Mèsi paske w vizite Nature.com.W ap itilize yon vèsyon navigatè ak sipò CSS limite.Pou pi bon eksperyans, nou rekòmande pou w sèvi ak yon navigatè ki ajou (oswa enfim mòd konpatibilite nan Internet Explorer).Anplis de sa, asire sipò kontinyèl, nou montre sit la san estil ak JavaScript.
Montre yon Carousel twa glisad alafwa.Sèvi ak bouton Previous ak Next pou deplase nan twa glisad alafwa, oswa itilize bouton kurseur nan fen a pou w deplase nan twa glisad nan yon moman.
Duplex 2205 Nerjaveèi (DSS) gen bon rezistans korozyon akòz estrikti duplex tipik li yo, men anviwònman an lwil oliv ak gaz ki gen CO2 de pli zan pli difisil rezilta nan divès degre korozyon, espesyalman pitting, ki seryezman menase sekirite ak fyab nan lwil oliv ak natirèl. aplikasyon pou gaz.devlopman gaz.Nan travay sa a, yo itilize yon tès imèsyon ak yon tès elektwochimik nan konbinezon ak mikwoskospi konfokal lazè ak espektroskopi fotoelektron radyografi.Rezilta yo te montre ke mwayèn tanperati kritik pou pitting 2205 DSS te 66.9 °C.Lè tanperati a pi wo pase 66.9 ℃, potansyèl dekonpozisyon pitting, entèval pasivasyon ak potansyèl korozyon pwòp tèt ou redwi, dansite aktyèl pasivasyon gwosè a ogmante, ak sansiblite nan pitting ogmante.Avèk yon ogmantasyon plis nan tanperati, reyon an nan arc kapasitif 2205 DSS la diminye, rezistans sifas la ak rezistans transfè chaj piti piti diminye, ak dansite nan transpòtè donatè ak akseptè nan kouch fim nan pwodwi a ak karakteristik n + p-bipolè tou. ogmante, kontni an nan oksid Cr nan kouch enteryè a nan fim nan diminye, ogmante kontni an nan oksid Fe nan kouch ekstèn lan, disolisyon nan kouch fim nan ogmante, estabilite a diminye, kantite twou ak gwosè pò a ogmante.
Nan yon kontèks devlopman rapid ekonomik ak sosyal ak pwogrè sosyal, demann lan pou resous lwil oliv ak gaz kontinye ap grandi, fòse devlopman lwil oliv ak gaz piti piti deplase nan zòn sidwès ak lanmè ak kondisyon ki pi grav ak anviwònman, se konsa kondisyon yo opere nan tib twou yo vin pi grav ak pi grav..Deteryorasyon 1,2,3.Nan jaden an nan eksplorasyon lwil oliv ak gaz, lè ogmantasyon nan CO2 4 ak salinite ak kontni klò 5, 6 nan likid la pwodwi, òdinè 7 kabòn asye tiyo se sijè a korozyon grav, menm si inibitè korozyon yo ponpe nan fisèl la tiyo, korozyon pa ka efektivman siprime asye pa ka satisfè kondisyon ki nan operasyon alontèm nan anviwònman ki difisil korozif CO28,9,10.Chèchè yo te tounen vin jwenn duplex Nerjaveèi (DSS) ak pi bon rezistans korozyon.2205 DSS, kontni an nan ferit ak austenite nan asye a se apeprè 50%, gen ekselan pwopriyete mekanik ak rezistans korozyon, fim nan pasivasyon sifas se dans, gen ekselan rezistans korozyon inifòm, pri a se pi ba pase sa yo ki nan alyaj nikèl ki baze sou 11. , 12. Se konsa, 2205 DSS se souvan itilize kòm veso presyon nan anviwònman korozivite, lwil oliv byen aman nan anviwònman korozif CO2, pi fre dlo pou sistèm kondansasyon nan lwil oliv lanmè ak jaden chimik 13, 14, 15, men 2205 DSS ka gen tou pèforasyon korozivite. nan sèvis.
Kounye a, anpil etid sou CO2- ak Cl-pitting korozyon 2205 DSS yo te fèt nan peyi a ak aletranje [16,17,18].Ebrahimi19 te jwenn ke ajoute yon sèl potasyòm dichromate nan yon solisyon NaCl ka anpeche 2205 DSS pitting, epi ogmante konsantrasyon nan potasyòm dichromate ogmante tanperati kritik nan 2205 DSS pitting.Sepandan, potansyèl pitting nan 2205 DSS ogmante akòz adisyon a nan yon sèten konsantrasyon nan NaCl nan dichromate potasyòm ak diminye ak ogmante konsantrasyon NaCl.Han20 montre ke nan 30 a 120 ° C, estrikti nan fim 2205 DSS pasivasyon se yon melanj de kouch enteryè Cr2O3, kouch ekstèn FeO, ak Cr rich;lè tanperati a monte a 150 °C, fim nan pasivasyon fonn., estrikti entèn la chanje nan Cr2O3 ak Cr(OH)3, ak kouch ekstèn lan chanje nan Fe (II, III) oksid ak Fe (III) idroksid.Peguet21 te jwenn ke estasyonè pitting nan S2205 Nerjaveèi asye nan solisyon NaCl anjeneral rive pa pi ba pase tanperati a kritik pitting (CPT) men nan seri a tanperati transfòmasyon (TTI).Thiadi22 konkli ke kòm konsantrasyon nan NaCl ogmante, rezistans nan korozyon nan S2205 DSS diminye anpil, ak plis negatif potansyèl la aplike, pi mal la rezistans nan korozyon nan materyèl la.
