Nature.com сайтына кергәнегез өчен рәхмәт.Сез чикләнгән CSS ярдәме белән браузер версиясен кулланасыз.Иң яхшы тәҗрибә өчен без яңартылган браузерны кулланырга киңәш итәбез (яки Internet Explorer'та туры килү режимын сүндерегез).Моннан тыш, дәвамлы ярдәмне тәэмин итү өчен, без сайтны стильләр һәм JavaScriptсыз күрсәтәбез.
Берьюлы өч слайд карусельен күрсәтә.Алдагы һәм Киләсе төймәләрне берьюлы өч слайд аша күчерү өчен кулланыгыз, яки ахырда слайдер төймәләрен берьюлы өч слайд аша күчерегез.
Duplex 2205 дат басмаган корыч (DSS) типик дуплекс структурасы аркасында яхшы коррозиягә каршы тора, ләкин көннән-көн каты булган CO2 булган нефть һәм газ мохите төрле дәрәҗәдәге коррозиягә китерә, аеруча чокыр, бу нефть һәм табигый куркынычсызлыкка һәм ышанычлылыкка җитди куркыныч тудыра. газ кушымталары.газ үсеше.Бу эштә чумдыру тесты һәм электрохимик тест лазер конокаль микроскопия һәм рентген фотоэлектрон спектроскопия белән берлектә кулланыла.Нәтиҗә күрсәткәнчә, 2205 DSS урнаштыру өчен уртача критик температура 66,9 ° C.Температура 66,9 thanдан югарырак булганда, ватылу потенциалы, пассивация интервалы һәм үз-үзен коррозия потенциалы кими, пассивация ток тыгызлыгы арта, питинг сизгерлеге арта.Температураның тагын да артуы белән, 2205 DSS сыйдырышлы дуга радиусы кими, өслеккә каршы тору һәм корылма күчерү каршылыгы әкренләп кими, һәм продуктның кино катламында донор һәм кабул итүчеләрнең тыгызлыгы n + p-биполяр характеристикалары белән. арта, фильмның эчке катламындагы Cr оксидларының күләме кими, тышкы катламдагы Fe оксидларының эчтәлеген арттыра, кино катламының таркалуы арта, тотрыклылык кими, чокырлар саны һәм күзәнәк күләме арта.
Тиз икътисадый һәм социаль үсеш һәм социаль алгарыш шартларында нефть һәм газ ресурсларына ихтыяҗ арта бара, нефть һәм газ үсешен әкрен-әкрен көньяк-көнбатышка һәм диңгез өлкәләренә күченергә мәҗбүр итә, шуңа күрә эш шартлары. аскы торбалар көннән-көн катлаулана..Начарлык 1,2,3.Нефть һәм газ разведкасы өлкәсендә, җитештерелгән сыеклыкта CO2 4 һәм тозлы һәм хлорлы матдәләр 5, 6 артканда, гади 7 углерод корыч торба җитди коррозиягә дучар була, хәтта коррозия ингибиторлары торба чыбыкларына салынса да, коррозияне эффектив рәвештә бастырып булмый корыч инде коррозив CO28,9,10 мохитендә озак вакытлы эш таләпләренә җавап бирә алмый.Тикшерүчеләр коррозиягә каршы торучы дуплекс тотрыксыз корычларга (DSS) мөрәҗәгать иттеләр.2205 DSS, корычтагы феррит һәм остенитның эчтәлеге якынча 50% тәшкил итә, искиткеч механик үзлекләргә һәм коррозиягә каршы тора, өслек пассивация пленкасы тыгыз, коррозиягә каршы бертөрле, бәясе никель нигезендәге эретмәләргә караганда түбәнрәк 11 . хезмәттә.
Хәзерге вакытта илдә һәм чит илләрдә CO2- һәм Cl-piting коррозиясен 2205 DSS буенча күп тикшеренүләр үткәрелде [16,17,18].Ebrahimi19 NaCl эремәсенә калий дихромат тозы өстәү 2205 DSS чокырын тоткарлый ала, һәм калий дихромат концентрациясен арттыру 2205 DSS чокырының критик температурасын күтәрә.Ләкин, 2205 DSS питинг потенциалы NaCl концентрациясенең калий дихроматына кушылуы аркасында арта һәм NaCl концентрациясе арту белән кими.Han20 күрсәтә, 30 - 120 ° C, 2205 DSS пассив фильмның структурасы Cr2O3 эчке катлам, FeO тышкы катламы һәм бай Cr катнашмасы;температура 150 ° C ка күтәрелгәч, пассивация пленкасы эри., эчке структура Cr2O3 һәм Cr (OH) 3, тышкы катлам Fe (II, III) оксиды һәм Fe (III) гидроксидына үзгәрә.Peguet21 тапты, NaCl эремәсендә S2205 дат басмас корычның стационар чокыры гадәттә критик температурадан (CPT) түбән түгел, ә трансформация температурасы диапазонында (TTI) була.Thiadi22 нәтиҗә ясады: NaCl концентрациясе арткан саен, S2205 DSS коррозиягә каршы тору сизелерлек кими, һәм кулланылган потенциал никадәр тискәре булса, материалның коррозиягә каршы торуы начаррак була.
