Ti-Ta合金在硝酸中电化学腐蚀研究

以8 mol/L硝酸溶液为腐蚀介质,对Ti-6Ta和Ti-32Ta合金进行极化曲线和交流阻抗谱测试,并与TA2纯钛进行对比,研究不同Ta含量钛合金的电化学性能差异。结果表明,加入6%的Ta元素后,合金的腐蚀电流密度比TA2纯钛降低了近一半;加入了32%的Ta元素后,合金的自腐蚀电位提高,腐蚀电流密度比TA2纯钛降低了66%;Ti-6Ta和Ti-32Ta合金腐蚀后表面氧化膜均为单层结构;添加Ta元素可以极大地提高钛合金的电荷转移电阻,使相位角升高、变宽,增强耐腐蚀性能。     

7A52铝合金基体不同含量石墨烯复合涂层的制备及电化学噪声特征分析

将传统涂料与改性石墨烯复合,在7A52铝合金基体上制备防腐性能优良的石墨烯复合涂层.采用电化学噪声技术监测石墨烯改性涂层在质量分数为3.5%的NaCl溶液中的初期腐蚀过程.通过电化学噪声的时域分析、时域统计分析、傅里叶变换、频域分析,对不同石墨烯含量复合涂层的腐蚀过程进行研究,确定石墨烯具有最佳防腐蚀性能含量,根据电化学噪声特征参数的变化对涂层腐蚀情况进行具体研究.结果表明:添加不同含量的改性石墨烯,涂层在一定时间内出现不同程度的电化学噪声;当石墨烯涂层发生腐蚀时,电流电位变化过程为:波动范围由小变大→两者同步波动→电位缓升急降→两者波动范围再次变小.涂层交流阻抗在高频区的阻抗值随改性石墨烯含量的增加而增加;涂层添加改性石墨烯后,涂层腐蚀电位明显正移,自腐蚀电流密度减小,涂层的耐腐蚀性能明显提高;不同石墨烯含量涂层在3.5% NaCl溶液浸泡后铝合金表面出现不同程度点蚀,质量分数1%的石墨烯涂层仅出现少量点蚀坑;结合交流阻抗、极化曲线结果以及铝合金表面腐蚀形貌,综合分析确定石墨烯质量分数为1%时涂层防腐蚀性能最佳.      

DX51D镀锌产品在氯离子环境中的电化学行为

为研究预拉伸变形对DX51D无铬钝化镀锌板在氯离子环境中的电化学行为及腐蚀机理,通过盐雾试验箱进行加速腐蚀试验,采用极化曲线和电化学阻抗谱分析,讨论了不同预拉伸变形量的DX51D无铬钝化镀锌产品在3.5wt%NaCl溶液中的电化学行为。结果表明,不同预拉伸变形量对DX51D镀锌板的腐蚀电位和腐蚀电流影响不大,但不同变形量的DX51D镀锌钢板的阻抗谱有较大差异。电化学阻抗谱和盐雾试验结果均表明,在0~30%的预拉伸变形范围内,DX51D镀锌钢板的腐蚀速度随变形量的增加先增大再减小,之后又随着变形量增加而增大。     

基于人工神经网络的三价铬基转化膜腐蚀失效演变规律

利用Kohenen的人工神经网络(artificial neural networks, ANN)技术进行膜层分析,研究了模拟海洋大气环境中镀锌钢表面三价铬基转化(trivalent chromium conversion, TCC)膜的腐蚀失效演变规律.以电化学阻抗谱(electrochemical impedance spectroscopy, EIS)低频膜阻值(|Z|_{0.1 Hz})及低频相位角(θ_{0.85 Hz})两种特征参数作为评价指标,对涂层性能变化过程进行研究,TCC膜的腐蚀过程大致经历5个阶段,并且|Z|_{0.1 Hz}的数据更具有代表性及合理性.将伯德图中全频阻抗变化率k(f)作为ANN的样本输入,5个膜层失效过程对应腐蚀初期、腐蚀前中期、腐蚀中期、腐蚀后中期及腐蚀后期.利用实验检测手段(SEM和EDS),验证了自组织ANN对TCC膜的各腐蚀阶段分类结果,分别是腐蚀阻隔阶段、膜层微蚀阶段、腐蚀产物沉积阶段、腐蚀拓展阶段、膜层失效阶段.利用ANN分析膜层全频阻抗变化率可实现对涂层性能状态的快速有效判断.     

