不锈钢表面钝化膜特性的研究进展
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第 ３ 第 ３期 ２卷
・
特 殊 钢
ＳＰ ＥＣＩ ＡＬ ＴＥＥＬ Ｓ
Ｖ０ ． ２． ． １３ Ｎｏ ３
２ ・ ２ １ 年 ６月 ０ ０１
Ｊ ｎ ２ １ ｕｅ ０ １
不 锈 钢 表 面 钝 化 膜 特 性 的研 究 进 展
桂 艳 高 岩
（ 南 理工 大 学 材 料科 学 与 工程 学 院 ， 州 ５０４ ） 华 广 １６ １
ｏ ｔｕ ｔ ｒ ｎ ｏ ｐ ｓｔｏ ｎ ｓｒ ｃｕ ｅ ａ ｄ ｃ ｍ ｏ ｉｉｎ． Ｇｅ ｅ ａｌ ｎ ｒｌ ｙ，ｔ ｅ ｓ ｏ ｔ ｎ ｏ ｏ ｍｅ ｈ ｎ ａ ｄ ｓａ ｌ ａ ｓｖ ｌ ｏ ｔ ｉｌ ｓ ｔｅ ｉ ｙ ｃ ｎ ｈ ｐ ｎ ａ ｅ ｕｓｆｒ ｄ ｔｉ ｎ ｔ ｂｅ ｐ ｓ ｉｅｆ ｍ ｎ ｓａｎ ｅ ｓｓｅ ｌｍａｎｌ ｏ — ｉ ｓｓ ｆｍｅａ ｘ ｄ ｓ ｈ ｈ ｃ ｎ ｓ ｆｐ ｓ ｉｅ ｆ ｍ Ｓ ｎ ｒ ｈ ｎ １ ｍ ，ｄ ｔｒ ｉ ｅ ｙ ｔｅ ｆｃｏ ｓｉ ｃｕ ｉｇ ｃ ｅ ｃ ｌ ｉｔ ｏ ｔ ｏ ｉｅ ．Ｔ ｅ ｔｉ ｋ ｅ ｓｏ ａ ｓ ｌ ｉ ｏ ｍｏｅ ｔａ ０ ｎ ｓ ｌ ｖ ｉ ｅｅ ｎ ｄ ｂ ｈ ａ ｔｒ ｎ ｌｄ ｎ ｈ ｍｉａ ｍ ｃ ｍｐｏ ｉｉｎ ｏ ｔｉ ｌｓ ｔｅ ｓ ｏ ｓｔｏ ｆｓａ ｎｅ ｓ ｓｅ ｌ ，ｐＨ ａｕ ｆｓ ｌｔｏ ｖ ｌｅ ｏ ｏｕ ｉｎ，ｅ ｅ ｔｉ ａ ｏｅ ｔａ ｎ ｅ ｅ ａｕ ｅ Ｔｈ ｈｉｋ ｅ ｓ，ｃ ｍｐ ｓｔｏ ｎ ｌ ｃｒｃ ｌｐ ｔｎ ｉｌａ ｄ ｔｍｐ ｒｔ ｒ ． ｅｔ ｃ ｎ ｓ ｏ ｏ ｉｉｎ ａ ｄ ｓｒ ｃ ｕ ｅ ｏ ａ ｓｖ ｌ ｏ ｔｉ ｅ ｓ ｓｅ ｌ ｈ ａ ｓｖ ｌ ｆ ｒ ｔｏ ｎ ｒｗｔ ｅ ｈ ｎ ｓ ，ｔ ｅ ｐ ｒｏｍ ａ ｃ ｆｓ ｍｉｃ ｎ ｔｕ ｔ ｒ ｆｐ ｓ ｉｅｆ ｍ ｆｓａｎｌｓ ｔｅｓ，ｔｅ ｐ ｓ ｉｅｆ ｍ ｏ ｍａｉｎ ａ ｄ ｇ ｏ ｈ ｍ ｃ ａ ｉｍ ｉ ｉ ｈ ｅ ｒ ｎ ｅ ｏ ｅ — ｏ － ｆ
和耐 蚀 性 ， 论 了纳 米 结 构 对不 锈 钢 钝 化 膜性 能 的影 响 。 当前 研 究 重 点 是 开 发 高 强 度 和 耐 磨 性 、 讨 更好 耐蚀 性 的 新
型不 锈 钢 ， 而采 用 纳 米 技术 是 有 效 途 径 之一 。
关 键 词 不 锈钢
表面钝化膜
性能
研究 进 展
桂 艳等： 不锈钢表面钝化膜特性的研究进展
・ １・ ２
和 ＭＯ ｏ 等氧化 物 ， 膜 是一 个 含 有 杂 质 和 缺 陷 的 该 Ｃ ３ 系 。 ｒ 体 Ｏ （） ２ 酸性溶 液 中奥 氏体 不 锈钢 的钝 化膜 由 ３层