Бу мәкаләдә динамик потенциаль сканерлау, импеданс спектроскопиясе, даими потенциал, Мотт-Шоттки кәкре һәм оптик электрон микроскопия югары тозлылык, югары Cl– концентрациясе һәм температураның 2205 DSS коррозия тәртибенә тәэсирен өйрәнү өчен кулланылды.һәм фотоэлектрон спектроскопия, ул CO2 булган нефть һәм газ мохитендә 2205 DSSның куркынычсыз эшләве өчен теоретик нигез бирә.
Сынау материалы 2205 DSS эшкәртелгән корычтан сайланган (110кси корыч), һәм төп химик состав 1 таблицада күрсәтелгән.
Электрохимик үрнәкнең зурлыгы 10 мм × 10 мм × 5 мм, майны һәм абсолют этанолны чыгару өчен ацетон белән чистартыла һәм киптерелә.Сынау кисәгенең арткы өлеше бакыр чыбыкның озынлыгын тоташтыру өчен эретелгән.Эретеп ябыштырганнан соң, мультиметр (VC9801A) кулланыгыз, эретеп ябыштырылган сынау кисәгенең электр үткәрүчәнлеген тикшерегез, аннары эшләмәгән өслекне эпокси белән мөһерләгез.400, 600, 800, 1200, 2000 .
Өч электродлы Пристон (P4000A) электрохимик эш станциясе кулланылды.1 см2 мәйданы булган платина электроды (Pt) ярдәмче электрод булып хезмәт итә, DSS 2205 (мәйданы 1 см2) эшче электрод буларак кулланыла, һәм белешмә электрод (Ag / AgCl) булган. кулланылган.Тестта кулланылган модель чишелеш (таблица 2) буенча әзерләнгән.Тест алдыннан югары чисталык N2 эремәсе (99,99%) 1 сәгатькә, аннары эремәне дезоксигенатлау өчен CO2 30 минутка күчерелде., һәм чишелештә CO2 һәрвакыт туенган хәлдә иде.
Беренчедән, үрнәкне сынау эремәсе булган танкка урнаштырыгыз һәм аны даими температуралы су мунчасына урнаштырыгыз.Башлангыч температура 2 ° C, һәм температураның күтәрелүе 1 ° C / мин тизлектә, һәм температура диапазоны контрольдә тотыла.2-80 ° C.Celельсий.Тест даими потенциалдан башлана (-0.6142 Vs.Ag/AgCl) һәм сынау сызыгы - бу сызык.Критик питинг температурасы сынау стандарты буенча, аның сызыгы билгеле булырга мөмкин.Агымдагы тыгызлык 100 μA / см2 кадәр күтәрелгән температура критик чокыр температурасы дип атала.Чокыр өчен уртача критик температура 66,9 ° C.Поляризация сызыгы һәм импеданс спектры өчен сынау температурасы тиешенчә 30 ° C, 45 ° C, 60 ° C һәм 75 ° C итеп сайланды, һәм сынау мөмкин булган тайпылышларны киметү өчен бер үк үрнәк шартларда өч тапкыр кабатланды.
Чишелешкә дучар булган металл үрнәк башта катод потенциалында (-1.3 V) 5 минут эчендә потенциодинамик поляризация сызыгын сынап караганчы, үрнәкнең эш өслегендә барлыкка килгән оксид пленкасын бетерү өчен, аннары ачык схема потенциалында. Коррозия көчәнеше урнаштырылмаганчы 1 с.Динамик потенциаль поляризация сызыгын сканерлау тизлеге 0.333mV / s итеп, сканер интервал потенциалы -0.3 ~ 1.2V OCP белән куелды.Тестның төгәллеген тәэмин итү өчен шул ук тест шартлары 3 тапкыр кабатланды.
Импеданс спектрын сынау программасы - Верса студиясе.Сынау беренче тапкыр тотрыклы ачык схема потенциалында үткәрелде, алмашыну көчәнешенең амплитудасы 10 мВ, үлчәү ешлыгы 10–2-105 Гц итеп билгеләнде.тесттан соң спектр мәгълүматлары.
Хәзерге вакыт сызыгын сынау процессы: анодик поляризация сызыгы нәтиҗәләре буенча төрле пассивлаштыру потенциалын сайлагыз, аны тотрыклы потенциалда үлчәгез, һәм кино анализы өчен урнаштырылган кәкре түбәсен исәпләү өчен икеләтә логарифм сызыгына туры китерегез.пассив фильм формалаштыру механизмы.
Ачык схема көчәнеше тотрыклангач, Мотт-Шотткий кәкре сынауны үткәрегез.Потенциаль сканер диапазоны 1,0 ~ -1.0В (vS.Ag/AgCl), сканерлау тизлеге 20мВ / с, сынау ешлыгы 1000Гц, 5мВ дулкын сигнал.
Рентген фотоэлектрон спектроскопиясен (XPS) (ESCALAB 250Xi, Бөекбритания) кулланыгыз, 2205 DSS фильм формалашканнан соң өслек пассивация фильмының составын һәм химик торышын сынап карау һәм югары программа ярдәмендә үлчәү мәгълүматларын эшкәртүгә ирешү.атом спектры һәм аңа бәйле әдәбият базалары белән чагыштырганда23 һәм C1 кулланып калибрланган (284,8 eV).Коррозия морфологиясе һәм үрнәкләрдәге чокырларның тирәнлеге ультра тирән оптик санлы микроскоп ярдәмендә характерланган (Zeiss Smart Zoom5, Германия).
