專利名稱：一種提高不銹鋼抗點蝕能力的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于不銹鋼材料表面處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種提高不銹鋼抗點蝕能力的方法。
背景技術(shù)：
點蝕是易鈍化金屬或合金中最常見的腐蝕形式之一，往往發(fā)生在侵蝕性陰離子和氧化 劑共存的環(huán)境下。該腐蝕因隱蔽性極強、破壞性極大，而被廣泛重視和深入研究。研究重 點之一就是如何改進(jìn)材料的抗點蝕能力。在溶液中添加緩蝕劑能有效提高材料的抗點蝕能力，但是這種方法在應(yīng)用中有許多限 制或不適用，比如用于燃料電池的陽極極板不能以在溶液中添加緩蝕劑而提高其抗點蝕能 力 ([1] I. Avramova, D. Stoychev， Ts. Marinova， Applied Surface Science, 2006, 253:1365);比如船舶所處的環(huán)境也不能通過添加緩蝕劑而改變。通過改變材料合金成分或顯微組織能有效提高材料的抗點蝕能力，但是這種方法可能 引起材料的其他性能如力學(xué)性能的改變([2] Petch N J， J Iron Steel Inst， 1953,174:25 )，進(jìn)而限制了其實用性。 .對不銹鋼材料進(jìn)行表面處理能很好的改善其抗點蝕能力，也是現(xiàn)在研究最多、應(yīng)用最 廣泛的提高材料抗點蝕能力的方法，比如對不銹鋼進(jìn)行表面鈍化處理([3] De Las Heras C， Sanchez C， Thin Solid Films, 1991,199:259)，其抗點蝕能力得到了提高；對不銹鋼表 面進(jìn)行涂層處理能提高其抗點蝕能力([4] Yu Xing-wen, Materials Science and Engineering A， 2000, A284:56)。現(xiàn)在用于提高不銹鋼材料抗點蝕能力的表面處理技術(shù) 研究的重點在于如何實現(xiàn)工藝簡單、經(jīng)濟(jì)實用、應(yīng)用廣泛且無污染的表面處理技術(shù)。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提出一種工藝簡單、無污染的提高不銹鋼抗點蝕能力的方法。 本發(fā)明提出的提高不銹鋼抗點蝕能力的方法，是一種低溫表面處理方法，包括兩個步驟首先采用電泳的方法在不銹鋼試樣上沉積稀土有機絡(luò)合物薄膜，具體步驟如下，將不銹鋼試樣進(jìn)行機械拋光后清潔表面、去除油污，然后在23-28°C ， 0.08-0.12mol/L的Ce(N03)3 乙醇溶液中，以石墨電極作為陽極，外加電位8-12V，在試樣上電泳沉積，得到均勻的稀 土有機絡(luò)合物薄膜。再用烘烤的方法得到稀土氧化物薄膜將前述步驟得到的樣品放置于定碳爐爐管中，通入高純氮氣除氧后，開始加熱，并且在280-32(TC時，保持25分鐘以上，然后讓樣品隨 爐冷卻，在不銹鋼表面得到致密、平整的稀土氧化物薄膜。附圖1 (a)為SEM加速電壓100kV，放大1000倍條件下，經(jīng)過上述處理所得316不銹 鋼樣品的表面形貌圖，從中可以看到，用上述方法能在不銹鋼表面得到均勻致密的稀土氧 化物薄膜，附圖2為經(jīng)過上述處理的316不銹鋼樣品表面能譜圖。對經(jīng)過上述方法處理后的316不銹鋼材料進(jìn)行電化學(xué)測試，具體參數(shù)見實施例l，結(jié) 果如圖3所示。結(jié)果表明，處理后316不銹鋼材料的點蝕破裂電位由處理前的0.32V(SCE) 提高到0.65V (SCE)，自腐蝕電位由處理前的-0.17V(SCE)提高到-0.07V(SCE)，維頓電流 由處理前的約5xl(^A/ci^降到約5xlO—SA/cm2，處理后維頓電流降低了一個數(shù)量級。以上 結(jié)果表明，處理后316不銹鋼材料的抗點蝕能力得到了明顯的提高。