电弧喷涂Zn-Al-Mg-La-Ce涂层的耐腐蚀性能

采用电弧喷涂法制备Zn-Al-Mg-La-Ce涂层,通过盐雾试验对涂层进行腐蚀,利用能谱分析、X射线衍射分析、扫描电镜观察、极化曲线以及电化学阻抗谱等手段对腐蚀前后的Zn-Al-Mg-La-Ce涂层进行了研究.结果表明:实验制备的Zn-Al-Mg-La-Ce涂层具有较好的自封闭效果,组织致密,在腐蚀过程中表面的微观孔隙能够被自身的腐蚀产物有效堵塞,涂层表面形成的致密腐蚀产物层能够阻止腐蚀的进一步发生.因此,Zn-Al-Mg-La-Ce涂层具有优异的耐蚀性能.      

5083铝镁合金在不同浓度NaCl溶液中的腐蚀研究

采用扫描电化学显微镜（SECM）中的极化曲线法和交流阻抗图谱法研究5083铝镁合金在不同浓度NaCl溶液中的腐蚀行为,结果表明:合金在中性NaCl溶液中的腐蚀为钝化材料体系,随着盐度的增加,Cl-对合金基体的破坏加剧,腐蚀电位正移,点蚀电位减小,其电化学阻抗谱中仅有1个容抗弧且呈现收缩趋势.同时,阻抗减小,相位角增加,弥散指数降低,合金的耐腐蚀性能下降.溶液中存在强活化作用的Cl-,会损坏合金表面的氧化膜,逐渐取代腐蚀产物Al（OH）₃中的OH-,生成新的腐蚀产物AlCl₃.      

氨基硅烷化对AZ31B镁合金阴极电泳涂层性能的影响

采用阴极电泳技术在镁合金表面沉积防腐保护涂层,研究了KH460水溶性氨基硅烷预处理对阴极电泳涂层与基体镁合金的结合力及耐腐蚀性能的影响。采用SEM观察了镁合金表面硅烷膜层形貌,并通过极化曲线测试评价了膜层耐腐蚀性能。采用NMP测试及电化学交流阻抗分别评价了电泳涂层的抗溶胀能力及耐腐蚀性能。结果表明,硅烷膜层在镁合金表面非常薄呈透明状,且具有一定的防护性能。经硅烷预处理后可以大大提高镁合金阴极电泳涂层的结合力,NMP溶液浸泡170 h后涂层依然完整;无硅烷预处理试样则浸泡14 min之后,涂层完全脱落。此外,硅烷预处理也可极大地改善电泳涂层阻抗性能,涂层在5%NaC l溶液浸泡616 h后,低频阻抗值高达1×109Ω,比未预处理试样的阻抗高3个数量级,涂层仍然具有良好的阻挡腐蚀电解液渗透的能力,耐腐蚀性能优异。     

304L不锈钢焊缝在混凝土模拟孔隙液中的点蚀行为

采用动电位极化曲线、电化学阻抗谱、Mott-Schottky曲线等电化学方法研究了以308 L为焊丝的304 L不锈钢焊接接头在不同氯离子含量的混凝土模拟孔隙液中腐蚀行为和电化学规律.随Cl-增加,304 L不锈钢焊接接头的三个区域(母材、焊缝和热影响区)在混凝土模拟孔隙液中的自腐蚀电位、点蚀电位及电荷转移电阻降低,钝化膜中载流子密度和焊接接头的点蚀坑数量增加.在同浓度的腐蚀溶液中,308 L的焊缝区域耐蚀性最佳,热影响区次之,304 L基体表现出低的电荷转移电阻和高的掺杂浓度使得母材的耐蚀性最差.      

稀土改性Ni-P-PTFE复合镀层的腐蚀电化学行为

通过电沉积方法在铜基体上制备了稀土改性Ni-P-PTFE复合镀层。SEM测试镀层表面形貌平整光滑、结构致密,PTFE微粒分散均匀。采用阳极极化曲线(Tafel曲线)和电化学阻抗谱研究了Ni-P合金镀层,Ni-P-PTFE和改性Ni-P-PTFE复合镀层在不同介质条件下的腐蚀电化学行为。结果表明,在10%盐酸溶液中,改性Ni-P-PTFE复合镀层相对于Ni-P合金镀层和Ni-P-PTFE复合镀层,自腐蚀电位分别提高了316和84 mV,自腐蚀电流密度分别降低了1~2个数量级,镀层阻抗分别增加了7倍和4倍;在10%NaOH溶液中,自腐蚀电位分别提高了330和40 mV,自腐蚀电流密度分别降低了1~2个数量级,镀层阻抗分别增加了3倍和2倍。说明稀土改性的Ni-P-PTFE复合镀层在酸性和碱性条件下均表现出了更加优异的耐腐蚀性能。     