Theрнәк бер үк потенциалда (-0.6142 V рел. Ag / AgCl) даими потенциаль ысул белән сынады һәм коррозия ток сызыгы вакыт белән язылды.CPT тест стандарты буенча поляризация ток тыгызлыгы температураның артуы белән әкренләп арта.1, 100 g / L Cl– һәм туендырылган CO2 булган симуляцияләнгән эремәдә 2205 DSS критик температурасын күрсәтә.Күрергә була, эремәнең түбән температурасында, хәзерге тыгызлык сынау вакыты арту белән үзгәрми.Theәм эремәнең температурасы билгеле бер кыйммәткә күтәрелгәч, хәзерге тыгызлык тиз арта, бу эремә температурасының артуы белән пассив фильмның таркалу тизлегенең артуын күрсәтә.Каты эремәнең температурасы 2 ° C-тан 67 ° C-ка күтәрелгәч, 2205DSS поляризация ток тыгызлыгы 100µA / см2-ка кадәр күтәрелә, һәм 2205DSS-ның уртача критик температурасы 66,9 ° C тәшкил итә, бу якынча 16,6 ° C. 2205DSS-тан югарырак.стандарт 3,5 вт.% NaCl (0.7 V) 26.Критик чокыр температурасы үлчәү вакытында кулланылган потенциалга бәйле: кулланылган потенциал никадәр түбән булса, үлчәнгән критик температура шулкадәр югары.
100 г / Л Cl– һәм туендырылган CO2 булган симуляцияләнгән эремәдә 2205 дуплекс тотрыксыз корычның критик температурасы сызыгы.
Инҗирдә.2 2205 DSS-ның импеданс участокларын күрсәтә, симуляцияләнгән эремәләрдә 100 г / Л Cl- һәм төрле температурада туендырылган CO2.Күрергә була, 2205DSSның төрле температурада Nyquist схемасы югары ешлыклы, урта ешлыклы һәм аз ешлыктагы каршылык-сыйдырышлык аркаларыннан тора, һәм каршылык-сыйдырышлык дугасы ярымтүгәрәк түгел.Конденсатор дугасының радиусы пассив фильмның каршылык кыйммәтен һәм электрод реакциясе вакытында корылма күчерү каршылыгын күрсәтә.Гомумән кабул ителә, сыйдырышлы дуга радиусы никадәр зур булса, эремәдә металл субстратның коррозиягә каршы торуы яхшырак27.30 ° C эремә температурасында, Nyquist схемасында сыйдырышлы дуга радиусы һәм импеданс модуласы схемасында фаз почмагы | Z |Боде иң югары, 2205 DSS коррозиясе иң түбән.Чишелеш температурасы арта барган саен, | Z |импеданс модуласы, дуга радиусы һәм чишелешкә каршы тору кими, өстәвенә, фаз почмагы шулай ук арада ешлык өлкәсендә 79 58 58 decre кими, киң чокырны һәм тыгыз эчке катламны һәм сирәк (күзәнәк) тышкы катламны күрсәтә. бертөрле булмаган пассив фильмның үзенчәлекләре28.Шуңа күрә, температура күтәрелү белән, металл субстрат өслегендә барлыкка килгән пассивлаштыручы пленка эри һәм ярыла, бу субстратның саклагыч үзлекләрен зәгыйфьләндерә һәм материалның коррозиягә каршы торышын начарлый29.
ZSimDeme программасын кулланып, импеданс спектры мәгълүматларына туры килер өчен, урнаштырылган эквивалент схема 330-нчы рәсемдә күрсәтелгән, монда Rs - симуляцияләнгән чишелешкә каршы тору, Q1 - кино сыйдырышлыгы, Rf - барлыкка килгән пассив фильмның каршылыгы, Q2 икеләтә. катлам сыйдырышлыгы, һәм Rct - корылма күчерү каршылыгы.Таблицага урнаштыру нәтиҗәләреннән.3 күрсәтә, симуляцияләнгән эремәнең температурасы күтәрелгәч, n1 кыйммәте 0,841 дән 0,769га кадәр кими, бу ике катлы конденсаторлар арасындагы аерманың артуын һәм тыгызлыкның кимүен күрсәтә.Корылма күчерү каршылыгы Rct акрынлап 2.958 × 1014 дән 2,541 × 103 Ω см2гә кадәр кимеде, бу материалның коррозиягә каршы торуының әкренләп кимүен күрсәтте.Rs эремәсенең каршылыгы 2,953 дән 2,469 Ω см2гә кадәр кимеде, һәм пассив фильмның сыйдырышлыгы 5,430 10-4 дән 1,147 10-3 Ω см2гә кадәр кимеде, чишелешнең үткәрүчәнлеге артты, пассив фильмның тотрыклылыгы кимеде , һәм Cl-, SO42- һ.б. эремәсе уртача арта, бу пассив фильмның юк ителүен тизләтә31.Бу Rf фильмга каршы торуның кимүенә (4662 дән 849 Ω см2) һәм дуплекс тотрыксыз корыч өслегендә барлыкка килгән поляризация каршылыгы Rp (Rct + Rf) кимүенә китерә.
