不銹鋼表面電鍍Pd-Co合金膜層及其在高溫非氧化性介質(zhì)中耐沖刷腐蝕性能研究.pdf

1、不銹鋼材料由于表面具有一層以Cr為主的鈍化膜而有著極強(qiáng)的耐腐蝕性能。但是在非氧化性介質(zhì)中，例如高溫稀硫酸或者高溫甲乙酸溶液，不銹鋼表面的鈍化膜會(huì)發(fā)生溶解，使得不銹鋼發(fā)生嚴(yán)重的腐蝕。前人研究發(fā)現(xiàn)通過(guò)在不銹鋼表面沉積Pd或者Pd合金膜層能大大提高不銹鋼在該類介質(zhì)中的耐蝕性。但是，在實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域中，往往存在溶液的流動(dòng)甚至帶有固體顆粒的狀態(tài)，會(huì)對(duì)材料產(chǎn)生較強(qiáng)的沖刷腐蝕作用。因此，如何進(jìn)一步提高膜層在非氧化性介質(zhì)中的耐沖刷腐蝕性能顯得尤為重要。本

2、文在不銹鋼表面電鍍了Pd-Co合金膜層，并研究了其在非氧化性介質(zhì)中耐沖刷腐蝕性能。
　　研究了工藝參數(shù)對(duì)膜層的表面形貌、成分、硬度、孔隙率等性能的影響。隨著電流密度的增大，膜層中Co含量逐漸增大，膜層逐漸變得粗糙多孔，硬度逐漸增大，但是電流密度過(guò)高導(dǎo)致硬度下降。pH值對(duì)膜層性能的影響不大，當(dāng)pH值為7～8時(shí)，膜層孔隙率最低，晶粒度最小。隨著溫度的升高，膜層中Co含量逐漸降低，晶粒尺寸先減小后增大，硬度逐漸降低。當(dāng)電流密度為1 A/

3、dm2，pH值為7～8，溫度為35℃時(shí)膜層在含Br-的沸騰甲乙混合酸溶液中擁有最佳的耐蝕性。
　　系統(tǒng)地研究了Pd-Co膜層在沸騰甲乙混合酸溶液中的耐蝕性。Pd-Co膜層中Co的含量可在21.9 at.％到57.42 at.％范圍內(nèi)可控。在不含Br-的沸騰甲乙混合酸溶液中，Pd膜層及Pd-Co膜層均具有較低的腐蝕速率。但在含0.005 M Br-且有攪拌的溶液中，Pd-Co膜層試樣比Pd膜層試樣具有更好的耐蝕性。這主要是由于Pd-

4、Co膜層比純Pd膜層具有更小的晶粒尺寸、更低的孔隙率和更高的硬度，這使得Pd-Co膜層能更有效地阻止溴離子穿透膜層到達(dá)基體表面，同時(shí)提高了膜層的耐沖蝕和阻礙膜層中微孔擴(kuò)散的能力。
　　在模擬PTA（精對(duì)苯二甲酸）沖刷腐蝕環(huán)境中研究了Pd-Co膜層及Pd-Cu膜層對(duì)不銹鋼的保護(hù)作用。在靜止環(huán)境中，Pd-Cu膜層比Pd-Co膜層有更好的耐蝕性能。但是隨著攪拌速度的增大，Pd-Cu膜層表面由于沖刷腐蝕作用遭受了破壞，試樣的失重明顯增大;

5、而Pd-Co膜層試樣表面保持完整，對(duì)不銹鋼有更好的保護(hù)作用。
　　在含100 g/L SiO2的80℃20 wt.％ H2SO4溶液中研究了Pd-Co膜層及Pd膜層的耐沖刷腐蝕性能。在靜止環(huán)境中，Pd膜層試樣比Pd-Co膜層試樣有更好的耐蝕性。在低攪拌速度條件下，Pd及Pd-Co膜層試樣的沖刷腐蝕過(guò)程由腐蝕部分控制，失重率均較低。在高攪拌速度條件下，Pd膜層試樣的沖刷腐蝕速率大大增加，而Pd-Co膜層試樣的沖刷腐蝕速率卻維持在較穩(wěn)

6、定的范圍，顯示出了在強(qiáng)腐蝕性環(huán)境中良好的耐沖刷腐蝕性能。這主要是由于沖刷和腐蝕具有協(xié)同作用，在高攪拌速度下，Pd膜層首先被固體顆粒的沖擊而破壞，露出了不銹鋼基體，進(jìn)而促進(jìn)腐蝕作用增強(qiáng)，沖刷作用將進(jìn)一步造成材料失效，使總失重率大大增加。Pd-Co膜層硬度高，在高攪拌速度下膜層保持完整，降低了協(xié)同作用的影響，因而具有更好的耐沖刷腐蝕性能。
　　最后，通過(guò)控制工藝條件在單一槽液條件下在不銹鋼表面制備出Pd-Co梯度膜層，該膜層的成分沿豎