组 成 。由于极 化过 程 中 Ｆ ｅ和 Ｃ 的局 部 氧化 ， ｒ 内层 是 钝化 膜和金 属基 体 界 面 的 富镍 层 ； 间层 是 铬 的 中
形性 能和焊 接性 能 ， 不锈 钢被广泛用 于金属 制品 、 建
１ ２ 钝 化膜 的组成 与结构 ． 研究 不锈钢 表 面钝 化 膜 组成 与 结 构有 Ｘ Ｓ ｘ Ｐ（ 射线光 电 子 能 谱 仪 ） ＳＭ 二 次 电子 质 谱 仪 ） 、 Ｉ Ｓ（ 和 Ｇ Ｏ Ｓ 辉光 放 电光 谱仪 ） Ｄ Ｅ（ 等表 面 分析 方法 和 其 他
摘
要
金属钝化膜 的研究 已从宏观研究进展到结构和组成等微 观研究阶段 。通 过不锈钢表面 自发形成的
薄而稳定 的钝化膜主要由金属氧化物组成。钝化膜的厚度 由不锈钢 的成分 、 溶液 ｐ Ｈ值 、 电位 、 电解液和温度等因 素决定 ， 一般 不超过 １ ｍ。综述 了不锈钢表面钝化膜 的厚度 、 ０ｎ 组织和结构 ， 钝化膜的形成 和生长机理 、 半导体性能
Ｐｒ ｇ ｅ ｓ ｏ ｓ ａ ｃ ｎ Ｐｅ ｆ ｒ ａ ｃ ｆＰａ ｓｖ ｌ ｏ ｒ ｓ ｆ Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｒ ｏ ｍ ｎ ｅ ｏ ｓ ｉ ｅ Ｆｉ ｍｓ
ｏ ｔ ｉ ｌｓ ｔ ｅ ｓ ｆＳ ａ ｎ ｅ ｓ Ｓ ｅ ｌ
Ｇｕ ｎ ａ ｄ Ｇａ ｎ ｉＹａ ｎ ｏ Ｙａ
电位下 ，１Ｌ不锈 钢钝 化膜 中的 Ｍ ３２ ｏ富集 在 钝化 膜 的外层 ， ｒ富集 在 内层 ； Ｍｏ的氧 化铁 层 隔离 了 Ｃ 含 ｃ一 ｌ 的进 人 ， 止 了 点蚀 的产 生 ２。￥ ８不 锈 钢 的 阻 １ ］ ２ 钝 化 膜 以 Ｃ 为 主 ， 有 少 量 ＮＯ、 ｅＯ 、 ｏ ｒＯ 含 ｉ Ｆ Ｍ Ｏ
方法 ， 其结论 有 ：
材装 饰 、 机械 和家 电等 。不锈 钢 的耐 蚀 性 主要取 决 于其 表面钝化 膜 的性 能 。
１ 不锈 钢表面 钝化膜 的一般性 能 １ ｉ 钝 化膜 的厚 度 ． 金 属钝化膜 的研究 已从宏 观研究 发展到结构 和
（） １ 不锈 钢表 面钝 化膜 是 一 个 复合 膜 ， 少有 至 内外 两层 。３ ４不锈 钢钝化膜 的最外层 是富 Ｆ ， ０ ｅ０ ， 内层 是 富 Ｃ ， 氧 化层 中没 有 Ｎ 。酸性 溶 液 中 ｒ０ ， ｉ Ｓ
ｃ 和 Ｆ — ｒ 等 合金 。ＭＣ 包 括 了界 面 的限 速 ｒ ｅｃ Ｍ 步调 和钝 化膜 中 的转 移 ， 已成 功用 于 研 究钝 化 膜 的
阻抗 拟合 和导 电性 。
（ ） 据测试 恒 电流 阴极 极 化 曲线 以及 恒 电流 ３根
阴极 极化 后开路 电位 随 时 间的变 化 曲线 ， 出 ３ ６ 提 １Ｌ
