【摘 要】
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Zr基非晶合金具有很好的非晶形成能力,添加Y元素能够有效地提高非晶合金的玻璃化形成能力,从而有利于Zr基非晶的制备与成型,然而Y元素的含量对于其耐蚀性能有何影响还是未知.本文采用X射线衍射仪分析了(Zr58Nb3Cu16Ni13Al10)100-xYx(x=0.5,2.5 at.％)的微观结构,利用电化学测试方法系统研究了其在硫酸溶液和氯化钠溶液中的腐蚀电化学行为.分别在不同浓度的H2SO4溶液中
【机 构】
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西南石油大学材料科学与工程学院,成都,610500 西南石油大学化学化工学院,成都,610500
【出 处】
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第八届全国腐蚀大会暨第217场中国工程科技论坛
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Zr基非晶合金具有很好的非晶形成能力,添加Y元素能够有效地提高非晶合金的玻璃化形成能力,从而有利于Zr基非晶的制备与成型,然而Y元素的含量对于其耐蚀性能有何影响还是未知.本文采用X射线衍射仪分析了(Zr58Nb3Cu16Ni13Al10)100-xYx(x=0.5,2.5 at.％)的微观结构,利用电化学测试方法系统研究了其在硫酸溶液和氯化钠溶液中的腐蚀电化学行为.分别在不同浓度的H2SO4溶液中和不同温度下,原位监测了非晶合金的开路电位(OCP)及电化学阻抗谱(EIS)的变化,采用动电位极化曲线分析了非晶合金的钝化性能.在20℃,0.5mol/L,、1mol/L及2mol/LH2SO4溶液中,(Zr58Nb3Cu16Ni13Al10)99.5Y0.5 (0.5％Y)非晶合金的OCP随着H2SO4浓度的增大而增大,同时随着浸泡时间的增加而不断增大,直至趋于稳定.而(Zr58Nb3Cu16Ni13Al10)97.5Y2.5 (2.5％Y)非晶合金的OCP仅在0.5mol/L和1mol/H2SO4溶液中逐渐增大直至稳定,而在2mol/LH2SO4溶液中OCP则先增大后减小.总体而言,常温下0.5％Y非晶合金的钝化状态更稳定.动电位极化曲线测量的结果则表明,在H2SO4溶液中,0.5％Y和2.5％Y非晶合金具有两个钝化区,钝化电流密度很小,具有优异的钝化性能和耐蚀性能.且Y含量增加,钝化区宽度减小,表明Y不利于Zr基非晶合金的钝化.电化学阻抗谱实验结果表明,0.5％Y和2.5％Y非晶合金均呈现出单容抗弧特征,非晶合金表面形成了均匀的钝化膜,等效电路图由溶液电阻Rs、常相位角元件CPE和电荷转移电阻Rt组成.0.5％Y非晶合金的电荷转移电阻(Rt)随着H2SO4浓度的增加而增大,而2.5％Y非晶合金的电荷转移电阻Rt值从大到小排列顺序为：0.5mol/L＞2mol/L＞1 mol/L.0.5％Y和2.5％Y非晶合金的腐蚀电流密度均随着温度的升高而增大.在40℃和60℃H2SO4溶液中,2.5％Y非晶合金的腐蚀电流密度均小于0.5％Y非晶合金,电化学阻抗弧半径大于0.5％Y非晶合金,且0.5％Y非晶合金的阻抗弧半径明显随温度的升高而减小,这说明了0.5％Y非晶合金的钝化性能对温度更敏感.采用OCP测量,动电位极化曲线和电化学交流阻抗谱研究了(Zr58Nb3Cu16Ni13Al10) 100-xYx(x=0.5,2.5 at.％)非晶合金在3.5％ NaCl溶液中的耐点蚀性能,并测定了其临界点蚀温度.极化曲线实验结果表明,(Zr58Nb3Cu16Ni13Al10) 100xYx(x=0.5,2.5 at.％)非晶合金在3.5％ NaCl溶液中具有很好的耐蚀性,阳极极化曲线表现出钝化的特征,具有较高的点蚀电位.随着温度的升高,点蚀电位降低,其中0.5％Y非晶合金的点蚀电位略高于2.5％Y非晶合金.即Y含量增加,非晶合金的点蚀敏感性增大.电化学交流阻抗谱测试结果表明,两种非晶合金在开路电位下均处于钝化状态,具有良好的耐蚀性.
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