Nan atik sa a, yo te itilize analiz potansyèl dinamik, spèktroskopi enpedans, potansyèl konstan, koub Mott-Schottky ak mikwoskòp elèktron optik pou etidye efè segondè salinite, gwo konsantrasyon Cl- ak tanperati sou konpòtman korozyon 2205 DSS.ak espektroskopi foto-elektron, ki bay baz teyorik pou operasyon an sekirite 2205 DSS nan anviwònman lwil oliv ak gaz ki gen CO2.
Se materyèl tès la chwazi nan solisyon trete asye 2205 DSS (klas asye 110ksi), epi yo montre konpozisyon chimik prensipal la nan Tablo 1.
Gwosè echantiyon elektwochimik la se 10 mm × 10 mm × 5 mm, li netwaye ak asetòn pou retire lwil oliv ak etanòl absoli epi sèk.Se dèyè moso tès la soude pou konekte longè ki apwopriye a nan fil kwiv.Apre soude, sèvi ak yon miltimèt (VC9801A) pou tcheke konduktiviti elektrik la nan moso tès la soude, ak Lè sa a, sele sifas ki pa travay la ak epoksidik.Sèvi ak 400 #, 600 #, 800 #, 1200 #, 2000 # Silisyòm carbure papye sab pou poli sifas travay la sou machin nan polisaj ak ajan polisaj 0.25um jiskaske sifas la brutality Ra≤1.6um, epi finalman netwaye epi mete nan thermostat la. .
Yo te itilize yon estasyon elektwochimik Priston (P4000A) ak yon sistèm twa elektwòd.Yon elektwòd platinum (Pt) ak yon zòn nan 1 cm2 te sèvi kòm elektwòd oksilyè a, yon DSS 2205 (ak yon zòn nan 1 cm2) te itilize kòm yon elektwòd k ap travay, ak yon elektwòd referans (Ag/AgCl) yo te. itilize.Yo te prepare solisyon modèl yo itilize nan tès la dapre (Tablo 2).Anvan tès la, yo te pase yon solisyon N2-wo pite (99.99%) pou 1 èdtan, ak Lè sa a, CO2 te pase pou 30 minit nan deoxygenate solisyon an., ak CO2 nan solisyon an te toujou nan yon eta de saturation.
Premyèman, mete echantiyon an nan tank la ki gen solisyon tès la, epi mete l nan yon beny dlo tanperati konstan.Tanperati anviwònman inisyal la se 2 ° C, epi monte tanperati a kontwole nan yon pousantaj de 1 ° C / min, ak ranje tanperati a kontwole.nan 2-80 ° C.Sèlsiyis.Tès la kòmanse nan yon potansyèl konstan (-0.6142 Vs.Ag/AgCl) ak koub tès la se yon koub It.Dapre estanda tès tanperati kritik pitting, koub It ka konnen.Tanperati a nan ki dansite aktyèl la leve a 100 μA / cm2 yo rele tanperati a pitting kritik.Tanperati mwayèn kritik pou pitting se 66.9 °C.Tanperati tès yo pou koub polarizasyon an ak spectre enpedans yo te chwazi yo dwe 30 ° C, 45 ° C, 60 ° C ak 75 ° C, respektivman, epi yo te repete tès la twa fwa anba menm kondisyon echantiyon yo pou diminye devyasyon posib.
Yon echantiyon metal ki ekspoze a solisyon an te premye polarize nan yon potansyèl katod (-1.3 V) pou 5 min anvan yo teste koub la polarizasyon potansyodinamik elimine fim nan oksid ki te fòme sou sifas la k ap travay nan echantiyon an, ak Lè sa a, nan yon potansyèl sikwi louvri nan 1 h jiskaske vòltaj korozyon an pa pral etabli.Yo te fikse pousantaj eskanè nan koub la polarizasyon potansyèl dinamik a 0.333mV / s, ak potansyèl la entèval eskanè te mete nan -0.3 ~ 1.2V vs OCP.Pou asire presizyon tès la, menm kondisyon tès yo te repete 3 fwa.
Lojisyèl tès enpedans spectre - Versa Studio.Tès la te premye te pote soti nan yon potansyèl sikwi fiks fiks, anplitid la nan vòltaj la perturbation altène te fikse a 10 mV, ak frekans nan mezi yo te mete sou 10-2-105 Hz.done spectre apre tès la.
Pwosesis tès koub tan aktyèl la: chwazi diferan potansyèl pasivasyon dapre rezilta koub polarizasyon anodik la, mezire koub It a nan potansyèl konstan, epi anfòm koub logaritm doub pou kalkile pant koub ekipe a pou analiz fim.mekanis nan fòmasyon nan fim nan pasivasyon.
Apre vòltaj sikwi louvri a estabilize, fè yon tès koub Mott-Schottky.Tès potansyèl eskanè ranje 1.0 ~ -1.0V (vS.Ag/AgCl), to eskanè 20mV/s, frekans tès mete nan 1000Hz, siyal eksitasyon 5mV.
