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本又利用XPS和Mott-Schottky、EIS等电化学方法研究了不同成膜时间和不同成膜电位下镍基合金G3和不锈钢316表面钝化膜的结构和电化学性质。结果表明,G3和316在pH8.4硼酸溶液中形成的钝化膜都具有双层结构,外层主要为氢氧化物或羟基氧化物,Fe元素相对富集;内层主要为氧化物,Cr元素相对富集。钝化膜的厚度随极化时间延长逐渐增加,并表现为对数关系;随时间延长,G3钝化膜外层水合度(OH-含量)不断增大,316钝化膜外层的OH-含量却基本不变,但二者的氢氧化物层厚度都比内侧氧化物层厚,增长速度也比氧化物层快很多。 双层结构使G3和316的Mott-Schottky曲线都表现出双极性特性:低于平带电位时表现为p型半导体特征;高于平带电位时则呈现出n型半导体特性。通过对MS曲线的非线性拟合求出了钝化膜内、外层掺杂密度,平带电位等重要参数。分析认为钝化膜中的结合水可以作为施主和受主而存在,故随极化时间延长,钝化膜内、外层掺杂密度都逐渐增大;极化电位增加,钝化膜缺陷数量减少,膜的掺杂密度也相应逐渐减小。316钝化膜的掺杂密度比G3大,而水合度比G3小,表明316钝化膜比G3钝化膜缺陷多,耐蚀性不如G3。 EIS结果表明钝化膜的保护性及致密性并不是随极化时间延长无限增加的:时间较短时,膜电阻逐渐增大,膜电容逐渐减小,预示了钝化膜的致密性增加过程;时间继续延长,钝化膜外层金属离子逐渐溶解且吸附或键合越来越多的OH-或H2O,钝化膜电容又逐渐变大,膜电阻也相应减小。极化电位升高,钝化膜的膜电阻增大,膜电容逐渐减小,表明钝化膜的致密性及保护性不断增加。