent in the passive film, and the principle of the measurement of photocurrent were discussed. The band model of noncrytalline semiconductor was used to demonstrate the depedence of photocurrent on electrode potential and light wavelength. Results indicate that the passive film formed on iron in pH=8.4 borate solution is a noncrystalline semiconductor, its flatband potential (φ_(fb)) is -0.30 V(SCE), band gap energy (E_g) is affected by measuring potential (φ_m), When +0.30 V<φ_m<+0.80 V (SCE), E_g is 1.9 eV.     

不同浓度比的硫酸根和氯离子溶液中钝化膜的半导体特性转变机制研究

800合金作为核电站蒸汽发生器的一种关键材料,服役环境下其表面钝化膜的特性一直是人们研究的热点. 本文用Mott-Schottky方法研究了800合金在不同硫酸根离子和氯离子浓度比的溶液中钝化膜的半导体特性,并结合电化学阻抗谱（EIS）、扫描电镜（SEM）、扫描电化学显微镜（SECM）研究了钝化膜的耐蚀性和表面活性. Mott-Schottky结果表明,800合金表面钝化膜的半导体特性与溶液中硫酸根、氯离子的浓度比有关,随硫酸根与氯离子浓度比的降低,半导体特性发生转变. 当硫酸根与氯离子的浓度比较高时,钝化膜为p型半导体;而当硫酸根与氯离子的浓度比较低时,钝化膜为n型半导体. EIS、SECM、SEM结果表明,随浓度比的降低钝化膜由过钝化溶解转为明显的点蚀特征,钝化膜表面活性增加. 钝化膜特性的改变与其半导体类型的转变密切相关,而半导体特性的转变由氯离子、硫酸根离子在800合金钝化膜表面的竞争吸附所致,其在表面的竞争吸附直接影响钝化膜表面发生的化学反应,改变电极/溶液界面电势差,使钝化膜中的空位类型改变,最终决定半导体类型.     

不同浓度比的硫酸根和氯离子溶液中钝化膜的半导体特性转变机制研究

800合金作为核电站蒸汽发生器的一种关键材料,服役环境下其表面钝化膜的特性一直是人们研究的热点.本文用Mott-Schottky方法研究了800合金在不同硫酸根离子和氯离子浓度比的溶液中钝化膜的半导体特性,并结合电化学阻抗谱(EIS)、扫描电镜(SEM)、扫描电化学显微镜(SECM)研究了钝化膜的耐蚀性和表面活性.Mott-Schottky结果表明,800合金表面钝化膜的半导体特性与溶液中硫酸根、氯离子的浓度比有关,随硫酸根与氯离子浓度比的降低,半导体特性发生转变.当硫酸根与氯离子的浓度比较高时,钝化膜为p型半导体;而当硫酸根与氯离子的浓度比较低时,钝化膜为n型半导体.EIS、SECM、SEM结果表明,随浓度比的降低钝化膜由过钝化溶解转为明显的点蚀特征,钝化膜表面活性增加.钝化膜特性的改变与其半导体类型的转变密切相关,而半导体特性的转变由氯离子、硫酸根离子在800合金钝化膜表面的竞争吸附所致,其在表面的竞争吸附直接影响钝化膜表面发生的化学反应,改变电极/溶液界面电势差,使钝化膜中的空位类型改变,最终决定半导体类型.     

不锈钢钝化膜在醛化液中自钝能力的研究

采用电偶极化和恒电位极化等电化学方法,评价１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ不锈钢阳极钝化膜和ＳＵＳ３６不锈钢原始钝化膜在７０℃的维尼维醛化液｛Ｈ２ＳＯ４（２４０ｇ／ｌ＋Ｎａ２ＳＯ４（７０ｇ／ｌ）＋ＨＣＨＯ（２５ｇ／ｌ）＋「Ｆｅ＾３＋」（３５．４＊１０＾－６）＋「Ｃｌ＾－」（２４０ｍｇ／ｌ）｝中的自钝能力,探讨醛化液组分、Ｆdisplay status     

载波钝化和钼酸盐后处理对不锈钢钝化膜性能的影响

一般认为交流电对金属的腐蚀过程具有加速作用,但我们发现,在直流电位基础上叠加适当波形、幅值和频率的交流电对不锈钢进行载波钝化,尔后再进行适当后处理可使钝化膜的稳定性提高,我们曾就不经后处理的载波钝化过程进行过探讨,本文着重探讨钼酸盐后处理对载波钝化膜表面状态和化学稳定性改善的作用机理。     

铝箔钝化机理以及钝化膜性质的研究

对铝箔在浓硝酸或浓硫酸中的钝化机理以及钝化膜性质进行了深入的研究,研究结果表明铝箔的钝化是一复杂的电化学过程,同时也给出了钝化膜形成的机理以及钝化膜的化学性质。     

Investigation on Semi-conductive Properties of Hot Growth Film on 316L Austenitic Stainless Steel

The semi-conductive performances of hot growth film on 316L stainless steel were studied by means of electrochemical impedance spectroscopy(EIS) and Mott-Schottky analysis.The chemical compositions of the hot growth films were detected by X-ray photoelectron spectroscopy(XPS).The results show that the transfer resistance and film resistance increase with increasing temperature to 400℃,then they decrease sharply with further continuously increasing temperature.Formation time plays an important role in determ...     

