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.     

含O2高温高压CO2环境中3Cr钢腐蚀产物膜特征

采用高温高压反应釜分别开展3Cr钢在CO2和O2共存、单独CO2和单独O2三种气体条件下的腐蚀实验,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能量色散X射线能谱(EDS)和电化学方法研究了3Cr钢在高温高压含有O2的CO2环境中的腐蚀产物膜特征.结果表明,在含有O2的CO2的条件下,3Cr钢表面腐蚀产物膜疏松多孔,主要成分为FeCO3、Fe3O4和Fe2O3,腐蚀产物中未见明显Cr元素富集,3Cr钢表现出点蚀的腐蚀形态.3Cr钢在高温高压含O2的CO2腐蚀条件下内外膜层电阻(Rf1、Rf2)和电荷传递电阻Rt均比仅含有CO2腐蚀环境的低,双电层电容(Cdl)和内外膜层电容(Cf1、Cf2)均比仅含有CO2腐蚀环境的高.含有O2的CO2条件下,其保护性显著低于单一CO2条件下形成的腐蚀产物膜.提出了在含O2的CO2气体条件下,3Cr钢表面存在由多种物质组成的腐蚀产物,这导致腐蚀产物疏松多孔,不会形成单一CO2条件下存在的显著提高腐蚀产物膜保护性的Cr(OH)3层,从而促进了3Cr钢的析氢腐蚀和酸性介质中的吸氧腐蚀的机理.     

碳钢在生物膜和硫化物膜下的电化学腐蚀行为

应用丝束电极技术比较了SRB生物膜以及硫化物膜对Q2 35碳钢腐蚀过程的影响机制 ,采用电位、电流扫描技术测试了生物膜和FeS膜下的碳钢腐蚀不均匀性特征 ,发现由于膜的导电性致使表面电位扫描已不能作为膜下局部腐蚀的判据 .动电位扫描表明无氧近中性溶液中 ,硫化物膜对碳钢具有一定保护作用 .电化学阻抗谱显示 ,硫化物膜电容增加缓慢 ,其极化电阻Rp 随时间呈先增后降的趋势 .与硫化物膜相比 ,生物膜表现出极大的电容 (10 4 ～ 10 5μF/cm2 ) ,且膜电容随时间呈S型增加 ,而极化电阻Rp 则呈指数下降 ,由此可知生物膜加速了腐蚀     

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.     

A3钢在氧化硫硫杆菌作用下的腐蚀行为

采用表面分析技术、失重法和电化学测试研究了A3钢在氧化硫硫杆菌(T.t)作用下的腐蚀行为. 扫描电子显微镜(SEM)分析结果表明, 与无菌体系相比, 氧化硫硫杆菌会在A3钢表面形成致密的生物膜和腐蚀产物膜. 去除膜层后, 无菌体系中的试样出现点蚀, 氧化硫硫杆菌体系中试样呈现为均匀腐蚀. 浸泡三周后, 氧化硫硫杆菌体系中A3钢的腐蚀失重远小于无菌体系. 电化学交流阻抗谱(EIS)测试结果显示, 在浸泡10 d后, 氧化硫硫杆菌中的电极表面只存在两个时间常数, 这表明氧化硫硫杆菌会在试样表面形成致密且附着力非常强的产物膜层, 有效地阻碍了腐蚀介质对基体的侵蚀. 极化曲线结果表明, 浸泡20 d后, 氧化硫硫杆菌的存在使得金属具有较小的自腐蚀电流密度.     

氧化亚铁硫杆菌作用下A3钢的腐蚀行为

采用微生物学方法、电化学方法和表面分析技术研究了A3钢在氧化亚铁硫杆菌中的腐蚀特征和生物膜形貌, 分析了微生物的存在对A3钢电化学行为的影响. 极化曲线测试结果表明, 细菌的存在使浸泡20天后A3钢电极的自腐蚀电位升高, 腐蚀电流密度增大. 原子力显微镜测试结果表明, 浸泡7天的A3钢表面生物膜分布不均匀, 从而引发点蚀萌生. 由于细菌的代谢作用以及A3钢表面腐蚀产物与生物膜的特殊形貌特征, 浸泡在菌液中7天后的A3钢表面有点蚀出现; 随着时间的延长, A3钢表面的点蚀坑深度增大且数量增多, 氧化亚铁硫杆菌的存在使A3钢的局部腐蚀程度加剧.     

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。     

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.     