Sèvi ak X-ray photoelectron spèktroskopi (XPS) (ESCALAB 250Xi, UK) pou teste konpozisyon ak eta chimik sifas pasivasyon fim nan apre fòmasyon fim 2205 DSS epi fè done mezi pwosesis pik-anfòm lè l sèvi avèk lojisyèl siperyè.konpare ak baz done nan espèk atomik ak literati ki gen rapò23 ak kalibre lè l sèvi avèk C1s (284.8 eV).Mòfoloji korozyon ak pwofondè twou sou echantiyon yo te karakterize lè l sèvi avèk yon mikwoskòp dijital optik ultra-fon (Zeiss Smart Zoom5, Almay).
Te echantiyon an teste nan menm potansyèl la (-0.6142 V rel. Ag/AgCl) pa metòd la potansyèl konstan ak koub aktyèl korozyon an te anrejistre ak tan.Dapre estanda tès CPT la, dansite aktyèl la polarizasyon ogmante piti piti ak ogmante tanperati.1 montre tanperati pitting kritik 2205 DSS nan yon solisyon simulation ki genyen 100 g/L Cl– ak CO2 satire.Li ka wè ke nan yon tanperati ki ba nan solisyon an, dansite aktyèl la pratikman pa chanje ak ogmante tan tès la.Men, lè tanperati a nan solisyon an ogmante nan yon sèten valè, dansite aktyèl la ogmante rapidman, ki endike ke pousantaj la disolisyon nan fim nan pasivasyon ogmante ak ogmantasyon nan tanperati a nan solisyon an.Lè tanperati a nan solisyon solid la ogmante soti nan 2 ° C a apeprè 67 ° C, dansite aktyèl la polarizasyon nan 2205DSS ogmante a 100µA / cm2, ak mwayèn tanperati kritik pitting nan 2205DSS se 66.9 °C, ki se apeprè 16.6 °C. pi wo pase 2205DSS la.estanda 3.5 wt.% NaCl (0.7 V)26.Tanperati pitting kritik la depann de potansyèl aplike nan moman mezi a: pi ba potansyèl aplike a, pi wo tanperati kritik pitting mezire.
Pitting koub tanperati kritik nan 2205 duplex asye pur nan yon solisyon simulation ki gen 100 g / L Cl- ak satire CO2.
Sou fig.2 montre enpedans AC nan 2205 DSS nan solisyon simulation ki gen 100 g/L Cl- ak satire CO2 nan divès tanperati.Li ka wè ke dyagram Nyquist nan 2205DSS la nan divès tanperati konsiste de segondè-frekans, mitan-frekans ak ba-frekans rezistans-kapasite arcs, ak rezistans-kapasite arcs yo pa semi-sikilè.Reyon arc kapasitif reflete valè rezistans fim pasivasyon ak valè rezistans transfè chaj pandan reyaksyon elektwòd la.Li jeneralman aksepte ke pi gwo reyon an nan arc kapasitif la, pi bon an rezistans korozyon nan substra metal la nan solisyon27.Nan yon tanperati solisyon 30 °C, reyon arc kapasitif la sou dyagram Nyquist ak ang faz sou dyagram modil enpedans |Z|Bode se pi wo a ak 2205 DSS korozyon se pi ba a.Kòm tanperati solisyon an ogmante, |Z| lamodil enpedans, reyon arc ak rezistans solisyon diminye, anplis, ang faz la tou diminye soti nan 79 Ω a 58 Ω nan rejyon frekans entèmedyè a, ki montre yon pik lajè ak yon kouch enteryè dans ak yon kouch ekstèn (pore) se prensipal la. karakteristik yon fim pasif ki pa omojèn28.Se poutèt sa, kòm tanperati a monte, fim nan pasivasyon ki fòme sou sifas la nan substra metal la fonn ak fant, ki febli pwopriyete yo pwoteksyon nan substra a ak deteryore rezistans nan korozyon nan materyèl la29.
Sèvi ak lojisyèl ZSimDeme pou anfòm done spectre enpedans yo, yo montre sikwi ekivalan ekipe a nan Figi 330, kote Rs se rezistans solisyon simulation, Q1 se kapasite fim, Rf se rezistans fim pasivasyon pwodwi a, Q2 se doub. kapasite kouch, ak Rct se rezistans transfè chaj la.Soti nan rezilta yo nan Fitting nan tablo.3 montre ke kòm tanperati a nan solisyon an simulation ogmante, valè n1 diminye soti nan 0.841 a 0.769, ki endike yon ogmantasyon nan diferans ki genyen ant kondansateur yo de-kouch ak yon diminisyon nan dansite.Rezistans transfè chaj Rct la piti piti diminye soti nan 2.958 × 1014 a 2.541 × 103 Ω cm2, ki endike yon diminisyon gradyèl nan rezistans korozyon nan materyèl la.Rezistans solisyon Rs la diminye soti nan 2.953 a 2.469 Ω cm2, ak kapasite Q2 nan fim nan pasivasyon diminye soti nan 5.430 10-4 a 1.147 10-3 Ω cm2, konduktiviti nan solisyon an ogmante, estabilite nan fim nan pasivasyon diminye. , ak solisyon an Cl-, SO42-, elatriye) nan mwayen an ogmante, ki akselere destriksyon nan fim nan pasivasyon31.Sa a mennen nan yon diminisyon nan rezistans nan fim Rf (ki soti nan 4662 a 849 Ω cm2) ak yon diminisyon nan rezistans nan polarizasyon Rp (Rct + Rf) ki te fòme sou sifas la duplex Nerjaveèi.
