镍合金氧化膜光电化学性质研究

• 作 者: 冯玲
• 出 处: 华北电力大学
• 发表日期: 2011年期
• 关键词: 镍合金 氧化膜 Mott-Schottky曲线 光电流

镍基合金材料因其优异的耐腐蚀性能,被大量的运用到核电站的建设中。不锈钢的氧化膜和镍基合金表面氧化膜具有明显的半导体性质。金属的腐蚀率,除了应力腐蚀和点蚀,与其氧化膜的半导体性质密切相关。本文旨在通过研究316不锈钢、600、800镍基合金表面氧化膜的电化学及光电化学性质,探讨其表面氧化膜结构、成分及其半导体性质。对316、600和800样品在不同阳极电位下进行直流钝化,利用极化曲线确定腐蚀电位E_corr和腐蚀电流i_corr;利用Mitt- Schottky（M-S）曲线法,确定不同条件下生成的钝化膜的半导体类型、载流子浓度、平带电位及空间电荷层宽度;利用光电流法绘制(i_phhν/I₀)^1/2-光子能量曲线,详细分析样品表面氧化膜内外层结构、半导体类型及各层化合物禁带宽度。结果表明,在硼酸缓冲溶液中测得的电容明显高于硫酸溶液,且平带电位较硫酸溶液中发生了明显的负移,腐蚀电流低于硫酸溶液中,可知钝化膜在中性溶液中耐蚀性更强。经电化学表面处理的镍基合金表面氧化膜的腐蚀电流明显低于未进行电化学处理样品表面氧化膜的腐蚀电流;腐蚀电位高于原电位;有更低的施主和受主浓度,耐蚀性更强。316样品表面氧化膜光电流呈正值,氧化膜呈现n-型半导体性质,根据得到的的禁带宽度可知氧化膜成分可能是:内层为Cr₂O₃,外层为Fe₂O₃及（Fe,Cr）₂O₃。800表面氧化膜成分:内层部分为较薄的Ni（OH）₂和NiO,部分为Cr₂O₃,外层为Fe₂O₃及NiCr₂O₄或NiFe₂O₄。