ｄ ｃｉｉ ｎ ｈ ｏｒ ｓｏ ｅ ｉｔｎ ｅｏ ａ ｓ ｅ ｆ ｍ ｒ ｅ ｉｗｅ ，ａ ｄ ｔｅ ｅｆｃ ｆ ａ ｏ ｔｕ ｔｒ ｎｐ ｒ ｒ ａ ｃ ｆｐ ｓ ｉｅ ｕ ｔ ｔ ａ ｄ ｔ ｅｃ ｒｏ ｉｎ ｒ ｓ ａ ｃ ｆ ｓ ｉ ｌ ａｅ ｒ ｖｅ ｄ ｎ ｆ ｔ ｎ ｓｒ ｃｕ ｅ ｏ ｅｆ ｍ ｎ ｅ ｏ ａ ｓ ｖｙ ｓ ｐ ｖ ｉ ｈ ｅ ｏｎ ｏ ｖ ｉ ｍ ｆｓａｎ ｅ ｓ ｔｅｓ Ｓ ｓ ｕ ｓ ｄ． Ａｔ ｅ ｅ ． ｔ ｒｓ ａｃ ｆｃ ｌ ｏ ｎ ｉ ｔ ｄｅ ｅｏ ｎ ｗ ｓａｎｌｓ ｓｅ ｌ ｗｉｈ ｈｉｈ ｆｌ ｏ ｔｉ ｌｓ ｓｅ ｌ ｉ ｄｉｃ ｓ ｅ ｐｒ ｓｎｔ ｈｅ ｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ａ ｐ ｉ ｔ Ｓ ｏ ｖ ｌｐ ｅ ｔｉ ｅ ｓ ｔｅｓ ｔ ｇ
氧化层 Ｃ 最 外 层 是 氢 氧化 层 。经 高 温 纯 水 ｒＯ ；
腐蚀 的 ３ ４不锈 钢氧 化膜 也有 ３层 ： 多孔 沉 积层 、 ０ 外
中开裂层 和 内绝 缘 层 ， 中 内层 是绝 热 、 缘 、 高 其 绝 抗
温氧化 的致密 氧化 物层 。
有混 合传 导模 型 （ Ｍ） 这 个 模 型 已经 应 用 于 纯 ＭＣ ，
转 移和 基体／ 或 者膜／ 膜 电解 液问 的 电荷转 移 限制 了 生 长速 度 ， 相对 应 的模型 就 是高 场 模 型 （ Ｆ 和界 Ｈ Ｍ） 面模 型 （Ｆ ， ＩＭ） 这些 模 型 都 提 出 了相 应 的 理论 生 长
公式 。在 高场 模型 中 ， 化膜 的厚 度是指 数 的分 母 ； 钝 在 界面模 型 中 ， 厚度 的变 化量 是分母 ， 生长 速度 不是 完全 取决 于钝 化膜 厚度 ¨ 。关 于钝 化膜 的生长 ， 还
不锈 钢钝化 膜 的结构模 型 ： 最外层 主要是 由 Ｆ ｅ的氧
电化 学石英 晶体微 天 平 （ Ｑ Ｍ） Ｅ Ｃ 已被 用 于研 究 钝 化 膜成长 。Ｅ Ｃ 能给 出具 有 时间分 辨 能力 的原 ＱＭ 位分 析 ， 而提 供 钝 化 膜 真 实 的时 间生 长 曲线 。 从
利用 Ｅ Ｃ Ｑ Ｍ研 究 ｃ 、 ｅｃ 和 Ｆ — ｒ ｉＭｏ Ｗ） 金 ｒＦ —ｒ ｅｃ — （ ／ 合 Ｎ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔ ｅ ｒｓ ａｃ ｎ ｍｅａ ａ ｓ ｅ ｆ ｍ ｓｐ ｏ ｒｓ ｉｇ ｆｏ ｃ ｏ ｓｕ ｙ ｔ ｃｏ ｓｕ ｙ ｓａ ｅｉ ｃｕ ｉ ｇ ａ ａｙ ｉ ｓ ｒ ｃ ｈ ｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｔｌ ｓ ｉ ｌ ｉ ｒ ｇ ｅ ｓ ｒ ｍ ｍａ ｒ — ｔｄ ｍｉｒ —ｔｄ ｔｇ ｌｄ ｎ ｎ ｌ ｓ ｐ ｖ ｉ ｎ ｏ ｎ ｓ
Ｎ ３ ； ｉＯ 等 内层 含 Ｃ ： ，ＣＯ ｒＯ 、 ｒ 以及少 量的 Ｆ Ｏ， 中 ｅ 其