Se poutèt sa, tanperati a nan solisyon an afekte rezistans nan korozyon nan DSS 2205. Nan yon tanperati ki ba nan solisyon an, yon pwosesis reyaksyon rive ant katod la ak anod la nan prezans Fe2 +, ki kontribye nan disolisyon an rapid ak korozyon nan la. anod, osi byen ke pasivasyon nan fim nan fòme sou sifas la, pi konplè ak pi wo Dansite, pi gwo transfè chaj rezistans ant solisyon, ralanti disolisyon an nan matris la metal ak montre pi bon rezistans korozyon.Kòm tanperati a nan solisyon an ogmante, rezistans nan chaj transfè Rct diminye, to a nan reyaksyon ant iyon nan solisyon an akselere, ak to a nan difizyon nan iyon agresif akselere, se konsa ke premye pwodwi korozyon yo ankò fòme sou sifas la nan solisyon an. substra a soti nan sifas la nan substra an metal.Yon fim pasivasyon pi mens febli pwopriyete pwoteksyon substra a.
Sou fig.Figi 4 montre koub polarizasyon potansyèl dinamik 2205 DSS nan solisyon simulation ki genyen 100 g/L Cl– ak CO2 satire nan divès tanperati.Li ka wè nan figi a ke lè potansyèl la se nan seri a soti nan -0.4 a 0.9 V, koub yo anod nan diferan tanperati gen rejyon pasivasyon evidan, ak potansyèl la pwòp tèt ou-korozyon se sou -0.7 a -0.5 V. Kòm la dansite ogmante aktyèl jiska 100 μA / cm233 se koub la anod anjeneral yo rele potansyèl la pitting (Eb oswa Etra).Kòm tanperati a monte, entèval pasivasyon an diminye, potansyèl korozyon pwòp tèt ou a diminye, dansite aktyèl korozyon an gen tandans ogmante, ak koub polarizasyon an deplase desann sou bò dwat la, ki endike ke fim nan ki te fòme pa DSS 2205 nan solisyon an simulation gen aktif. aktivite.kontni nan 100 g / l Cl– ak satire CO2, ogmante sansiblite nan korozyon pitting, se fasil domaje pa iyon agresif, ki mennen nan ogmante korozyon nan matris la metal ak yon diminisyon nan rezistans korozyon.
Li ka wè nan Tablo 4 ke lè tanperati a leve soti nan 30 ° C a 45 ° C, potansyèl overpassivation ki koresponn lan diminye yon ti kras, men dansite aktyèl la pasivasyon nan gwosè korespondan an ogmante siyifikativman, ki endike ke pwoteksyon fim nan pasivasyon anba sa yo. kondisyon yo ogmante ak ogmantasyon tanperati.Lè tanperati a rive nan 60 ° C, potansyèl pitting ki koresponn lan diminye anpil, ak tandans sa a vin pi evidan kòm tanperati a leve.Li ta dwe remake ke nan 75 ° C yon siyifikatif pik aktyèl pasajè parèt nan figi a, ki endike prezans nan korozyon pitting metastable sou sifas echantiyon an.
Se poutèt sa, ak yon ogmantasyon nan tanperati a nan solisyon an, kantite oksijèn ki fonn nan solisyon an diminye, valè pH sifas fim nan diminye, ak estabilite nan fim nan pasivasyon diminye.Anplis de sa, pi wo tanperati a nan solisyon an, pi wo a aktivite a nan iyon agresif nan solisyon an ak pi wo a to domaj nan kouch nan fim sifas nan substra a.Ksid ki fòme nan kouch fim nan fasil tonbe epi reyaji ak kasyon nan kouch fim nan pou fòme konpoze idrosolubl, ogmante chans pou pitting.Depi kouch fim rejenerasyon an relativman lach, efè pwoteksyon sou substra a ba, sa ki ogmante korozyon nan substra metal la.Rezilta tès potansyèl polarizasyon dinamik yo konsistan avèk rezilta spèktroskopi enpedans.
Sou fig.Figi 5a montre Li koube pou 2205 DSS nan yon solisyon modèl ki genyen 100 g/L Cl– ak CO2 satire.Dansite aktyèl pasivasyon an kòm yon fonksyon tan te jwenn apre polarizasyon nan divès tanperati pou 1 h nan yon potansyèl de -300 mV (relatif ak Ag / AgCl).Li ka wè ke tandans pasivasyon aktyèl dansite 2205 DSS nan menm potansyèl la ak tanperati diferan se fondamantalman menm bagay la tou, ak tandans nan piti piti diminye ak tan epi li gen tandans yo dwe lis.Kòm tanperati a piti piti ogmante, pasivasyon aktyèl dansite nan 2205 DSS ogmante, ki te konsistan avèk rezilta yo nan polarizasyon, ki tou endike ke karakteristik sa yo pwoteksyon nan kouch fim nan sou substra metal la diminye ak ogmante tanperati solisyon an.
Koub polarizasyon potansyostatik nan 2205 DSS nan menm potansyèl fòmasyon fim ak tanperati diferan.(a) Dansite aktyèl kont tan, (b) Logaritm kwasans fim pasif.
