纳米化对Fe-20Cr合金在[Cl-]=0.1 mol/L硼酸缓冲溶液中Cl-吸附行为的影响

材料研究学报, 2016, 30(1): 6-14. doi: 10.11901/1005.3093.2015.345

纳米化对Fe-20Cr合金在[Cl-]=0.1 mol/L硼酸缓冲溶液中Cl-吸附行为的影响

张滨 ^1, , 刘莉 ^2, , 李天书 ^3, , 李瑛 ^4, , 雷鸣凯 ^5, , 王福会 ^6,

1.大连理工大学大连116024;中国科学院金属研究所沈阳110016

2.中国科学院金属研究所沈阳110016

3.中国科学院金属研究所沈阳110016

4.中国科学院金属研究所沈阳110016

5.大连理工大学大连116024

6.中国科学院金属研究所沈阳110016

基金项目: 国家自然科学基金50801063、51271187和国家重点基础研究发展规划2014CB643303资助项目.Supported by the National Natural Science Fundation of China Nos.50801063 & 51271187 and National Key Basic Research Program No.2014CB643303.

关键词：金属材料 , 纳米化 , XPS , 第一性原理计算 , Fe20Cr合金 , Cl-吸附

Influence of Nanocrystallization on Adsorption Behavior of Cl-on Fe20Cr Alloy in 0.1 mol/L Cl-Borate Buffer Solution

Keywords： metallic materials , nanocrystallization , XPS , first-principles calculation , Fe20Cr alloy , Cl-adsorption

应用X射线光电子能谱(XPS)和第一性原理计算的方法研究了纳米化对Fe20Cr合金在Cl-浓度为0.1 mol/L的硼酸缓冲溶液中Cl-吸附行为的影响.结果表明,Cr对Cl-吸附行为有两方面的影响:根据理论计算结果,随着界面处Cr元素含量的增加Cl-的吸附能逐步降低,易于Cl-的吸附;但是在实际环境中Cr含量的增大导致合金更易于形成Cr氧化物的钝化膜,从而阻止Cl-的吸附行为.纳米化加速了Cr元素的扩散行为,导致Cr元素在钝化膜内及钝化膜/金属界面的富集.由此可见,纳米化抑制了Cl-吸附及在钝化膜内的扩散行为,提高了钝化膜的耐蚀能力.

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