尖晶石锂锰氧化物电极首次脱锂过程的EIS研究

研究了尖晶石锂锰氧化物电极首次脱锂过程中的电化学阻抗特征. 通过选取适当的等效电路拟合实验所得的电化学阻抗谱数据, 获得了首次脱锂过程中固体电解质相界面膜(SEI膜)的电阻、电容以及电荷传递电阻、双电层电容等随电极极化电位的变化规律.     

含钪铝镁合金微生物腐蚀行为的研究

采用电化学、微生物学和表面分析的方法，研究了厌氧环境硫酸盐还原菌（subtere ducing bacteria，SRB）溶液中Al-6Mg-Zr添加Sc元素前后的腐蚀行为。结果表明，添加Sc元素后，合金的氧化膜更加致密，具有更好的保护作用，使电极开路电位正移100mV左右，同时Sc元素的加入降低了材料在SRB菌液中的点蚀敏感性，使材料耐微生物腐蚀性能得到提高，但是添加Sc后的合金对SRB更加敏感。显微观察表明添加Sc前后两种铝镁合金的腐蚀特征均为点蚀，能谱分析表明随浸泡时间增加，腐蚀越来越严重，腐蚀产物堆积和阳极金属溶解造成进一步腐蚀。     

钽在无水乙醇中的腐蚀

采用动电位极化、循环伏安、交流阻抗和扫描电镜等技术研究了钽在四乙基氯化铵（TEA）乙醇溶液中的腐蚀行为．在循环伏安曲线的扫描初期,电极表面因存在一薄层氧化物膜而使得电流密度缓慢增加．后来钝化膜因受到氯离子的攻击而被击穿,即点蚀．扫描电镜图很好地显示出蚀孔的生长过程．点蚀电位随着TEA浓度的增加而下降,随着水含量的增加而上升．在所研究的温度范围内,电化学反应的活化能为36kJ／mol．所有电极电位下的交流阻抗图谱都包含两个时间常数,钝化膜电阻和电荷传递电阻均随电极电位的增加而下降．     

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.     

氧化钇纳米粉浸渍处理对氧化铝陶瓷抗钢液腐蚀性能的影响

研究了氧化钇纳米粉浸溃处理方式对氧化铝陶瓷的抗钢液腐蚀性能的影响。分别考察了氧化钇纳米粉浸溃时间和浸溃次数对该性能的影响。实验结果表明：试样经不同的浸溃处理后，其气孔率减小，晶粒细化，材料的抗钢液腐蚀性能也得到显著改善，但不同的处理方式改善的程度不同，延长纳米浸泡时间48h以及提高材料的浸泡次数均可以大大提高材料的抗钢液腐蚀能力。     

碳钢在碳酸铵溶液中的腐蚀研究实验改进

采用线性扫描伏安法和交流阻抗法研究了碳钢在不同实验条件下的腐蚀规律,碳钢在碳酸铵溶液中的阳极过程为溶解、钝化、过钝化溶解,溶解初期在电极界面的传质为线性扩散控制;随着溶液温度的升高,阻抗谱表示为单一时间常数的容抗弧,容抗弧直径逐渐减小,电阻变小,碳钢的腐蚀速度增大;Cl~-浓度越大,钝化区域变小,碳钢更容易腐蚀;加入硫脲缓蚀剂,碳钢容抗弧直径增大,电阻变大,有利于保护碳钢。     

pH/Cl-复合探针技术对钢筋混凝土电化学除氯的原位检测

采用恒电流法电化学除氯处理受氯离子污染的钢筋混凝土试样,并用pH/Cl^-复合探针原位检测电化学除氯过程钢筋混凝土不同位置孔隙液的氯离子含量与pH值分布,同时用线性极化曲线和交流阻抗谱图等电化学技术考察钢筋的腐蚀性能,探讨电化学除氯过程的混凝土微环境和钢筋腐蚀速率. 研究结果表明：在电化学除氯过程,混凝土孔隙液的氯离子浓度逐降,而pH值在初期略有升高,随之其pH值略降;电化学除氯施加的阴极电流,使钢筋处于阴极极化状态而得到保护;除氯停止（即退极化）后钢筋的腐蚀电位明显正移,腐蚀电流降低,极化电阻升高,表明电化学除氯能改善钢筋的腐蚀环境,降低钢筋的腐蚀速率.     

Properties of Ni-W alloy coatings on steel substrate

Ni-W alloy coatings were prepared on the steel substrate at the temperature of 60°C. The content of tungsten in coatings was increased with the growing cathodic current density. The increase of the corrosion resistance of Ni-W alloy coatings with the rising content of tungsten was confirmed by the measurement of anodic polarization curves. Annealed coatings showed better antioorrosion properties than the non-annealed ones. The properties of annealed coatings including their corrosion resistance depend on the tungsten content, too.