Шуңа күрә, эремәнең температурасы DSS 2205 коррозиясенә каршы тора. Чишелешнең түбән температурасында катод белән анод арасында Fe2 + булганда реакция процессы барлыкка килә, бу тиз таркалуга һәм коррозиягә ярдәм итә. анод, шулай ук өслектә формалашкан фильмның пассивлашуы, тулырак һәм югарырак тыгызлык, эремәләр арасында зуррак каршылык корылмасы күчерү, металл матрицаның таркалуын акрынайта һәм коррозиягә каршы торуны күрсәтә.Чишелешнең температурасы арта барган саен, Rct корылмасына каршы тору кими, эремәдәге ионнар арасындагы реакция тизлеге тизләнә, һәм агрессив ионнарның таралу тизлеге тизләнә, шулай итеп беренче коррозия продуктлары өслегендә барлыкка килә. металл субстрат өслегеннән субстрат.Нечкә пассивлаштыручы фильм субстратның саклагыч үзлекләрен зәгыйфьләндерә.
Инҗирдә.4 нче рәсемдә 100 г / Л Cl– һәм төрле температурада туендырылган CO2 булган симуляцияләнгән эремәләрдә 2205 DSS динамик потенциаль поляризация кәкреләре күрсәтелгән.Рәсемнән күренеп тора: потенциал -0.4 дән 0,9 В диапазонында булганда, төрле температурада анод кәкреләре ачык пассивлашу өлкәләренә ия, һәм үз-үзен коррозияләү потенциалы -0,7 - -0.5 V. тыгызлыгы токны 100 μA / cm233 кадәр арттыра, анод сызыгы гадәттә чокыр потенциалы дип атала (Эб яки Этра).Температура күтәрелгәч, пассивация интервалы кими, үз-үзен коррозияләү потенциалы кими, коррозия ток тыгызлыгы арта бара, һәм поляризация сызыгы уңга таба күчә, бу симуляцияләнгән эремәдә DSS 2205 формалашкан фильмның актив булуын күрсәтә эшчәнлек.100 г / л Cl– һәм туендырылган CO2 эчтәлеге, коррозиягә сизгерлекне арттыра, агрессив ионнар белән җиңел зыян күрә, бу металл матрицаның коррозиясенең артуына һәм коррозиягә каршы торуның кимүенә китерә.
4-нче таблицадан күренеп тора, температура 30 ° C -тан 45 ° C-ка күтәрелгәч, тиешле пассивация потенциалы бераз кими, ләкин тиешле зурлыктагы пассивация ток тыгызлыгы сизелерлек арта, бу пассив фильмның саклануын күрсәтә. температураның артуы белән шартлар арта.Температура 60 ° C ка җиткәч, тиешле потенциал сизелерлек кими, һәм температура күтәрелү белән бу тенденция ачыклана.Әйтергә кирәк, 75 ° C температурада зур вакытлы токның иң югары ноктасы пәйда була, бу үрнәк өслегендә метастабель чокыр коррозиясе булуын күрсәтә.
Шуңа күрә, эремә температурасының күтәрелүе белән, эремәдә эрелгән кислород күләме кими, кино өслегенең pH кыйммәте кими, пассив фильмның тотрыклылыгы кими.Моннан тыш, эремәнең температурасы никадәр югары булса, эремәдәге агрессив ионнарның активлыгы һәм субстратның өске пленка катламына зыян тизлеге арта.Фильм катламында барлыкка килгән оксидлар җиңел генә төшәләр һәм кино катламындагы катионнар белән реакциядә эри торган кушылмалар барлыкка китерәләр, чокыр мөмкинлеген арттыралар.Яңартылган кино катламы чагыштырмача йомшак булганлыктан, субстратка саклагыч эффект түбән, бу металл субстратның коррозиясен арттыра.Динамик поляризация потенциаль сынау нәтиҗәләре импеданс спектроскопиясе нәтиҗәләренә туры килә.
Инҗирдә.Рәсем 5а күрсәтә, ул 100 г / Л Cl– һәм туендырылган CO2 булган модель эремәсендә 2205 DSS өчен кәкре.Вакыт функциясе буларак пассивация ток тыгызлыгы -300 мВ потенциалында (Ag / AgCl белән чагыштырганда) төрле температурада поляризациядән соң алынган.Күрергә була, бер үк потенциалда һәм төрле температурада 2205 DSS пассивация ток тыгызлыгы тенденциясе бер үк, һәм тенденция вакыт белән әкренләп кими һәм шома булырга омтыла.Температура әкренләп арткан саен, 2205 DSS пассивация ток тыгызлыгы артты, бу поляризация нәтиҗәләренә туры килде, бу шулай ук металл субстраттагы кино катламының саклагыч характеристикалары эремә температурасы арту белән кимегәнен күрсәтте.
Бер үк кино формалаштыру потенциалында һәм төрле температурада 2205 DSS потенциостатик поляризация кәкреләре.а) Вакыт белән хәзерге тыгызлык, б) пассив кино үсеше логарифмасы.