Envestige relasyon ki genyen ant dansite aktyèl pasivasyon ak tan nan diferan tanperati pou menm potansyèl fòmasyon fim, jan yo montre nan (1)34:
Ki kote i se dansite aktyèl pasivasyon nan potansyèl fòmasyon fim, A/cm2.A se zòn elektwòd k ap travay, cm2.K se pant koub ki mete sou li.t tan, s
Sou fig.5b montre koub logI ak logt pou 2205 DSS nan diferan tanperati ak menm potansyèl fòmasyon fim.Dapre done literati yo,35 lè liy lan pant K = -1, kouch fim ki fòme sou sifas substra a pi dans epi li gen pi bon rezistans korozyon nan substra metal la.Men, lè liy dwat la pant K = -0.5, kouch fim ki fòme sou sifas la ki lach, gen anpil ti twou epi li gen move rezistans korozyon nan substra metal la.Li ka wè ke nan 30 ° C, 45 ° C, 60 ° C, ak 75 ° C, estrikti nan kouch fim nan chanje soti nan porositë dans nan porositë ki lach an akò ak pant lan lineyè chwazi.Dapre Point Defect Model (PDM) 36,37 li ka wè ke potansyèl la aplike pandan tès la pa afekte dansite aktyèl la, ki endike ke tanperati a dirèkteman afekte mezi dansite aktyèl la anod pandan tès la, kidonk aktyèl la. ogmante ak ogmantasyon tanperati.solisyon, ak dansite 2205 DSS ogmante, ak rezistans korozyon an diminye.
Pwopriyete semi-conducteurs kouch fim mens ki fòme sou DSS afekte rezistans korozyon li yo38, kalite semi-conducteurs ak dansite konpayi asirans kouch fim mens afekte fann ak twou kouch fim mens DSS39,40 kote kapasite C ak E nan. potansyèl kouch fim mens la satisfè relasyon MS, chaj espas semi-conducteur a kalkile nan fason sa a:
Nan fòmil la, ε se pèmitivite fim nan pasivasyon nan tanperati chanm, ki egal a 1230, ε0 se pèmitivite vakyòm ki egal a 8.85 × 10-14 F / cm, E se chaj segondè a (1.602 × 10-19 C) ;ND se dansite donatè n-tip semi-conducteurs, cm–3, NA se dansite aseptè semi-conducteurs p-type, cm–3, EFB se potansyèl la plat-bann, V, K se konstan Boltzmann a, 1.38 × 10–3 .23 J/K, T - tanperati, K.
Ou ka kalkile pant ak segman aks dèz liy ekipe lè w mete yon separasyon lineyè nan koub MS mezire, konsantrasyon aplike (ND), konsantrasyon aksepte (NA), ak potansyèl bann plat (Efb)42.
Sou fig.6 montre koub Mott-Schottky kouch sifas yon fim 2205 DSS ki fòme nan yon solisyon simulation ki gen 100 g/l Cl- ak satire ak CO2 nan yon potansyèl (-300 mV) pou 1 èdtan.Li ka wè ke tout kouch fim mens ki fòme nan diferan tanperati gen karakteristik n + p-tip semi-conducteurs bipolè.Semi-kondiktè n-kalite a gen solisyon anyon selektivite, sa ki ka anpeche kations asye pur soti nan difize nan solisyon an atravè fim nan pasivasyon, pandan y ap semi-kondiktè a p-kalite gen selektivite, ki ka anpeche anyon yo korozivite nan solisyon soti nan travèse pasivasyon Fim nan vini. soti sou sifas substra a 26 .Li ka wè tou ke gen yon tranzisyon lis ant de koub yo Fitting, fim nan se nan yon eta bann plat, ak bann plat la potansyèl Efb ka itilize pou detèmine pozisyon nan bann enèji nan yon semi-conducteurs ak evalye elektwochimik li yo. estabilite43..
Dapre rezilta yo Fitting koub MC yo montre nan Tablo 5, konsantrasyon an sortan (ND) ak konsantrasyon an k ap resevwa (NA) ak plat la bann potansyèl Efb 44 nan menm lòd la nan grandè yo te kalkile.Dansite aktyèl la konpayi asirans aplike sitou karakterize domaj pwen nan kouch chaj espas la ak potansyèl la pitting nan fim nan pasivasyon.Pi wo konsantrasyon nan konpayi asirans lan aplike, pi fasil kouch fim nan kraze ak pi wo a pwobabilite pou korozyon substra45.Anplis de sa, ak yon ogmantasyon gradyèl nan tanperati a nan solisyon an, konsantrasyon nan emeteur ND nan kouch fim nan ogmante soti nan 5.273 × 1020 cm-3 a 1.772 × 1022 cm-3, ak konsantrasyon lame NA a ogmante soti nan 4.972 × 1021 a 4.592. ×1023.cm - jan yo montre nan fig.3, potansyèl bann plat la ogmante soti nan 0.021 V a 0.753 V, kantite transpòtè nan solisyon an ogmante, reyaksyon ki genyen ant iyon nan solisyon an entansifye, ak estabilite nan kouch fim diminye.Kòm tanperati a nan solisyon an ogmante, pi piti valè absoli nan pant lan nan liy apwoksimatif la, se pi gwo dansite transpòtè nan solisyon an, se pi gwo pousantaj difizyon ant iyon, ak pi gwo kantite pòs iyon sou la. sifas kouch fim nan., kidonk diminye substra metal la, estabilite ak rezistans korozyon 46,47.