基于SECM研究5083铝镁合金在不同pH NaCl溶液中的腐蚀行为

采用扫描电化学显微镜(SECM)中的极化曲线法和交流阻抗图谱法研究5083铝镁合金在不同pH NaCl溶液中的腐蚀行为,结果表明:在酸性体系(pH 3~7),随着pH的增加,其腐蚀电位正移,点蚀电位相差不大,维钝电流密度减小,电化学阻抗谱中仅有1个容抗弧且呈现收缩趋势.同时,阻抗和相位角减小,电荷传递电阻升高,耐腐蚀性能增大.在碱性体系(pH 9~12),随着pH的增加,腐蚀电流密度增加,而腐蚀电位减小,腐蚀速度由0.000 9mm/a增加到0.025 6?mm/a.电化学阻抗谱中有2个容抗弧,在pH=12处出现感抗弧.同时,阻抗和相位角减小,金属化合物颗粒溶解过程加快,合金耐腐蚀性能降低.      

X80管线钢表面掺氟类金刚石薄膜在完井液中的腐蚀行为研究

采用等离子体增强化学气相沉积技术在X80管线钢表面制备掺氟类金刚石薄膜,使用原子力显微镜对薄膜表面三维形貌进行表征。通过划痕实验和摩擦磨损实验对薄膜的机械性能进行表征,利用电化学阻抗谱与动电位极化曲线对薄膜在完井液环境下的腐蚀行为进行分析。结果表明：随着掺氟量的增加,薄膜表面粗糙度增大,薄膜与基体的结合强度提高,耐磨性能降低。薄膜的耐蚀性能随着掺氟量的增加表现出先增大后减小的变化规律。     

Ti对部分晶化Ni基非晶合金电化学腐蚀性能的影响

采用水冷铜模吸铸法制备出部分晶化的Ni55Nb30Sn5Ti5Zr5和Ni55Nb30Sn5Zr10块体非晶合金,并利用X射线衍射（XRD）分析和示差扫描量热仪分析（DSC）对合金的相组成及热物性参数进行了测量分析。采用极化曲线法研究合金在不同溶液中的腐蚀行为,并利用失重法测定合金在10%HCl溶液中的腐蚀速率,对腐蚀后的显微形貌及表面成分进行了扫描电镜（SEM）观察和能谱分析（EDS）。结果表明,Ni55Nb30Sn5Ti5Zr5合金比Ni55Nb30Sn5Zr10合金具有更宽的过冷液相区和更好的抗腐蚀性能。随着合金晶化相的增多,合金抗腐蚀性能降低。Ti元素的加入可在合金表面形成氧化钛的保护膜,从而使合金的抗腐蚀性能提高。     

AZ31B镁合金表面等离子喷涂陶瓷层的 微观结构及耐蚀性

采用等离子喷涂方法在AZ31B镁合金表面制备Al_2O_3、Al_2O_3-13%TiO2(AT13)和Al_2O_3-20%TiO_2(AT20)三种陶瓷涂层;对比研究陶瓷层的微观组织结构、孔隙率、结合强度及电化学腐蚀性能。结果表明:等离子喷涂的陶瓷涂层具有典型的层状结构,涂层具有良好的结合强度和较低的孔隙率。随着TiO2加入量的增多,陶瓷涂层的结合强度升高,孔隙率降低,耐蚀性提高;AT20涂层与镁合金基体相比自腐蚀电位升高了701mV,自腐蚀电流密度降低了两个数量级,阻抗是基体的6倍,AT20涂层的耐蚀性最优。陶瓷涂层的电化学腐蚀过程表现为膜层局部腐蚀和基体腐蚀并造成涂层层状剥离。     

钛及钛合金多弧离子镀Ta-10W涂层的腐蚀性能

采用多弧离子镀技术在工业纯钛(CP-Ti)及TC4合金基体上制备Ta-10W涂层以改进钛及钛合金在人体及海洋环境中的腐蚀性能。借助扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、动电位极化及电化学阻抗谱(EIS)试验等测试手段对涂层在模拟人体及海洋环境中的耐蚀性能进行研究。结果表明:Ta-10W涂层连续、致密且厚度均匀,主要组成相为体心立方α-Ta;在林格溶液及模拟海水溶液中,涂覆Ta-10W涂层后的腐蚀电位值均较两种基体升高、腐蚀电流密度下降,其中CP-Ti基体上的涂层在林格溶液中的腐蚀电流密度下降至2.648×10-9 A/cm2,在模拟海水溶液中则下降至2.548×10-9 A/cm2,较CP-Ti基体的下降一个数量级。Ta-10W涂层对TC4基体也有较好的改善效果;并且Ta-10W涂层使CP-Ti及TC4在两种溶液中的电荷转移电阻增大了1～2个数量级,涂覆涂层使双电层的介电性也有较大提升,有效提高了CP-Ti和TC4在不同溶液环境中的耐腐蚀性能。故Ta-10W涂层对CP-Ti和TC4在人体和海洋环境中的腐蚀具有良好的防护作用,对于钛及钛合金在此环境中的应用具有指导意义。     