(1) 34 күрсәткәнчә, бер үк кино формалаштыру потенциалы өчен пассивация ток тыгызлыгы һәм төрле температурада вакыт арасындагы бәйләнешне тикшерегез:
Кайда мин фильм формалаштыру потенциалында пассивация ток тыгызлыгы, A / cm2.А - эшче электрод өлкәсе, см2.К - аңа туры килгән кәкре кыры.t вакыт, с
Инҗирдә.5б бер үк кино формалаштыру потенциалында төрле температурада 2205 DSS өчен logI һәм лог сызыкларын күрсәтә.Әдәбият мәгълүматлары буенча, K = -1 сызыгы 35 булганда, субстрат өслегендә барлыкка килгән кино катламы тыгызрак һәм металл субстратка коррозиягә яхшырак.Kәм туры сызык K = -0.5 булганда, өслектә барлыкка килгән кино катламы иркен, күп кечкенә тишекләр бар һәм металл субстратка коррозиягә каршы тормый.Күрергә була, 30 ° C, 45 ° C, 60 ° C, һәм 75 ° C, кино катламының структурасы сайланган сызыклы тау нигезендә тыгыз күзәнәкләрдән йомшак күзәнәкләргә үзгәрә.Поинт дефект моделе (PDM) 36,37 буенча, сынау вакытында кулланылган потенциалның хәзерге тыгызлыкка тәэсир итмәвен күреп була, бу сынау вакытында температураның анод ток тыгызлыгын үлчәүгә турыдан-туры йогынты ясавын күрсәтә. температураның артуы белән арта.чишелеш, һәм 2205 DSS тыгызлыгы арта, һәм коррозиягә каршы тору кими.
DSS формасында формалашкан нечкә пленка катламының ярымүткәргеч үзенчәлекләре аның коррозиягә каршы торуына тәэсир итә38, ярымүткәргеч төре һәм нечкә кино катламының ташучы тыгызлыгы DSS39,40 нечкә кино катламының ярылуына һәм C һәм E сыйдырышлыгына тәэсир итә. потенциаль нечкә кино катламы MS мөнәсәбәтен канәгатьләндерә, ярымүткәргечнең космик корылмасы түбәндәгечә исәпләнә:
Формулада, ε - бүлмә температурасында пассив фильмның үткәрүчәнлеге, 1230 тигез, ε0 вакуум үткәрүчәнлеге, 8,85 × 10–14 F / см, E - икенчел корылма (1,602 × 10–19 C) ;ND - n типтагы ярымүткәргеч донорларының тыгызлыгы, см - 3, NA - p тибындагы ярымүткәргечнең кабул итүче тыгызлыгы, см - 3, EFB - яссы полоса потенциалы, V, K - Больцманның даими, 1,38 × 10–3 .23 J / K, T - температура, К.
Fиһазландырылган сызыкның түбәсе һәм кисешүе үлчәнгән MS кәкресенә сызыклы аеруны, кулланылган концентрацияне (ND), кабул ителгән концентрацияне (NA), һәм яссылык потенциалын (Efb) 42 белән исәпләргә мөмкин.
Инҗирдә.6 Мотт-Шотткийның 2205 DSS пленкасының өслек катламын күрсәтә, 100 г / л Cl- симуляцияләнгән эремәдә формалашкан һәм потенциалда (-300 мВ) 1 сәгать эчендә туендырылган.Төрле температурада формалашкан барлык нечкә пленка катламнарының n + p тибындагы биполяр ярымүткәргеч үзенчәлекләренә ия булуын күрергә мөмкин.N тибындагы ярымүткәргечнең анион селективлыгы бар, ул пасовкасыз корыч катионнарның пассивация пленкасы аша эремәгә таралуыннан саклый ала, ә p тибындагы ярымүткәргечнең катион сайлап алу мөмкинлеге бар, ул коррозив анионнарны пассивация кичүләреннән саклый ала. 26 субстрат өслегендә.Моннан тыш, ике туры килүче кәкре арасында шома күчү барлыгын, фильм яссы полосада булуын һәм яссы полоса потенциалы Efb ярымүткәргечнең энергия полосасының торышын билгеләргә һәм аның электрохимикасын бәяләргә мөмкин. тотрыклылык43..
5-нче таблицада күрсәтелгән MC кәкре туры килү нәтиҗәләре буенча, чыккан концентрация (ND) һәм кабул итү концентрациясе (NA) һәм шул ук зурлыктагы тәртип Efb 44 яссы полоса потенциалы исәпләнде.Кулланылган ташучы токының тыгызлыгы, нигездә, космик корылма катламындагы нокта җитешсезлекләрен һәм пассив фильмның потенциалын характерлый.Кулланылган ташучының концентрациясе никадәр югары булса, кино катламы җиңелрәк һәм субстрат коррозия ихтималы шулкадәр зур.Моннан тыш, эремә температурасының әкренләп артуы белән, кино катламындагы ND эмитент концентрациясе 5,273 × 1020 см-3 дән 1,772 × 1022 см-3кә кадәр артты, һәм NA хуҗасы концентрациясе 4,972 × 1021 дән 4.592гә кадәр артты. 23 1023.см - инҗирдә күрсәтелгәнчә.3, яссы полосаның потенциалы 0,021 Втан 0,753 Вга кадәр арта, эремәдә йөртүчеләр саны арта, эремәдәге ионнар арасындагы реакция көчәя, һәм кино катламының тотрыклылыгы кими.Чишелешнең температурасы арта барган саен, якынча сызыкның абсолют бәясе кечерәк булса, эремәдәге ташучыларның тыгызлыгы шулкадәр зур, ионнар арасында диффузия тизлеге һәм ион вакансияләре саны арта. кино катламы өслеге., шулай итеп металл субстратны, тотрыклылыкны һәм коррозиягә каршы торуны киметә 46,47.