Konpozisyon chimik fim nan gen yon efè enpòtan sou estabilite metal kasyon ak pèfòmans semi-conducteurs, ak chanjman nan tanperati a gen yon efè enpòtan sou fòmasyon yon fim asye pur.Sou fig.Figi 7 montre tout spectre XPS kouch sifas yon fim 2205 DSS nan yon solisyon simulation ki genyen 100 g/L Cl– ak CO2 satire.Eleman prensipal yo nan fim ki te fòme pa chips nan diferan tanperati yo se fondamantalman menm bagay la tou, ak eleman prensipal yo nan fim yo se Fe, Cr, Ni, Mo, O, N, ak C. Se poutèt sa, eleman prensipal yo nan kouch fim nan se Fe. , Cr, Ni, Mo, O, N ak C. Veso ki gen oksid Cr, oksid Fe ak idroksid ak yon ti kantite oksid Ni ak Mo.
Full XPS 2205 DSS spectre yo pran nan divès tanperati.(a) 30°С, (b) 45°С, (c) 60°С, (d) 75°С.
Konpozisyon prensipal fim nan gen rapò ak pwopriyete tèmodinamik konpoze yo nan fim nan pasivasyon.Dapre enèji nan obligatwa nan eleman prensipal yo nan kouch nan fim, yo bay nan tablo.6, li ka wè ke karakteristik pik yo espèk nan Cr2p3/2 yo divize an metal Cr0 (573.7 ± 0.2 eV), Cr2O3 (574.5 ± 0.3 eV), ak Cr (OH) 3 (575.4 ± 0. 1 eV) kòm montre nan Figi 8a, nan ki oksid ki fòme pa eleman Cr la se eleman prensipal la nan fim nan, ki jwe yon wòl enpòtan nan rezistans korozyon fim nan ak pèfòmans elektwochimik li yo.Entansite pik relatif Cr2O3 nan kouch fim nan pi wo pase Cr(OH)3.Sepandan, kòm tanperati a solisyon solid ogmante, pik relatif la nan Cr2O3 piti piti febli, pandan y ap pik relatif la nan Cr (OH) 3 piti piti ogmante, ki endike transfòmasyon nan evidan nan prensipal Cr3 + nan kouch fim nan soti nan Cr2O3 nan Cr (OH) 3, ak tanperati a nan solisyon an ogmante.
Enèji obligatwa nan pik yo nan spectre karakteristik Fe2p3/2 sitou konsiste de kat pik nan eta metalik Fe0 (706.4 ± 0.2 eV), Fe3O4 (707.5 ± 0.2 eV), FeO (709.5 ± 0.1 eV) ak FeOOH (713.13). eV) ± 0.3 eV), jan yo montre nan Fig. 8b, Fe se sitou prezan nan fim nan fòme nan fòm lan nan Fe2 + ak Fe3 +.Fe2+ soti nan FeO domine Fe (II) nan pi ba enèji obligatwa, pandan y ap Fe3O4 ak Fe (III) FeOOH konpoze domine nan pi wo enèji obligatwa48,49.Entansite relatif Fe3+ pik la pi wo pase Fe2+, men entansite relatif Fe3+ pik la diminye ak ogmante tanperati solisyon an, epi entansite relatif Fe2+ pik la ogmante, sa ki endike yon chanjman nan sibstans prensipal la nan kouch fim nan. Fe3+ rive Fe2+ pou ogmante tanperati solisyon an.
Karakteristik pik espèk Mo3d5/2 sitou konpoze de de pozisyon pik Mo3d5/2 ak Mo3d3/243.50, pandan y ap Mo3d5/2 gen ladan metal Mo (227.5 ± 0.3 eV), Mo4 + (228.9 ± 0.2 eV) ak Mo6 + ( ± 20.4 eV) ), pandan ke Mo3d3/2 genyen tou metalik Mo (230.4 ± 0.1 eV), Mo4 + (231.5 ± 0.2 eV) ak Mo6 + (232, 8 ± 0.1 eV) jan yo montre nan Figi 8c, kidonk eleman Mo yo egziste nan plis pase twa valens. eta kouch fim nan.Enèji obligatwa nan pik espektral karakteristik Ni2p3/2 konpoze de Ni0 (852.4 ± 0.2 eV) ak NiO (854.1 ± 0.2 eV), jan yo montre nan Figi 8g respektivman.Karakteristik N1s pik la konsiste de N (399.6 ± 0.3 eV), jan yo montre nan Fig. 8d.Karakteristik pik O1s yo enkli O2- (529.7 ± 0.2 eV), OH- (531.2 ± 0.2 eV) ak H2O (531.8 ± 0.3 eV), jan yo montre nan Fig. Konpozan prensipal yo nan kouch fim nan se (OH- ak O2 -) , ki se sitou itilize pou oksidasyon an oswa oksidasyon idwojèn nan Cr ak Fe nan kouch fim nan.Entansite pik relatif nan OH- ogmante siyifikativman kòm tanperati a ogmante soti nan 30 ° C a 75 ° C.Se poutèt sa, ak yon ogmantasyon nan tanperati, konpozisyon prensipal materyèl nan O2- nan kouch fim nan chanje soti nan O2- OH- ak O2-.
Sou fig.Figi 9 montre mòfoloji sifas mikwoskopik echantiyon 2205 DSS apre polarizasyon potansyèl dinamik nan yon solisyon modèl ki gen 100 g/L Cl– ak CO2 satire.Li ka wè ke sou sifas echantiyon yo polarize nan diferan tanperati, gen twou korozyon nan diferan degre, sa rive nan yon solisyon nan iyon agresif, ak yon ogmantasyon nan tanperati a nan solisyon an, korozyon pi grav rive sou la. sifas echantiyon yo.substra.Kantite twou twou pou chak inite zòn ak pwofondè sant korozyon yo ogmante.