圖1為SEM下，處理后樣品的表面形貌圖，其中圖l(a)為表面形貌，圖l(b)為進(jìn)行 極化曲線測試后的點蝕形貌。 圖2為樣品表面能譜圖。圖3為表面處理前后，316不銹鋼的極化曲線，其中虛線未處理的316不銹鋼的極化 曲線，實線為處理后316不銹鋼的極化曲線。圖4為表面處理前后，304L不銹鋼的極化曲線，其中虛線未處理的304L不銹鋼的極 化曲線，實線為處理后304L不銹鋼的極化曲線。
具體實施方式
實施例1對316不銹鋼進(jìn)行表面處理及極化曲線測試對316不銹鋼按發(fā)明內(nèi)容所述步驟進(jìn)行處理將12mmxl2mmx3mm的316不銹鋼樣 品進(jìn)行機械拋光，清潔表面、去除油污；然后在25。C， 0.1mol/L的Ce(N03)3乙醇溶液中， 以石墨電極作為陽極，外加電位10V，在試樣上電泳沉積，得到均勻的稀土有機絡(luò)合物薄 膜。然后放入定碳爐管中，通入高純氮氣，30分鐘除氧，加熱，30(TC，保持30分鐘，冷 卻，在不銹鋼表面得到致密的稀土氧化物薄膜。用環(huán)氧樹脂封裝非工作面，僅留出約10 mmxlOmm的表面并進(jìn)行極化曲線測試。極化曲線測試具體條件為精確配制lmol/LNaCl 溶液，并放置于水浴中，保持溫度為30°C;實驗前，首先向介質(zhì)溶液中通入高純氮氣 (99.999%) 30分鐘以除氧，測試過程中持續(xù)通氣除氧。電化學(xué)采用標(biāo)準(zhǔn)的三電極體系 輔助電極采用金屬鉑電極；參比電極體系由飽和甘汞電極(SCE)和鹽橋組成。其測試結(jié) 果如圖3所示，其中圖3中虛線為處理前，圖3中實線為處理后的結(jié)果，點蝕形貌如圖l(b) 所示。實施例2對304不銹鋼進(jìn)行表面處理及極化曲線測試。 步驟同實施例1，測試結(jié)果如圖4所示。
權(quán)利要求
1、一種提高不銹鋼抗點蝕能力的方法，其特點是先用電泳方法在不銹鋼表面沉積稀土有機絡(luò)合物薄膜；然后放置于定碳爐爐管中，通入高純氮氣除氧后，開始加熱，并且在280-320℃時，保持25分鐘以上，然后讓樣品隨爐冷卻，在不銹鋼表面得到致密、平整的稀土氧化物薄膜。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的用電泳方法在不銹鋼表面沉積稀 土有機絡(luò)合物薄膜的步驟為將不銹鋼樣品進(jìn)行機械拋光，清潔表面，去除油污；然后在 23-28。C、 0.08-0.12mol/L的Ce(N03)3乙醇溶液中，以石墨電極作陽極，外加電位8-12V， 在樣品上電泳沉積，得到均勻的稀土有機絡(luò)合物薄膜。
全文摘要
本發(fā)明屬于不銹鋼表面處理技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種提高不銹鋼抗點蝕能力方法。其步驟是利用電泳的方法在不銹鋼表面沉積稀土絡(luò)合物薄膜，再經(jīng)過烘烤在不銹鋼表面得到致密均勻的稀土氧化物薄膜。該方法能有效提高不銹鋼材料的抗點蝕能力，具有重要的應(yīng)用研究價值。
文檔編號C23C28/04GK101307441SQ20081003303
公開日2008年11月19日 申請日期2008年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月24日
發(fā)明者孫道明, 廖家興, 勁 李, 浩 王, 蔣益明 申請人:復(fù)旦大學(xué)