Фильмның химик составы металл катионнарның тотрыклылыгына һәм ярымүткәргечләрнең эшенә зур йогынты ясый, һәм температураның үзгәрүе тотрыксыз корыч пленка формалашуга мөһим йогынты ясый.Инҗирдә.7 нче рәсемдә 100 g / L Cl– һәм туендырылган CO2 булган симуляцияләнгән эремәдә 2205 DSS пленкасының өслек катламының тулы XPS спектры күрсәтелгән.Төрле температурада фишкалардан ясалган фильмнардагы төп элементлар нигездә бер үк, һәм фильмнарның төп компонентлары Fe, Cr, Ni, Mo, O, N, C. Шуңа күрә кино катламының төп компонентлары Fe , Cr, Ni, Mo, O, N һәм C. Cr оксидлары булган контейнер, Fe оксидлары һәм гидроксидлар һәм аз күләмдә Ni һәм Mo оксидлары.
Төрле температурада алынган тулы XPS 2205 DSS спектры.а) 30 ° С, б) 45 ° С, (в) 60 ° С, (г) 75 ° С.
Фильмның төп составы пассив фильмдагы кушылмаларның термодинамик үзлекләре белән бәйле.Таблицада бирелгән кино катламындагы төп элементларның бәйләүче энергиясе буенча.6, Cr2p3 / 2-нең характеристик спектраль чокырлары Cr0 металлына (573,7 ± 0,2 eV), Cr2O3 (574,5 ± 0.3 eV), һәм Cr (OH) 3 (575,4 ± 0. 1 eV) итеп бүленгәнен күрергә мөмкин. 8а рәсемдә күрсәтелгән, анда Cr элементы формалашкан оксид фильмның төп компоненты булып тора, ул фильмның коррозиягә каршы торуында һәм аның электрохимик эшендә мөһим роль уйный.Кино катламындагы Cr2O3-ның чагыштырмача югары интенсивлыгы Cr (OH) 3некеннән югарырак.Ләкин, каты эремә температурасы арта барган саен, Cr2O3-ның чагыштырмача иң югары дәрәҗәсе әкренләп зәгыйфьләнә, ә Cr (OH) 3-нең чагыштырмача иң югары дәрәҗәсе әкренләп арта, бу кино катламындагы төп Cr3 + ның Cr2O3-дән Cr (OH) га үзгәрүен күрсәтә. 3, һәм эремә температурасы арта.
Fe2p3 / 2 характеристик спектрының бәйләүче энергиясе, нигездә, Fe0 (706,4 ± 0,2 eV), Fe3O4 (707,5 ± 0,2 eV), FeO (709,5 ± 0,1 eV) һәм FeOOH (713.1) дүрт дәүләт торышыннан тора. eV) ± 0,3 eV), 8б рәсемдә күрсәтелгәнчә, Fe нигездә Fe2 + һәм Fe3 + формасында формалашкан фильмда бар.FeO + Fe2 + түбән бәйләүче энергиянең иң югары нокталарында Fe (II) өстенлек итә, Fe3O4 һәм Fe (III) FeOOH кушылмалары югары бәйләүче энергиянең иң югары нокталарында өстенлек итә48,49.Fe3 + чокының чагыштырма интенсивлыгы Fe2 + белән чагыштырганда югарырак, ләкин Fe3 + чокының чагыштырма интенсивлыгы эремә температурасы арту белән кими, һәм Fe2 + чокының чагыштырмача интенсивлыгы арта, бу кино катламындагы төп матдә үзгәрүен күрсәтә. Fe3 + - Fe2 + эремә температурасын күтәрү өчен.
Mo3d5 / 2 характеристик спектраль биеклекләр, нигездә, Mo3d5 / 2 һәм Mo3d3 / 243.50 иң югары позицияләрдән тора, Mo3d5 / 2 металл Mo (227,5 ± 0.3 eV), Mo4 + (228,9 ± 0.2 eV) һәм Mo6 + (229,4 ± 0.3 eV). ), Mo3d3 / 2 шулай ук металл Mo (230,4 ± 0,1 eV), Mo4 + (231,5 ± 0,2 eV) һәм Mo6 + (232, 8 ± 0,1 eV) 8c рәсемдә күрсәтелгән, шуңа күрә Mo элементлары өч валентта бар. кино катламының торышы.Ni2p3 / 2 характеристик спектраль биеклекләрнең бәйләүче энергиясе, тиешенчә, 8г рәсемдә күрсәтелгәнчә, Ni0 (852,4 ± 0,2 eV) һәм NiO (854.1 ± 0,2 eV) тәшкил итә.N1s характеристикасы N (399,6 ± 0,3 eV) тәшкил итә, 8d рәсемдә күрсәтелгәнчә.О1-ларга характеристиканың иң югары очлары O2- (529,7 ± 0,2 eV), OH- (531,2 ± 0,2 eV) һәм H2O (531,8 ± 0,3 eV), рәсемдә күрсәтелгәнчә, кино катламының төп компонентлары (OH- һәм O2 -) , нигездә, кино катламында Cr һәм Fe-ның оксидлашуы яки водород оксидлашуы өчен кулланыла.ОХның чагыштырмача югары интенсивлыгы температура 30 ° Cтан 75 ° C ка кадәр артканнан сизелерлек артты.Шуңа күрә, температураның күтәрелүе белән, O2- кино катламындагы төп материал составы O2- дән OH- һәм O2- га үзгәрә.