Ｃ 较 致 密 ， 基 体 有 一 定 的 保 护 作 用 ＇＿ ｒＯ 对 ｌ。 ０
３２ １ Ｌ不锈 钢钝化膜 包括外层 的富 Ｆ ｅ层和 内层 的富
Ｃ层， ｒ Ｍｏ主要 集 中在 外 层 中 ， 内层 很 少 ， 抑制 不 可 锈钢 的溶解 ¨ 。在 ０ ９ｍ ｌｄ Ｎ Ｃ 溶液 及不 同 ． ｏ ｍ ａ １ ／
ｓｒ ｎ ｔ ｔｅ ｇｈ，ｗｅｌｗｅ ｒｎ ｅ ｉｔｎ ｅ ａ ｄ ｅ ｃ ｌ ｎｔＣ ｌＯ ｉｎ ｒｓｓａ ｅ，ｗｈｌ ｐ ｌｃ ｔｏ ｆｎ ｎ ｔｃ ｎｏｏ ｓｏ ｅ ｏ ｖ ｉａ ｅ ｌ ａ ｉｇ ｒ ｓｓａ ｃ ｎ ｘ ｅｌ ＯＴ ＳＯ ｅ ｉｔｎｃ ｅ ｉｅ ａ ｐｉ ａｉｎ ｏ ａ ｏ ｅ ｈ ｌｇ ｉ ｎ ｆａ ａｌｂｌ ｙ
ｗａ ｓ ｙ・
Ｍ ａ ｅ ｉｌＩ ｄｅ Ｓｔｉｌ ｓ ｅ ｌ Ｐ ｓ ｉｅ Ｆｉ ，Ｐｅｆｒ ａ ｃ ｔ ｒａ ｎ ｘ ａｎ ｅ ｓＳｔｅ ， ａ ｓｖ １ ｍ ｒｏ ｍ ｎ ｅ， Ｐ ｏ ｅ ｓｏ ｓ ａｃ ｒ ｇ ｓ ｆＲｅ ｅ ｒ ｈ ｒ
不 锈 钢 通 常是 指 含铬 量 在 １． ％ ～３ ％ 的铁 ５ １ ０ 基 耐蚀合金 。由于其 良好 的使用性 能 、 工艺性 能 、 成
（ ｃｏｌ ｆ ａ ｒ ｌ ｃ ｎｅａｄＥ ｇ ｅｒ ｇ ＳｕｈＣ ｉ ｎ ｅｓｙ ｆ ｅｈ ｏ ｇ ， ｕｎｚｏ １６ １ Ｓ ｈｏ ｏ ｔ ｉ ｉ ｃ ｎ ｎｉ ｅｉ ， ｏｔ ｈｎ Ｕ ｉ ｒ ｔｏ ｃ ｎｌ ｙ Ｇ ａ ｇｈｕ ０４ ） Ｍ ｅ ａＳ ｅ ｎ ｎ ａ ｖ ｉ Ｔ ｏ ５
的 ３ ４不锈钢 钝化膜外层 含 ＣＯ 、ｅＯ 、ｅ Ｏ ， ０ ｒ ， Ｆ ， Ｆ （ Ｈ） 、
组 成等微 观研究 阶段 。通常不锈 钢表面 自发形成 的
薄且 稳定 的钝化 膜是 由金 属 氧 化物 组成 的 ， 度一 厚 般 不超过 １ ｍ。钝化 膜 的厚度 由不 锈 钢 的成 分 、 ０ｎ 溶液 ｐ Ｈ值 、 电位 、 电解液 、 温度 等因素决 定 。如 ３ ４ ０ 不锈 钢钝化 膜的厚 度为 ２— ． ｍ ；ｌ ４ ８ｎ ’ ３ ６和 ３ ６ １Ｌ 不锈 钢钝 化膜的厚 度为 ５～１ ｍ ； 液 ｐ ０ｎ ’ 溶 Ｈ值升
化 物 以及 少量 Ｃ 的 氧化 物组 成 ； 二 层 主 要 是 ｃ ｒ 第 ｒ
的氧化 物 ， 含有 少 量 Ｆ 、 并 ｅ Ｍｏ和 Ｎ 的氧化 物 ； 内 ｉ 最 层 主要是 Ｍｏ Ｎ 的氧 化物 和少量 的 Ｆ 、ｉ ｅ原子 。
的钝 化膜 时 ，Ｆ 和 ＨＦ 都可 用于模 拟不 同电位 和 ＩＭ Ｍ
高 ， 减少钝 化膜 的溶 液 速率 ， 钝化 膜 变厚 ； 可 使 在 硫酸溶 液 中 ， 不锈钢 钝 化膜 的厚度 与 电位 成线 性 关 系 。 ；Ｍｏ不锈钢在 酸性 氯化物溶液 中６ 。６ ５℃形成 的
钝化膜 比 ２ ２℃ 形成 的厚 ０ ２ｎ ｌ 。 ． ｌ Ｔ
第ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ３期
・
特 殊 钢
ＳＰ ＥＣＩ ＡＬ ＴＥＥＬ Ｓ
Ｖ０ ． ２． ． １３ Ｎｏ ３
２ ・ ２ １ 年 ６月 ０ ０１
Ｊ ｎ ２ １ ｕｅ ０ １
不 锈 钢 表 面 钝 化 膜 特 性 的研 究 进 展
桂 艳 高 岩
（ 南 理工 大 学 材 料科 学 与 工程 学 院 ， 州 ５０４ ） 华 广 １６ １
ｏ ｔｕ ｔ ｒ ｎ ｏ ｐ ｓｔｏ ｎ ｓｒ ｃｕ ｅ ａ ｄ ｃ ｍ ｏ ｉｉｎ． Ｇｅ ｅ ａｌ ｎ ｒｌ ｙ，ｔ ｅ ｓ ｏ ｔ ｎ ｏ ｏ ｍｅ ｈ ｎ ａ ｄ ｓａ ｌ ａ ｓｖ ｌ ｏ ｔ ｉｌ ｓ ｔｅ ｉ ｙ ｃ ｎ ｈ ｐ ｎ ａ ｅ ｕｓｆｒ ｄ ｔｉ ｎ ｔ ｂｅ ｐ ｓ ｉｅｆ ｍ ｎ ｓａｎ ｅ ｓｓｅ ｌｍａｎｌ ｏ — ｉ ｓｓ ｆｍｅａ ｘ ｄ ｓ ｈ ｈ ｃ ｎ ｓ ｆｐ ｓ ｉｅ ｆ ｍ Ｓ ｎ ｒ ｈ ｎ １ ｍ ，ｄ ｔｒ ｉ ｅ ｙ ｔｅ ｆｃｏ ｓｉ ｃｕ ｉｇ ｃ ｅ ｃ ｌ ｉｔ ｏ ｔ ｏ ｉｅ ．Ｔ ｅ ｔｉ ｋ ｅ ｓｏ ａ ｓ ｌ ｉ ｏ ｍｏｅ ｔａ ０ ｎ ｓ ｌ ｖ ｉ ｅｅ ｎ ｄ ｂ ｈ ａ ｔｒ ｎ ｌｄ ｎ ｈ ｍｉａ ｍ ｃ ｍｐｏ ｉｉｎ ｏ ｔｉ ｌｓ ｔｅ ｓ ｏ ｓｔｏ ｆｓａ ｎｅ ｓ ｓｅ ｌ ，ｐＨ ａｕ ｆｓ ｌｔｏ ｖ ｌｅ ｏ ｏｕ ｉｎ，ｅ ｅ ｔｉ ａ ｏｅ ｔａ ｎ ｅ ｅ ａｕ ｅ Ｔｈ ｈｉｋ ｅ ｓ，ｃ ｍｐ ｓｔｏ ｎ ｌ ｃｒｃ ｌｐ ｔｎ ｉｌａ ｄ ｔｍｐ ｒｔ ｒ ． ｅｔ ｃ ｎ ｓ ｏ ｏ ｉｉｎ ａ ｄ ｓｒ ｃ ｕ ｅ ｏ ａ ｓｖ ｌ ｏ ｔｉ ｅ ｓ ｓｅ ｌ ｈ ａ ｓｖ ｌ ｆ ｒ ｔｏ ｎ ｒｗｔ ｅ ｈ ｎ ｓ ，ｔ ｅ ｐ ｒｏｍ ａ ｃ ｆｓ ｍｉｃ ｎ ｔｕ ｔ ｒ ｆｐ ｓ ｉｅｆ ｍ ｆｓａｎｌｓ ｔｅｓ，ｔｅ ｐ ｓ ｉｅｆ ｍ ｏ ｍａｉｎ ａ ｄ ｇ ｏ ｈ ｍ ｃ ａ ｉｍ ｉ ｉ ｈ ｅ ｒ ｎ ｅ ｏ ｅ — ｏ － ｆ
和耐 蚀 性 ， 论 了纳 米 结 构 对不 锈 钢 钝 化 膜性 能 的影 响 。 当前 研 究 重 点 是 开 发 高 强 度 和 耐 磨 性 、 讨 更好 耐蚀 性 的 新
型不 锈 钢 ， 而采 用 纳 米 技术 是 有 效 途 径 之一 。
关 键 词 不 锈钢
表面钝化膜
性能
研究 进 展
桂 艳等： 不锈钢表面钝化膜特性的研究进展
・ １・ ２
和 ＭＯ ｏ 等氧化 物 ， 膜 是一 个 含 有 杂 质 和 缺 陷 的 该 Ｃ ３ 系 。 ｒ 体 Ｏ （） ２ 酸性溶 液 中奥 氏体 不 锈钢 的钝 化膜 由 ３层
组 成 。由于极 化过 程 中 Ｆ ｅ和 Ｃ 的局 部 氧化 ， ｒ 内层 是 钝化 膜和金 属基 体 界 面 的 富镍 层 ； 间层 是 铬 的 中
