1。2。 本文研究内容

本文研究了表面覆有钝化膜的管线钢X80在0。5 mol·dm-3 NaHCO3溶液中的电化学腐蚀行为。阳极极化不同时间形成的钝化膜的厚度不同,抗腐蚀性能就不同。本研究中,对处于0。5 mol·dm-3 NaHCO3溶液中的管线钢X80施加0。6 V的阳极极化电位,极化不同时间后采用开路Ecorr-t,电化学阻抗谱测试、塔菲尔曲线测试以及Mott-Schottky曲线分析来研究阳极极化不同时间产生的钝化膜的抗腐蚀能力。

2。 实验部分

2。1。 实验材料

    本实验采用的工作电极为管线钢X80、碳酸氢钠、计算机、RST电化学工作站、玻璃棒、滤纸、1000 ml容量瓶、500 ml烧杯、1200#和2000#碳化硅砂纸。

2。2 实验装置

    实验采用三电极体系,通过塑料板拼装成电解池,管线钢X80(d=5mm)镶嵌在环氧树脂涂封的聚四氟乙烯管中做工作电极(必须四周涂抹严实),铂电极(Pt)是对电极(1。5cm*2。0cm),饱和甘汞电极借助鲁金毛细管连接工作电极成为参比电极,文中所有电位都相当于饱和甘汞电极(SCE)

2。3 配制溶液

在常温常压下,取定量NaHCO3用蒸馏水配制成0。5 mol·dm-3的溶液。并用1000 ml的容量瓶定容,溶液要现配现用。

2。4 实验步骤文献综述

实验在常温实验室内进行。首先插上电源,打开电脑和RST5000电化学分析仪,进行十分钟预热,准备好制作完成的电解池。确保在每一次实验之前,管线钢X80工作电极先用1200 # 打磨,然后再用2000 # 的砂纸打磨至表面光滑,用蒸馏水清洗干净。然后再打开RST5000软件,连接好装置,选择“Set up”中的“Hardware Test”,待所有选项均“OK”后确定。设置“Set up”中“System”参数,然后开始实验。

在“Set up”中设置技术为“开路电位E-t曲线”,确认后设定参数,静置时间2 s,运行时间200 s,采样间隔0。1 s,电压量程5。0 V;然后在恒定电位-0。9 V下对管线钢X80进行阴极极化,目的是为了除去电极表面在空气中形成的氧化物膜;最后再做600 s的开路电位。每次实验结束后均保存实验数据。

在恒定电位0。6 V下测定NaHCO3的恒电位电解I-t曲线。在“Set up”中设置为“恒电位电解I-t曲线”,确认后设定参数,静置时间2 s,运行时间分别为600 s、1800s、3600s、7200s、10800s和14400s。采样间隔0。1 s,电流量程0。1 A。实验结束后保存实验数据。

打开“Control”中“Run Status”,在弹出的对话框中选中“Use Open Circuit E as Init”,确认之后在“Set up”中设置技术为“A。C。 Impedance”,确认后设置参数,最高频率(High Frequency)设置为105 Hz,最低频率(Low Frequency)设置为0。01 Hz,振幅(Amplitude)设置为0。005 V,静置时间(Quiet Time)设置为2 s,其余默认设置,确认后对NaHCO3溶液进行实验。待实验结束后点击“Data Plot”查看Nyquist图后保存数据。两个Bode图的相关数据也一并保存。来,自,优.尔:论;文*网www.youerw.com +QQ752018766-

在“Set up”中设置技术为“Tafel Plot”,确认后设置参数,初始电位(Init E)设置为-0。1 V,终止电位(Final E)设置为1V,扫描段数(Sweep Segment)设置为1,终止电位保持时间(Hold Time at Final E)设置为0 s,扫描速率(Scan Rate)设置为0。01 V/s,选择“Auto Sens”,确认之后确认后对NaHCO3溶液进行实验。实验结束后保存数据。

3。 结果与讨论

3。1。 电化学阻抗

图1 A是在开路电位下,管线钢X80在0。5 mol·dm-3 NaHCO3溶液中恒电位阳极极化不同时间后的电化学阻抗谱的Nyquist图,图B和C是相应的Bode图。从图1A可以看出,与不进行阳极钝化电位极化(0 min)相比,对电极进行一定时间的阳极钝化电位极化之后,电化学阻抗谱的形状发生了改变,表明在电极表面的钝化膜的影响下,电化学腐蚀的机理发生了一定的改变;电极表面存在钝化膜时,极化电阻(进行电化学拟合,把曲线拟合成半圆的一部分,半圆的半径即为极化电阻)明显增大;而且极化时间越长,极化电阻越大;从图1B可以看出,极化时间越长,在低频区的阻抗模值越大。因此可以得出:管线钢X80在0。5 mol·dm-3 NaHCO3溶液中恒电位阳极极化时间越长,得到的表面钝化膜对X80钢的保护效果越好。

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