稀土Ce对钛基Ru-Ce-Ti涂层阳极电催化性能的影响

利用热分解方法在不同温度下制备了不同Ce含量的三元涂层Ru0.3Ti（0.7-x）Ce，O2，通过极化曲线和交流阻抗谱测试，研究了涂层的电催化活性，通过扫描电镜对涂层表面形貌进行了观察。结果表明在涂层中引入Ce可以提高涂层阳极的电催化活性，Ce的掺入量有一个最佳比，摩尔分数为0．2～0．3时电催化性能最好；适宜的热分解温度有利于含Ce涂层阳极性能的提高，最佳温度为450℃。     

10PCuRE耐候钢耐蚀锈层的电化学特征

利用干湿周浸实验室加速腐蚀方法获得了不同稀土含量10PCuRE耐候钢和碳钢的腐蚀率,采用测定带锈试样阳极极化曲线、弱极化区线性极化曲线和交流阻抗谱的方法评价了耐候钢和碳钢生成锈层的性能,从电化学角度解释了钢样耐蚀能力的差别,并且得出稀土在一定的含量范围内可以减小腐蚀驱动力,促进锈层稳定致密化的结论。     

304不锈钢在稀硫酸溶液中的腐蚀行为探讨

采用动电位极化曲线、电化学阻抗谱和全浸试验研究了304不锈钢在硫酸溶液中的腐蚀行为。试验结果表明:在浓度5%的硫酸溶液中,304不锈钢出现3个自腐蚀电位,分别为-0.38V、-0.14V和0.0V,为不稳定体系;电化学阻抗谱中钝化膜电阻为228.7Ω·cm2,表明不锈钢耐蚀性主要由表面钝化膜提供;浸泡试验发现在低于50%的硫酸浓度下,不锈钢的腐蚀速率随着硫酸浓度的增加而增大。     

稀土Ce,La对Q345B钢在模拟海洋大气环境中的腐蚀行为的影响

通过周浸实验、失重分析、交流阻抗谱测试、动电位极化曲线和SEM等方法,对含有徽量稀土铈(Ce)和镧(La)的Q345BRe钢和普通Q345B钢在模拟工业大气腐蚀环境下,进行了耐腐蚀性能比较实验.结果表明,复合加入稀土铈和镧后,Q345B钢耐蚀性能获得了明显的提高,腐蚀形貌也发生了变化.     

浓硫酸中904L不锈钢焊接接头的耐蚀性能

采用动电位极化曲线和电化学阻抗谱研究了904L不锈钢基体和焊接区在浓硫酸溶液中的腐蚀行为,并简要分析其腐蚀机理.实验结果表明:焊接区和基材的阴极极化曲线均为氢还原反应过程,而阳极极化曲线则有较大的差异.焊接区相对于基材,其自腐蚀电位降低且阳极电流增大,焊接对阳极反应起促进作用.904L不锈钢基体和焊接区的腐蚀主要由电化学反应步骤控制,两者的Nyquist图特征相似,均由单一的容抗弧构成,有一个时间常数.基体的耐蚀性能优于焊接区.      

超音速喷涂Cr3C2-25NiCr复合涂层的组织及电化学特性研究

采用超音速火焰喷涂(HVOF)设备在Q235钢表面制备了Cr3C2-25NiCr金属陶瓷涂层,对涂层的显微形貌、组织成分和机械性能进行了研究,结果表明:HVOF制备出的金属陶瓷涂层主要由NiCr、Cr3C2和Cr7C3相组成,涂层致密、硬度高,与基材的结合强度好。实验还测试了涂层和基材在0.5%H2SO4溶液中的腐蚀、电化学行为,阳极极化曲线测试结果显示出涂层在0.5%H2SO4溶液中具有很好的耐蚀性,通过SEM及所配能谱对基材和涂层腐蚀产物形貌和成分进行分析,发现涂层腐蚀主要发生粘结相NiCr合金处,而Ni、Cr氧化物阻止了腐蚀进一步发生,96h浸泡实验也证实了致密的金属陶瓷涂层对基材有很好的抗腐蚀保护作用。