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MgO作为碱土金属氧化物,化学性质稳定,对热腐蚀,尤其是钒腐蚀(灰份腐蚀)有明显的抑制作用。稀土元素Dy及其氧化物可以明显提高合金的抗腐蚀性能。本文分别探讨了MgO和DY2O3对304不锈钢氧化行为及对镍基K3合金K3的熔融Na2SO4-V2O5腐蚀行为的影响。
采用溶胶凝胶法在304不锈钢表面分别制备了MgO,Dy2O3,及MgO+15%Dy2O3复合薄膜。采用热重法(TGA),并结合X-射线衍射仪(XRD),带有能谱的扫描电子显微镜(SEM/EDX)等分析测试手段,研究了氧化物薄膜对304不锈钢在900℃空气环境中的氧化行为的影响。结果表明:MgO和Dy2O3起到了活性元素的作用,明显的降低了合金的氧化速度。促进了保护性富Cr氧化膜的形成,并提高了氧化膜的粘附性。Dy2O3改善合金抗氧化性能的作用优于MgO。
电化学阻抗技术是研究腐蚀机制与腐蚀动力学过程的有效手段,并且通过测量可以获得反映腐蚀过程的许多信息。本文采用双电极体系,应用电化学阻抗技术对比研究了DY2O3和MgO添加剂对镍基K3合金在800℃熔融0.4Na2SO4-0.6V2O5(摩尔分数)中的腐蚀行为的影响。结果表明:在Na2SO4-V2O5环境中,合金遭受快速腐蚀,形成无保护性氧化膜,其腐蚀电化学阻抗谱呈Warburg阻抗特征,合金腐蚀受氧化剂扩散控制;想沉积盐中分别加入10和20wt%MgO或Dy2O3能显著抑制合金的腐蚀,但其作用机制不同。MgO能与V2O5反应形成高熔点的Mg3V2O8,但同时也能与Na2SO4反应形成低熔点的Na6Mg(SO4)4,这使得合金表面沉积盐难以清除,合金腐蚀仍受氧化剂扩散控制;而Dy2O3仅与V2O5反应形成高熔点DyVO4,使得参与灰份疏松,极易清除。同时,Dy2O3也促进了更具保护性的富Cr,Al氧化膜的形成,合金腐蚀电化学阻抗谱由双容抗弧组成。Dy2O3具有比MgO更好的缓蚀作用。