Koub korozyon 2205 DSS nan solisyon modèl ki genyen 100 g/l Cl– ak CO2 satire nan diferan tanperati (a) 30°C, (b) 45°C, (c) 60°C, (d) 75°C c .
Se poutèt sa, yon ogmantasyon nan tanperati ap ogmante aktivite a nan chak eleman nan DSS la, osi byen ke ogmante aktivite a nan iyon agresif nan yon anviwònman agresif, sa ki lakòz yon sèten degre nan domaj nan sifas echantiyon an, ki pral ogmante aktivite a pitting., ak fòmasyon nan twou korozyon ap ogmante.Pousantaj fòmasyon pwodwi a ap ogmante ak rezistans korozyon materyèl la ap diminye51,52,53,54,55.
Sou fig.10 montre mòfoloji ak pitting pwofondè nan yon echantiyon 2205 DSS polarize ak yon pwofondè ultra wo nan mikwoskòp optik dijital.Soti nan fig.10a montre ke pi piti twou korozyon parèt tou alantou gwo twou, ki endike ke fim nan pasivasyon sou sifas echantiyon an te pasyèlman detwi ak fòmasyon nan twou korozyon nan yon dansite aktyèl bay, ak pwofondè maksimòm nan pitting te 12.9 µm.jan yo montre nan Figi 10b.
DSS montre pi bon rezistans korozyon, rezon ki fè prensipal la se ke fim nan ki te fòme sou sifas la nan asye a byen pwoteje nan solisyon, Mott-Schottky, dapre rezilta yo XPS pi wo a ak literati ki gen rapò 13,56,57,58, fim nan sitou pase nan sa ki annapre yo Sa a se pwosesis oksidasyon Fe ak Cr.
Fe2+ fasilman fonn ak presipite nan koòdone 53 ant fim nan ak solisyon, ak pwosesis reyaksyon katodik la se jan sa a:
Nan eta a korode, yon fim estriktirèl de-kouch fòme, ki sitou konsiste de yon kouch enteryè fè ak oksid chromium ak yon kouch idroksid ekstèn, ak iyon anjeneral grandi nan porositë fim nan.Konpozisyon chimik nan fim nan pasivasyon an gen rapò ak pwopriyete semi-conducteurs li yo, jan sa pwouve pa koub Mott-Schottky la, ki endike ke konpozisyon fim nan pasivasyon an se n + p-tip e li gen karakteristik bipolè.Rezilta XPS yo montre ke kouch ekstèn fim nan pasivasyon sitou konpoze de oksid Fe ak idroksid ki montre pwopriyete semi-conducteurs n-kalite, ak kouch enteryè a se sitou ki konpoze de oksid Cr ak idroksid ki montre pwopriyete p-kalite semi-conducteurs.
2205 DSS gen gwo rezistans akòz kontni segondè Cr17.54 li yo epi li montre divès degre pitting akòz korozyon galvanik mikwoskopik55 ant estrikti duplex.Pitting korozyon se youn nan kalite ki pi komen nan korozyon nan DSS, ak tanperati a se youn nan faktè enpòtan yo enfliyanse konpòtman an nan korozyon pitting epi li gen yon enpak sou pwosesis thermodynamic ak sinetik nan reyaksyon DSS60,61.Tipikman, nan yon solisyon simulation ak yon gwo konsantrasyon nan Cl- ak satire CO2, tanperati a afekte tou fòmasyon nan twou ak inisyasyon nan fant pandan korozyon estrès fann anba estrès korozyon fann, epi tanperati kritik nan pitting yo detèmine pou evalye. rezistans korozyon an.DSS.Materyèl la, ki reflete sansiblite nan matris metal la nan tanperati, se souvan itilize kòm yon referans enpòtan nan seleksyon materyèl nan aplikasyon jeni.Tanperati mwayèn pitting kritik 2205 DSS nan solisyon an simulation se 66.9 ° C, ki se 25.6 ° C pi wo pase sa yo ki nan Super 13Cr Nerjaveèi ak 3.5% NaCl, men pwofondè nan pitting maksimòm rive nan 12.9 µm62.Rezilta elektwochimik yo te konfime plis ke rejyon orizontal ang faz la ak frekans etwat ak ogmante tanperati a, epi kòm ang faz la diminye soti nan 79 ° a 58 °, valè a nan |Z|diminye soti nan 1.26×104 a 1.58×103 Ω cm2.chaj transfè rezistans Rct diminye soti nan 2.958 1014 a 2.541 103 Ω cm2, rezistans solisyon Rs diminye soti nan 2.953 a 2.469 Ω cm2, rezistans fim Rf diminye soti nan 5.430 10-4 cm2 a 1.147 10-3 cm2.Konduktivite nan solisyon agresif la ogmante, estabilite nan kouch fim matris metal la diminye, li fonn ak fant fasil.Dansite aktyèl la pwòp tèt ou-korozyon ogmante soti nan 1.482 a 2.893 × 10-6 A cm-2, ak potansyèl la pwòp tèt ou-korozyon diminye soti nan -0.532 a -0.621V.Li ka wè ke chanjman nan tanperati afekte entegrite ak dansite kouch fim nan.