形性 能和焊 接性 能 ， 不锈 钢被广泛用 于金属 制品 、 建
１ ２ 钝 化膜 的组成 与结构 ． 研究 不锈钢 表 面钝 化 膜 组成 与 结 构有 Ｘ Ｓ ｘ Ｐ（ 射线光 电 子 能 谱 仪 ） ＳＭ 二 次 电子 质 谱 仪 ） 、 Ｉ Ｓ（ 和 Ｇ Ｏ Ｓ 辉光 放 电光 谱仪 ） Ｄ Ｅ（ 等表 面 分析 方法 和 其 他
摘
要
金属钝化膜 的研究 已从宏观研究进展到结构和组成等微 观研究阶段 。通 过不锈钢表面 自发形成的
薄而稳定 的钝化膜主要由金属氧化物组成。钝化膜的厚度 由不锈钢 的成分 、 溶液 ｐ Ｈ值 、 电位 、 电解液和温度等因 素决定 ， 一般 不超过 １ ｍ。综述 了不锈钢表面钝化膜 的厚度 、 ０ｎ 组织和结构 ， 钝化膜的形成 和生长机理 、 半导体性能
Ｐｒ ｇ ｅ ｓ ｏ ｓ ａ ｃ ｎ Ｐｅ ｆ ｒ ａ ｃ ｆＰａ ｓｖ ｌ ｏ ｒ ｓ ｆ Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｒ ｏ ｍ ｎ ｅ ｏ ｓ ｉ ｅ Ｆｉ ｍｓ
ｏ ｔ ｉ ｌｓ ｔ ｅ ｓ ｆＳ ａ ｎ ｅ ｓ Ｓ ｅ ｌ
Ｇｕ ｎ ａ ｄ Ｇａ ｎ ｉＹａ ｎ ｏ Ｙａ
电位下 ，１Ｌ不锈 钢钝 化膜 中的 Ｍ ３２ ｏ富集 在 钝化 膜 的外层 ， ｒ富集 在 内层 ； Ｍｏ的氧 化铁 层 隔离 了 Ｃ 含 ｃ一 ｌ 的进 人 ， 止 了 点蚀 的产 生 ２。￥ ８不 锈 钢 的 阻 １ ］ ２ 钝 化 膜 以 Ｃ 为 主 ， 有 少 量 ＮＯ、 ｅＯ 、 ｏ ｒＯ 含 ｉ Ｆ Ｍ Ｏ
方法 ， 其结论 有 ：
材装 饰 、 机械 和家 电等 。不锈 钢 的耐 蚀 性 主要取 决 于其 表面钝化 膜 的性 能 。
１ 不锈 钢表面 钝化膜 的一般性 能 １ ｉ 钝 化膜 的厚 度 ． 金 属钝化膜 的研究 已从宏 观研究 发展到结构 和
（） １ 不锈 钢表 面钝 化膜 是 一 个 复合 膜 ， 少有 至 内外 两层 。３ ４不锈 钢钝化膜 的最外层 是富 Ｆ ， ０ ｅ０ ， 内层 是 富 Ｃ ， 氧 化层 中没 有 Ｎ 。酸性 溶 液 中 ｒ０ ， ｉ Ｓ
ｃ 和 Ｆ — ｒ 等 合金 。ＭＣ 包 括 了界 面 的限 速 ｒ ｅｃ Ｍ 步调 和钝 化膜 中 的转 移 ， 已成 功用 于 研 究钝 化 膜 的
阻抗 拟合 和导 电性 。
（ ） 据测试 恒 电流 阴极 极 化 曲线 以及 恒 电流 ３根
阴极 极化 后开路 电位 随 时 间的变 化 曲线 ， 出 ３ ６ 提 １Ｌ