Инҗирдә.9-нчы рәсемдә 100 g / L Cl– һәм туендырылган CO2 булган модель эремәсендә динамик потенциаль поляризациядән соң 2205 DSS үрнәгенең микроскопик өслек морфологиясе күрсәтелгән.Күрергә була, төрле температурада поляризацияләнгән үрнәкләр өслегендә төрле дәрәҗәдәге коррозия чокырлары бар, бу агрессив ион эремәсендә була, һәм эремә температурасы күтәрелү белән, җитди коррозия барлыкка килә. үрнәкләр өслеге.субстрат.Берәмлек мәйданына чокырлар саны һәм коррозия үзәкләренең тирәнлеге арта.
100 г / л Cl– һәм төрле температурада туенган CO2 булган модель эремәләрдә 2205 DSS коррозия сызыклары (а) 30 ° C, (b) 45 ° C, (c) 60 ° C, (d) 75 ° C.
Шуңа күрә, температураның артуы DSSның һәр компонентының активлыгын арттырачак, шулай ук агрессив мохиттә агрессив ионнарның активлыгын арттырачак, үрнәк өслегенә билгеле бер зыян китерәчәк, бу чокыр активлыгын арттырачак., һәм коррозия чокырлары формалашу артачак.Продукциянең формалашу темплары артачак һәм материалның коррозиягә каршы торуы кимиячәк 51,52,53,54,55.
Инҗирдә.10 морфологияне һәм 2205 DSS үрнәгенең тирәнлеген күрсәтә, оптик санлы микроскопның ультра югары тирәнлеге белән поляризацияләнгән.Инҗирдән.10а күрсәтә, кечерәк коррозия чокырлары зур чокырлар тирәсендә дә барлыкка килгән, бу үрнәк өслектәге пассив фильм өлешчә тыгызлыкта коррозия чокырлары барлыкка килү белән өлешчә юк ителгәнен, максималь тирәнлек 12,9 мм булганын күрсәтә.10б рәсемдә күрсәтелгәнчә.
DSS коррозиягә каршы торуны яхшырак күрсәтә, төп сәбәбе - корыч өслегендә формалашкан фильм эремәдә яхшы сакланган, Мотт-Шоттки, югарыдагы XPS нәтиҗәләре һәм аңа бәйле әдәбият 13,56,57,58, фильм нигездә түбәндәге аша уза Бу Fe һәм Cr оксидлашу процессы.
Fe2 + фильм һәм чишелеш арасындагы 53 интерфейста бик тиз таркала һәм ява, һәм катодик реакция процессы түбәндәгечә:
Бозылган хәлдә ике катлы структур пленка барлыкка килә, ул нигездә тимер һәм хром оксидларының эчке катламыннан һәм тышкы гидроксид катламыннан тора, һәм ионнар гадәттә кино тишекләрендә үсә.Пассив фильмның химик составы аның ярымүткәргеч үзлекләре белән бәйле, моны Мотт-Шотткий кәкре раслый, пассив фильмның составы n + p тибында һәм биполяр үзенчәлекләргә ия.XPS нәтиҗәләре шуны күрсәтә: пассивлаштыручы фильмның тышкы катламы, нигездә, Fe тибындагы ярымүткәргеч үзлекләрен күрсәтүче Fe оксидларыннан һәм гидроксидлардан, ә эчке катлам, нигездә, Cr оксидларыннан һәм p тибындагы ярымүткәргеч үзлекләрен күрсәтүче гидроксидлардан тора.
2205 DSS Cr17.54 эчтәлеге аркасында югары каршылыкка ия һәм дуплекс структуралар арасында микроскопик гальваник коррозия аркасында төрле дәрәҗәдәге чокырларны күрсәтә.Коррозия - DSS коррозиясенең иң таралган төрләренең берсе, һәм температура - коррозия тәртибенә йогынты ясаучы мөһим факторларның берсе һәм DSS реакциясенең термодинамик һәм кинетик процессларына тәэсир итә60,61.Гадәттә, Cl– һәм туендырылган CO2 концентрацияләнгән симуляцияләнгән эремәдә, температура шулай ук чокыр формалашуга һәм стресс коррозиясе ярылу вакытында ярыклар башлануга тәэсир итә, һәм критик критик температурасы бәяләргә билгеләнә. коррозиягә каршы тору.DSS.Металл матрицаның температурага сизгерлеген чагылдырган материал, гадәттә, инженер кушымталарында материал сайлауда мөһим белешмә буларак кулланыла.Симуляцияләнгән эремәдә 2205 DSS-ның уртача критик температурасы 66,9 ° C, бу 3,5% NaCl булган Super 13Cr дат басмас корычка караганда 25,6 ° C югарырак, ләкин максималь тирәнлек 12,9 µm62гә җитте.Электрохимик нәтиҗәләр тагын бер кат расладылар: фаз почмагының горизонталь өлкәләре һәм ешлыгы температураның артуы белән тар, һәм фаз почмагы 79 ° тан 58 ° ка кадәр кимегәндә, | Z |1,26 × 104 дән 1,58 × 103 Ω см2 кадәр кими.корылма күчерү каршылыгы Rct 2.958 1014 дән 2,541 103 Ω см2, эремә каршылыгы Rs 2,953 дән 2,469 Ω см2гә кадәр кимеде, кино каршылыгы Rf 5.430 10-4 см2 дән 1,147 10-3 см2гә кадәр кимеде.Агрессив эремәнең үткәрүчәнлеге арта, металл матрица кино катламының тотрыклылыгы кими, ул җиңел таркала һәм ярыла.Selfз-коррозия ток тыгызлыгы 1,482 дән 2,893 × 10-6 А см-2гә кадәр артты, һәм үз-үзен коррозияләү потенциалы -0.532 дән -0.621Вка кадәр кимеде.Температураның үзгәрүе кино катламының бөтенлегенә һәм тыгызлыгына тәэсир итә.
