不同浓度比的硫酸根和氯离子溶液中钝化膜的半导体特性转变机制研究-论文.pdf

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1、物理化学学报(WuliHuaxueXuebao1AugustActa尸．一．Sin．2014，30(8)，1465—1473l465[Article】doi：10．3866／PKU．WHXB201405211www．whxb．pku．edu．crl不同浓度比的硫酸根和氯离子溶液中钝化膜的半导体特性转变机制研究夏大海l3，’杨丽霞。一，(天津大学材料科学与工程学院，天津300072；天津大学，天津市材料复合与功能化重点实验，天津300072；DepartmentofChemicalandMaterialsEngineering，UniversityofAlber

2、ta，EdmontonT6G2V4，Albe~a，Canada；中国地质大学材料与化学学院，武汉430074)摘要：800合金作为核电站蒸汽发生器的一种关键材料，服役环境下其表面钝化膜的特性一直是人们研究的热点．本文用Mott—Schottky方法研究了800合金在不同硫酸根离子和氯离子浓度比的溶液中钝化膜的半导体特性，并结合电化学阻抗谱(EIS)、扫描电镜(SEM)、扫描电化学显微镜(SECM)研究了钝化膜的耐蚀性和表面活性．Mott-Schottky结果表明，800合金表面钝化膜的半导体特性与溶液中硫酸根、氯离子的浓度比有关，随硫酸根与氯离子浓度比的降低，

3、半导体特性发生转变．当硫酸根与氯离子的浓度比较高时，钝化膜为P型半导体：而当硫酸根与氯离子的浓度比较低时，钝化膜为n型半导体．EIS、SECM、SEM结果表明，随浓度比的降低钝化膜由过钝化溶解转为明显的点蚀特征，钝化膜表面活性增加．钝化膜特性的改变与其半导体类型的转变密切相关，而半导体特性的转变由氯离子、硫酸根离子在800合金钝化膜表面的竞争吸附所致，其在表面的竞争吸附直接影响钝化膜表面发生的化学反应，改变电极，溶液界面电势差，使钝化膜中的空位类型改变，最终决定半导体类型．关键词：钝化膜：800合金：半导体特性；硫酸根离子：氯离子中图分类号：0646AMech

4、anisticStudyonSemiconductivityConversionofPassiveFiImsunderVaryingSulfatetoChlorideConcentrationRatiosXlADa—Hal’，，。-’YANGL．_Xia。(SchoolofMaterialsScienceandEngineering,EanjinUniversity,Tianjin300072，PR．China；TianjinKeyLaboratoryofCompositeandFunctionalMaterials,TianjinUniversity,Tia

5、njin30007ZPR．China；3DepartmentofChemicalandMaterialsEngineering,UniversityofAlberta,Edmontonr6G2V4,Alberta,Canada；4FacultyofMaterialScienceandChem~try,ChinaUniversityofGeosciences,Wuhan43O074，PR．China)Abstract：Alloy800iSanimportantsteamgeneratormaterialusedinnuclearpowerplants．andSO

6、thereiSsignificantinterestinthepropertiesofpassivefilmsofthisalloyunderserviceconditions．1nthiswork．thesemiconductivityofAlloy800insulfateandchloridesolutionswasinvestigatedusingMott-Schotkyanalysis．electrochemistryimpedancespectroscopy(EtS)，scanningelectronmicroscopy(SEM)，andscanni

7、ngelectrochemicaImicroscopyfSECM)．TheMott-SchottkyresultsshowthatthesemiconductivityiSafectedbythesulfatetochlorideconcentrationratio；P-typesemiconductivityiSexhibitedathighconcentrationratiosbuttransitionston-typewhentheconcentrationratioiSIOW．EIS，SEM。andSECMresultsindicatethatthed

8、egradationformofthe