ｄ ｃｉｉ ｎ ｈ ｏｒ ｓｏ ｅ ｉｔｎ ｅｏ ａ ｓ ｅ ｆ ｍ ｒ ｅ ｉｗｅ ，ａ ｄ ｔｅ ｅｆｃ ｆ ａ ｏ ｔｕ ｔｒ ｎｐ ｒ ｒ ａ ｃ ｆｐ ｓ ｉｅ ｕ ｔ ｔ ａ ｄ ｔ ｅｃ ｒｏ ｉｎ ｒ ｓ ａ ｃ ｆ ｓ ｉ ｌ ａｅ ｒ ｖｅ ｄ ｎ ｆ ｔ ｎ ｓｒ ｃｕ ｅ ｏ ｅｆ ｍ ｎ ｅ ｏ ａ ｓ ｖｙ ｓ ｐ ｖ ｉ ｈ ｅ ｏｎ ｏ ｖ ｉ ｍ ｆｓａｎ ｅ ｓ ｔｅｓ Ｓ ｓ ｕ ｓ ｄ． Ａｔ ｅ ｅ ． ｔ ｒｓ ａｃ ｆｃ ｌ ｏ ｎ ｉ ｔ ｄｅ ｅｏ ｎ ｗ ｓａｎｌｓ ｓｅ ｌ ｗｉｈ ｈｉｈ ｆｌ ｏ ｔｉ ｌｓ ｓｅ ｌ ｉ ｄｉｃ ｓ ｅ ｐｒ ｓｎｔ ｈｅ ｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ａ ｐ ｉ ｔ Ｓ ｏ ｖ ｌｐ ｅ ｔｉ ｅ ｓ ｔｅｓ ｔ ｇ
氧化层 Ｃ 最 外 层 是 氢 氧化 层 。经 高 温 纯 水 ｒＯ ；
腐蚀 的 ３ ４不锈 钢氧 化膜 也有 ３层 ： 多孔 沉 积层 、 ０ 外
中开裂层 和 内绝 缘 层 ， 中 内层 是绝 热 、 缘 、 高 其 绝 抗
温氧化 的致密 氧化 物层 。
有混 合传 导模 型 （ Ｍ） 这 个 模 型 已经 应 用 于 纯 ＭＣ ，
转 移和 基体／ 或 者膜／ 膜 电解 液问 的 电荷转 移 限制 了 生 长速 度 ， 相对 应 的模型 就 是高 场 模 型 （ Ｆ 和界 Ｈ Ｍ） 面模 型 （Ｆ ， ＩＭ） 这些 模 型 都 提 出 了相 应 的 理论 生 长
公式 。在 高场 模型 中 ， 化膜 的厚 度是指 数 的分 母 ； 钝 在 界面模 型 中 ， 厚度 的变 化量 是分母 ， 生长 速度 不是 完全 取决 于钝 化膜 厚度 ¨ 。关 于钝 化膜 的生长 ， 还
不锈 钢钝化 膜 的结构模 型 ： 最外层 主要是 由 Ｆ ｅ的氧
电化 学石英 晶体微 天 平 （ Ｑ Ｍ） Ｅ Ｃ 已被 用 于研 究 钝 化 膜成长 。Ｅ Ｃ 能给 出具 有 时间分 辨 能力 的原 ＱＭ 位分 析 ， 而提 供 钝 化 膜 真 实 的时 间生 长 曲线 。 从
利用 Ｅ Ｃ Ｑ Ｍ研 究 ｃ 、 ｅｃ 和 Ｆ — ｒ ｉＭｏ Ｗ） 金 ｒＦ —ｒ ｅｃ — （ ／ 合 Ｎ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔ ｅ ｒｓ ａｃ ｎ ｍｅａ ａ ｓ ｅ ｆ ｍ ｓｐ ｏ ｒｓ ｉｇ ｆｏ ｃ ｏ ｓｕ ｙ ｔ ｃｏ ｓｕ ｙ ｓａ ｅｉ ｃｕ ｉ ｇ ａ ａｙ ｉ ｓ ｒ ｃ ｈ ｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｔｌ ｓ ｉ ｌ ｉ ｒ ｇ ｅ ｓ ｒ ｍ ｍａ ｒ — ｔｄ ｍｉｒ —ｔｄ ｔｇ ｌｄ ｎ ｎ ｌ ｓ ｐ ｖ ｉ ｎ ｏ ｎ ｓ
Ｎ ３ ； ｉＯ 等 内层 含 Ｃ ： ，ＣＯ ｒＯ 、 ｒ 以及少 量的 Ｆ Ｏ， 中 ｅ 其
Ｃ 较 致 密 ， 基 体 有 一 定 的 保 护 作 用 ＇＿ ｒＯ 对 ｌ。 ０
