利用电化学噪声技术测量不锈钢的临界点蚀温度

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点蚀作为不锈钢的重要腐蚀形式,对不锈钢材料的使用造成了严重的危害,因此点蚀在不锈钢的腐蚀研究领域受到广泛的关注。临界点蚀温度作为评价材料耐点蚀能力的重要参数由于能够快速、定量的测量而被广泛应用。目前用于测量材料临界点蚀温度的电化学测试方法有直流测量和电化学噪声测量两种。其中直流测量又包括恒电位极化测试和动电位极化测试,直流测量的优点是快速,精度较高,并被广泛接受,纳入了ASTM标准。但该方法存在给材料施加电位的问题,不适用在实际工况环境下进行腐蚀监测。而电化学噪声技术是一种无损的且无干扰的电化学测量方法,因此人们试图将电化学噪声技术应用于材料临界点蚀温度的测量。但是,在利用电化学噪声技术测量临界点蚀温度方面,目前所使用的判据缺乏明确的物理意义,因而导致所测量的临界点蚀温度精度较低。本文通过对304不锈钢进行电化学噪声测试,从点蚀发生的物理意义出发,经过分析探索提出了电化学噪声测试下界定材料临界点蚀温度的新判据:利用Arrhenius公式对噪声数据进行分析,定义活化能由正值到负值的转变点为材料的临界点蚀温度点。在此点之前活化能为正值,反应为非自发过程,亚稳态点蚀生成的同时材料又发生再钝化,再钝化过程占主导,点蚀发展受到抑制,临界点之后活化能为负值,此时反应为自发过程,稳态点蚀的自催化反应占主导,稳态点蚀生成并继续长大。为了验证该判据的普适性和准确性,分别测量了几种不同的腐蚀体系下材料的临界点蚀温度:(1)0.5wt%NaCl溶液中2506双相不锈钢的临界点蚀温度;(2)加入不同浓度MoO42-的NaCl溶液中2506双相不锈钢的临界点蚀温度;(3)不同粗糙表面的2506双相不锈钢的临界点蚀温度;(4)650℃下敏化处理不同时间2506双相不锈钢的临界点蚀温度。利用提出的判据对数据进行分析,结果与外加恒电位下腐蚀电流密度-温度扫描方法测得的结果达到了较好的一致性,验证了此判据具有较好的普适性和准确性。因此说明此判据能够有效的应用于评价材料的临界点蚀温度。最后一章初步探索了温度循环状态对不锈钢临界点蚀温度的影响,通过测试结果发现随着循环次数的增加,钝化膜的性能不断提高,临界点蚀温度不断升高,但点蚀坑数目、深度逐渐增加。
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