Okontrè, yon gwo konsantrasyon nan Cl- ak yon solisyon satire nan CO2 piti piti ogmante kapasite nan adsorption nan Cl- sou sifas la nan fim nan pasivasyon ak ogmante tanperati, estabilite nan fim nan pasivasyon vin enstab, ak efè a pwoteksyon sou la. substrate vin pi fèb ak sansiblite nan pitting ogmante.Nan ka sa a, aktivite a nan iyon korozivite nan solisyon an ogmante, kontni an oksijèn diminye, ak fim nan sifas nan materyèl la koroziv se difisil a byen vit refè, ki kreye kondisyon pi favorab pou plis adsorption nan iyon korozivite sou sifas la.Rediksyon materyèl63.Robinson et al.[64] te montre ke ak yon ogmantasyon nan tanperati a nan solisyon an, to kwasans lan nan twou akselere, ak to a nan difizyon nan iyon nan solisyon an ogmante tou.Lè tanperati a monte a 65 °C, disolisyon oksijèn nan yon solisyon ki gen Cl-ions ralanti pwosesis reyaksyon katodik la, pousantaj pitting diminye.Han20 te envestige efè tanperati a sou konpòtman korozyon 2205 duplex Nerjaveèi nan yon anviwònman CO2.Rezilta yo te montre ke yon ogmantasyon nan tanperati ogmante kantite pwodwi korozyon ak zòn nan kavite kontraksyon sou sifas la nan materyèl la.Menm jan an tou, lè tanperati a monte a 150 ° C, fim nan oksid sou sifas la kraze, ak dansite nan kratè se pi wo a.Lu4 te envestige efè tanperati sou konpòtman korozyon 2205 duplex Nerjaveèi soti nan pasivasyon ak aktivasyon nan yon anviwònman jewotèmal ki gen CO2.Rezilta yo montre ke nan yon tanperati tès ki anba a 150 °C, fim nan fòme gen yon estrikti amorph karakteristik, ak koòdone enteryè a gen yon kouch nikèl ki rich, ak nan yon tanperati ki nan 300 °C, pwodwi a korozyon ki kapab lakòz gen yon estrikti nanoskal. .-polycrystalline FeCr2O4, CrOOH ak NiFe2O4.
Sou fig.11 se yon dyagram nan pwosesis fòmasyon korozyon ak fim nan 2205 DSS.Anvan yo itilize, 2205 DSS fòme yon fim pasivasyon nan atmosfè a.Apre yo te benyen nan yon anviwònman ki simulation yon solisyon ki gen solisyon ak yon kontni segondè nan Cl- ak CO2, sifas li byen vit antoure pa divès kalite iyon agresif (Cl-, CO32-, elatriye).).J. Banas 65 te rive nan konklizyon an ke nan yon anviwònman kote CO2 se ansanm prezan, estabilite nan fim nan pasivasyon sou sifas la nan materyèl la ap diminye ak tan, ak asid la kabonik ki fòme gen tandans ogmante konduktiviti nan iyon nan pasivasyon an. kouch.fim ak akselerasyon nan disolisyon nan iyon nan yon fim pasivasyon.fim pasiv.Kidonk, kouch fim nan sifas echantiyon an nan yon etap ekilib dinamik disolisyon ak repasivasyon66, Cl- redui pousantaj fòmasyon kouch fim sifas la, ak ti twou yo parèt sou zòn adjasan sifas fim nan, kòm yo montre nan Figi 3. Montre.Jan yo montre nan Figi 11a ak b, ti twou korozyon enstab parèt an menm tan an.Kòm tanperati a monte, aktivite iyon korozif nan solisyon sou kouch fim nan ogmante, ak pwofondè ti twou enstab yo ogmante jiskaske kouch fim nan konplètman penetrasyon pa youn nan transparan, jan yo montre nan Figi 11c.Avèk yon ogmantasyon plis nan tanperati a nan medyòm nan fonn, kontni an nan CO2 ki fonn nan solisyon an akselere, ki mennen nan yon diminisyon nan valè a pH nan solisyon an, yon ogmantasyon nan dansite nan pi piti twou yo korozyon enstab sou sifas la SPP. , pwofondè nan twou korozyon inisyal yo elaji ak apwofondi, ak fim nan pasivasyon sou sifas echantiyon an Kòm epesè a diminye, pasivasyon nan fim nan vin pi tandans fè pitting jan yo montre nan Figi 11d.Ak rezilta elektwochimik yo anplis konfime ke chanjman nan tanperati a gen yon efè sèten sou entegrite ak dansite fim nan.Se konsa, li ka wè ke korozyon nan solisyon satire ak CO2 ki gen gwo konsantrasyon nan Cl- se siyifikativman diferan de korozyon nan solisyon ki gen konsantrasyon ki ba nan Cl-67,68.
Pwosesis korozyon 2205 DSS ak fòmasyon ak destriksyon yon nouvo fim.(a) Pwosesis 1, (b) Pwosesis 2, (c) Pwosesis 3, (d) Pwosesis 4.
Tanperati mwayèn pitting kritik 2205 DSS nan yon solisyon simulation ki gen 100 g/l Cl– ak satire CO2 se 66.9 ℃, ak pwofondè maksimòm pitting se 12.9 µm, ki diminye rezistans korozyon nan 2205 DSS ak ogmante sansiblite nan pitting.ogmantasyon tanperati.
Lè poste: 16 fevriye 2023