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1、第24卷第1期腐蚀与防护Vol.24No.12003年1月CORROSION&PROTECTIONJanuary2003表面纳米化对金属材料电化学腐蚀行为的影响李瑛,王福会(中国科学院金属研究所金属腐蚀与防护国家重点实验室,沈阳110015)摘要:根据已有的研究结果,总结了表面纳米化对材料电化学腐蚀行为的影响,发现表面纳米化增加了材料表面活性,使活性金属材料溶解速度提高,使钝性金属材料表面更易形成钝化膜;纳米化过程不仅仅促使晶粒细化,往往还引起材料表面其他物理和力学性能的改变,因此,在研究纳米材料腐蚀行为时,应全方位考虑。关键词:表面纳米化;电化学腐蚀中图分类号:
2、TG174.4文献标识码:A文章编号:10052748X(2003)0120006203EFFECTSOFSURFACENANOCRYSTALLIZATIONONTHEELECTROCHEMICALCORROSIONBEHAVIOROFMETALSLIYing,WANGFu2hui(StateKeyLaboratoryofCorrosionandProtectionofMetals,InstituteofMetalResearch,ChineseAcademyofSciences,Shenyang110016,China)Abstract:Theeffectsof
3、surfacenanocyrstallizationontheelectrochemicalcorrosionbehaviorofmetalshavebeensum2marizedbasedontherecentstudyresults.Ithasbeenrealizedthatsurfaceactivityofmetalshasbeenenhancedaftersur2facenanocrystallization.Thecorrosionratesofmetalsthatdissolvewithoutanyoxidefilmformingincreaseobv
4、iously.Ontheotherhands,itbecomesveryeasyforthepassivefilmetoformonthepassivemetals.Duringsurfacenanocrystal2lizationprocess,thegrainsizehasbeenminimizedandotherphysicalandmechanicalpropertiesofthemetalsurfacethatwouldaffectthecorrosionbehaviorhavebeenchangedtoo.Therefore,thiskindofres
5、earchshouldbecarriedoutcareful2ly.Keywords:Surfacenanocrystallization;Electrochemicalcorrosion众所周知,材料的微观结构直接影响材料的各和表面可形成保护膜的钝性金属材料。在研究工作项性能指标。材料经纳米化后,其机械、物理、化学中,针对上述两类材料,分别选取一种代表性的材及电学等方面的性能明显优于普通金属材料;那么,料:活性金属材料选择了低碳钢,采用高能喷丸技术不言而喻,纳米化后材料的电化学腐蚀行为也将发将其表面纳米化;钝性金属材料选择了Fe220Cr合生一系列的变化。随着纳
6、米材料制备和理论研究工金,利用磁控溅射技术,制备了Fe220Cr纳米表面[1～3]膜。对上述两种材料,利用电化学测试技术和表面作的深入,纳米材料有望在本世纪推广应用。纳米材料在应用之前,必须解决化学稳定性和结构分析技术,分别探讨了表面纳米化对材料在酸性介稳定性问题,因此,纳米材料的腐蚀性能研究势在必质中电化学腐蚀行为的影响。行。近两年来,我们研究组对几类经高能喷丸和磁1表面纳米化对低碳钢腐蚀行为的影响控溅射方法获得的表面纳米化金属材料的电化学腐[4,5]蚀行为进行了研究,侧重探讨了晶粒尺寸和元素表高能喷丸技术是一种材料表面纳米化新技面分布对纳米金属材料电化学腐蚀行
7、为的影响。术,该技术利用直径在几个毫米的不锈钢弹丸从各根据材料的电化学腐蚀行为特征,可将金属材方向以高频(20kHz)撞击材料表面,在材料的表面料分为在腐蚀介质中发生活性溶解的活性金属材料形成了由正压力和剪切力组成的应力系统,材料表面可在瞬间产生强烈的塑性变形,最终形成纳米晶。收稿日期:2002210215经高能喷丸处理的低碳钢表面TEM研究结果表基金项目:国家自然基金面上基金资助项目(50001013)明,材料表面已纳米化,晶粒尺度在20nm左右·6·李瑛等:表面纳米化对金属材料电化学腐蚀行为的影响(图1);而SEM断面分析结果表明,经高能喷丸处糙度测量后,在腐
8、蚀电流密度
