论文部分内容阅读
不锈钢是一种具有广泛用途的耐腐蚀材料，也能作为铜电解精炼的阴极—即可在ISA法和KIDD法铜电解精炼工艺中采用。但是，当不锈钢所在的体系中存在侵蚀性阴离子（如Cl-）时，不锈钢会发生点腐蚀，并由此引发非常严重的其他腐蚀形式，因此有必要对其表面进行适当处理，提高其耐蚀性。论文主要研究了18-8不锈钢的表面钝化处理工艺。运用硝酸电化学方法和柠檬酸化学方法对不锈钢进行钝化处理，通过浸泡试验、电化学技术等对改性后的试样进行耐蚀性测试，并运用相关技术对不锈钢钝化膜进行表面分析。本论文通过动电位扫描法测定钝化后不锈钢试样的阳极极化曲线，得到试样的点蚀电位Eb，并以此作为筛选钝化工艺条件的依据。阳极极化曲线测试表明经过两种方法改性后不锈钢试样的点蚀电位都大大提高，与未经处理的试样相比提高幅度均超过900mV，达到1100mV左右。硝酸电化学钝化的较优工艺为：硝酸浓度10％，800mV恒电位阳极极化，25℃左右，时间15min；柠檬酸化学钝化的较优工艺为：柠檬酸浓度4％，温度65℃，钝化时间15min，浓硝酸后处理11min。浸泡试验表明改性后的不锈钢试样耐蚀性很好，在5％NaCl溶液中浸泡5天后未出现腐蚀现象，而在腐蚀性很强的6％FeCl3溶液中浸泡，处理过试样的腐蚀速率明显低于未处理过试样的腐蚀速率。EIS测试表明，经两种方法钝化处理后试样表面膜的电荷传递电阻相当，都显著高于未处理试样表面膜的电荷传递电阻，进一步验证了经钝化处理后试样的耐蚀性大大提高了。XPS检测表明，两种方法钝化后的不锈钢试样表面膜状态区别不大，均由金属氧化物、金属氢氧化物以及少量的金属单质和结晶水组成，其中Cr元素主要以Cr2O3的形式存在，同时还存在于CrO3、CrO2、CrOOH、Cr（OH）3等结构中；Fe元素主要以Fe3O4的形式存在，同时还存在于FeO、Fe3O4、Fe2O3、FeOOH等结构中。将经过钝化处理后的不锈钢应用于铜的电解精炼中，测得槽电压为0.31V左右，阴极电流效率为97％～98％，并具有较好的剥离性能，基本能满足电解精炼工艺的需要。