３２ １ Ｌ不锈 钢钝化膜 包括外层 的富 Ｆ ｅ层和 内层 的富
Ｃ层， ｒ Ｍｏ主要 集 中在 外 层 中 ， 内层 很 少 ， 抑制 不 可 锈钢 的溶解 ¨ 。在 ０ ９ｍ ｌｄ Ｎ Ｃ 溶液 及不 同 ． ｏ ｍ ａ １ ／
ｓｒ ｎ ｔ ｔｅ ｇｈ，ｗｅｌｗｅ ｒｎ ｅ ｉｔｎ ｅ ａ ｄ ｅ ｃ ｌ ｎｔＣ ｌＯ ｉｎ ｒｓｓａ ｅ，ｗｈｌ ｐ ｌｃ ｔｏ ｆｎ ｎ ｔｃ ｎｏｏ ｓｏ ｅ ｏ ｖ ｉａ ｅ ｌ ａ ｉｇ ｒ ｓｓａ ｃ ｎ ｘ ｅｌ ＯＴ ＳＯ ｅ ｉｔｎｃ ｅ ｉｅ ａ ｐｉ ａｉｎ ｏ ａ ｏ ｅ ｈ ｌｇ ｉ ｎ ｆａ ａｌｂｌ ｙ
ｗａ ｓ ｙ・
Ｍ ａ ｅ ｉｌＩ ｄｅ Ｓｔｉｌ ｓ ｅ ｌ Ｐ ｓ ｉｅ Ｆｉ ，Ｐｅｆｒ ａ ｃ ｔ ｒａ ｎ ｘ ａｎ ｅ ｓＳｔｅ ， ａ ｓｖ １ ｍ ｒｏ ｍ ｎ ｅ， Ｐ ｏ ｅ ｓｏ ｓ ａｃ ｒ ｇ ｓ ｆＲｅ ｅ ｒ ｈ ｒ
不 锈 钢 通 常是 指 含铬 量 在 １． ％ ～３ ％ 的铁 ５ １ ０ 基 耐蚀合金 。由于其 良好 的使用性 能 、 工艺性 能 、 成
（ ｃｏｌ ｆ ａ ｒ ｌ ｃ ｎｅａｄＥ ｇ ｅｒ ｇ ＳｕｈＣ ｉ ｎ ｅｓｙ ｆ ｅｈ ｏ ｇ ， ｕｎｚｏ １６ １ Ｓ ｈｏ ｏ ｔ ｉ ｉ ｃ ｎ ｎｉ ｅｉ ， ｏｔ ｈｎ Ｕ ｉ ｒ ｔｏ ｃ ｎｌ ｙ Ｇ ａ ｇｈｕ ０４ ） Ｍ ｅ ａＳ ｅ ｎ ｎ ａ ｖ ｉ Ｔ ｏ ５
的 ３ ４不锈钢 钝化膜外层 含 ＣＯ 、ｅＯ 、ｅ Ｏ ， ０ ｒ ， Ｆ ， Ｆ （ Ｈ） 、
组 成等微 观研究 阶段 。通常不锈 钢表面 自发形成 的
薄且 稳定 的钝化 膜是 由金 属 氧 化物 组成 的 ， 度一 厚 般 不超过 １ ｍ。钝化 膜 的厚度 由不 锈 钢 的成 分 、 ０ｎ 溶液 ｐ Ｈ值 、 电位 、 电解液 、 温度 等因素决 定 。如 ３ ４ ０ 不锈 钢钝化 膜的厚 度为 ２— ． ｍ ；ｌ ４ ８ｎ ’ ３ ６和 ３ ６ １Ｌ 不锈 钢钝 化膜的厚 度为 ５～１ ｍ ； 液 ｐ ０ｎ ’ 溶 Ｈ值升
化 物 以及 少量 Ｃ 的 氧化 物组 成 ； 二 层 主 要 是 ｃ ｒ 第 ｒ
的氧化 物 ， 含有 少 量 Ｆ 、 并 ｅ Ｍｏ和 Ｎ 的氧化 物 ； 内 ｉ 最 层 主要是 Ｍｏ Ｎ 的氧 化物 和少量 的 Ｆ 、ｉ ｅ原子 。
的钝 化膜 时 ，Ｆ 和 ＨＦ 都可 用于模 拟不 同电位 和 ＩＭ Ｍ
高 ， 减少钝 化膜 的溶 液 速率 ， 钝化 膜 变厚 ； 可 使 在 硫酸溶 液 中 ， 不锈钢 钝 化膜 的厚度 与 电位 成线 性 关 系 。 ；Ｍｏ不锈钢在 酸性 氯化物溶液 中６ 。６ ５℃形成 的
钝化膜 比 ２ ２℃ 形成 的厚 ０ ２ｎ ｌ 。 ． ｌ Ｔ
第ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ３期