Киресенчә, Cl-ның югары концентрациясе һәм CO2-ның туенган эремәсе температураның күтәрелүе белән пассив фильм өслегендә Cl-ның adsorbsion сыйдырышлыгын әкренләп арттыралар, пассив фильмның тотрыклылыгы тотрыксыз була, һәм саклагыч эффект субстрат зәгыйфьләнә һәм чокырларга сизгерлеге арта.Бу очракта коррозицион ионнарның эремәдәге активлыгы арта, кислород күләме кими, һәм коррозицион материалның өске пленкасын тиз торгызу авыр, бу коррозив ионнарны алга таба үзләштерү өчен уңай шартлар тудыра.Материалны киметү63.Робинсон һ.б.[64] күрсәткәнчә, эремә температурасының артуы белән чокырларның үсеш темплары тизләнә, һәм эремәдә ионнарның таралу тизлеге дә арта.Температура 65 ° C ка күтәрелгәч, Клонны үз эченә алган эремәдә кислородның эрүе катодик реакция процессын акрынайта, чокыр тизлеге кими.Han20 температураның коррозия тәртибенә 2202 дуплекс дат басмас корычның CO2 мохитендә тәэсирен тикшерде.Нәтиҗә күрсәткәнчә, температураның артуы коррозия продуктлары күләмен һәм материал өслегендә кысылу куышлыкларын арттырган.Шулай ук, температура 150 ° C ка күтәрелгәч, өслектәге оксид пленкасы өзелә, һәм кратерларның тыгызлыгы иң югары.Lu4 температураның коррозия тәртибенә 2205 дуплекс тотрыксыз корычның пассивациядән CO2 булган геотермаль мохиттә активлашуга тәэсирен тикшерде.Аларның нәтиҗәләре шуны күрсәтә: 150 ° C-тан түбән температурада формалашкан фильм характерлы аморф структурасына ия, ә эчке интерфейста никельгә бай катлам бар, һәм 300 ° C температурада коррозия продукты наноскаль структурага ия. .- поликристалл FeCr2O4, CrOOH һәм NiFe2O4.
Инҗирдә.11 - 2205 DSS коррозия һәм кино формалаштыру схемасы.Кулланылганчы, 2205 DSS атмосферада пассив фильм формалаштыра.Cl- һәм CO2 эчтәлеге булган эремәләрне үз эченә алган мохиткә чумганнан соң, аның өслеге тиз арада төрле агрессив ионнар белән әйләндереп алынган (Cl-, CO32- һ.б.).).Дж. Банас 65 нәтиҗә ясады: CO2 бер үк вакытта булган мохиттә, материал өслегендә пассив фильмның тотрыклылыгы вакыт белән кимиячәк, һәм барлыкка килгән углерод кислотасы пассивлашуда ионнарның үткәрүчәнлеген арттыра. катлам.фильм һәм пассив фильмда ионнарны таркатуны тизләтү.пассив фильм.Шулай итеп, үрнәк өслегендәге кино катламы таркалуның һәм репассивациянең динамик тигезлек этабында, Cl- өслек пленкасы катламының формалашу тизлеген киметә, һәм кино өслегенең күрше мәйданында кечкенә чокырлар барлыкка килә, 3 нче рәсемдә күрсәтелгән.11а һәм б рәсемнәрендә күрсәтелгәнчә, кечкенә тотрыксыз коррозия чокырлары бер үк вакытта барлыкка килә.Температура күтәрелү белән, коррозив ионнарның кино катламындагы эремәдәге активлыгы арта, һәм кечкенә тотрыксыз чокырларның тирәнлеге кино катламы тулы үтә күренмәле үтеп кергәнче арта, 11 нче рәсемдә күрсәтелгәнчә.Эретүче уртача температураның тагын да артуы белән, эремәдәге эретелгән CO2 эчтәлеге тизләнә, бу эремәнең pH кыйммәтенең кимүенә, SPP өслегендә иң кечкенә тотрыксыз коррозия чокырларының тыгызлыгын арттыруга китерә. , башлангыч коррозия чокырларының тирәнлеге киңәя һәм тирәнәя, һәм үрнәк өслегендә пассив фильм калынлык кимегән саен, пассив фильм 11d рәсемдә күрсәтелгәнчә чокырга омтыла.Электрохимик нәтиҗәләр шулай ук температураның үзгәрүе фильмның бөтенлегенә һәм тыгызлыгына билгеле бер йогынты ясавын раслады.Шулай итеп, Cl-ның югары концентрацияләре булган CO2 белән туенган эремәләрдә коррозиянең Cl-67,68 аз концентрацияләре булган эремәләрдә коррозиядән шактый аерылып торганын күрергә мөмкин.
Коррозия процессы 2205 DSS яңа фильм формалаштыру һәм юк итү белән.а) 1 процесс, б) 2 процесс, в) 3 процесс, г) 4 процесс.
100 г / л Cl– һәм туендырылган CO2 булган симуляцияләнгән эремәдә 2205 DSS-ның уртача критик температурасы 66,9 and, һәм максималь тирәнлек 12,9 мм, бу 2205 DSS коррозиягә каршы торуны киметә һәм чокырга сизгерлеген арттыра.температура арту.
Пост вакыты: 16-2023 февраль