An Electrochemical Study on the Corrosion Inhibition of Stainless Steel by Polyaniline Film

Polyaniline(PANI)film was electrosynthesized on 304 stainless steel by cyclic voltammetry using aqueous oxalic acid as supporting electrolyte.The potential sweep rates were changed to achieve the PANI film with different thickness and structures.Protective properties of the PANI film for corrosion of stainless steel in 3% NaC1 aqueous solution were investigated by monitoring potentiodynamic polarization curves and electrochemical impedance spectroscopy(EIS).The results showed that the PANI film which was formed with lower sweep rate led to more positive shift of corrosion potential and greater charge transfer resistance,reflecting higher inhibition for corrosion of the stainless steel.     

Characterization of the Passive Film and Corrosion of Martensitic AM355 Stainless Steel

Electrochemistry methods were used to investigate the influence of pH on the passive film and corrosion behavior of ultrahigh strength AM355 stainless steel in chloride-containing media. Analysis of the Pourbaix diagram indicates that AM355 stainless steel exhibits higher corrosion resistance in natural and near-natural environments than that in acidic and alkaline conditions. Electrochemistry measurements and composition analysis of the passive film show that pitting potential increased due to the enhanced repassivation capacity of AM355 stainless steel with increasing pH. The mixed MnS/oxide inclusions are the main pitting sensitive locations under all conditions. Morphological observations and energy-dispersive spectroscopy showed that the influence of the gap between the martensitic laths is significant with increasing pH. The inclusions, element concentrations, and microstructures weaken the resistance of ultrahigh-strength martensitic AM355 stainless steel against corrosion.     

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.     

再生水环境中304不锈钢生物膜腐蚀电化学特征

研究了以再生水作为循环冷却系统补水的北京某热电厂冷却塔底粘泥中分离纯化培养出来的硫酸盐还原菌(SRB)生长特性.采用原子力显微镜(AFM)、扫描电镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)和电化学交流阻抗(EIS)方法研究了304不锈钢(SS304)表面生物膜特征及其主要成分和不锈钢/生物膜界面电化学行为.结果显示,再生水环境下304不锈钢表面形成的生物膜是由吸附的SRB菌体及以含碳有机物为主的胞外聚合物和FeS腐蚀产物构成.浸泡前期(前7 d)SS304电极表面阻抗值主要由SS304表面钝化膜的贡献;浸泡后期(14 d后),电极体系阻抗值由不锈钢表面钝化膜和生物膜共同贡献.     

磷脱氧铜和不锈钢在醋酸介质中腐蚀行为的电化学研究

应用交流阻抗和极化曲线法研究磷脱氧铜和ＳＷ－２０６不锈钢在醋酸介质中腐蚀行为及过程的控制特征，比较介质温度，浓度及溶解氧对这两种金属在醋酸中腐行为的影响，分析其原因所在，为石油化工中的醋酸设备的正确选材及有效防腐提供实验依据。     

TiO_2/316L不锈钢薄膜电极在NaCl溶液中的耐腐蚀性能

应用sol gel法和提拉技术于 316L不锈钢表面构筑纳米TiO2薄膜,再经水热后处理以消除膜中的细小龟裂.SEM和XRD技术表征膜的形貌和厚度,线性极化法分别考察膜厚度、pH、和Cl浓度对纳米膜电极耐腐蚀性能影响.电化学交流阻抗检测纳米TiO2膜在 0. 5mol/LNaCl溶液中的阻抗随浸泡时间的变化,光电子能谱技术测定了经浸泡 1008h后的纳米膜中各元素相对百分含量和价态.结果表明:在中性或碱性条件下,厚度为 375~464nm的纳米膜其耐腐蚀性随浸泡时间的延长呈现初期增加而后稳定,浸泡 48h后腐蚀电流较之浸泡初期降低 2个数量级,耐腐蚀电阻增加 2个数量级,在浸泡 1 008h内没有发现腐蚀的产物,Fe是以原子态扩散到膜中.     

新型十二烷基三甲氧基硅烷/氧化石墨烯复合膜对430不锈钢耐蚀性能的影响

使用一步电沉积法在430不锈钢上制备出十二烷基三甲氧基硅烷(DTES)/氧化石墨烯(GO)复合膜。 拉曼光谱(Raman)与扫描电子显微镜(SEM)测试表明,氧化石墨烯均匀地混合在硅烷膜中,并用电化学交流阻抗与极化曲线方法对这种复合膜所保护的430不锈钢进行耐蚀性能测试。 结果显示,在3.5%NaCl溶液中,430不锈钢会发生腐蚀反应,而存在硅烷复合膜的430不锈钢的耐蚀性能显著地提高。 研究表明,由于氧化石墨烯出色的阻隔性能一定程度上弥补了硅烷膜的缺陷,而且延长了腐蚀介质通过硅烷基质的路径,因此复合膜有着对基底物质更强的保护性能。