超細晶界對金屬腐蝕性能的影響

2021-01-15 腐蝕與防護

Miyamoto等人使用ECAP工藝製備出超細晶銅，腐蝕動力學分析結果表明超細晶純銅的腐蝕性能對位錯和晶界很敏感，由於位錯密度和晶界體積分數比粗晶純銅大的多，因此具有更好的耐腐蝕能力。

根據腐蝕動力學，由於局部陽極反應，陽極與陰極的相對表面積會影響腐蝕介質的穿透率。增加的陰極面積促進了還原反應，從而導致陽極溶解電流變大。特別是，在濃差極化條件下，陰極反應的過電位增加，晶粒細化會減小陰極面積，導致明顯減小陰極電流。另一方面，晶界處腐蝕介質的穿透率會隨著晶粒尺寸而減小。

Balyanov等人發現ECAP製備的UFG-Ti比CG-Ti更容易形成鈍化膜。SMAT表面層中包含大量晶界和位錯，即在腐蝕過程中形成了高密度的鈍化成核點，會導致較厚的鈍化層和低腐蝕速率。晶粒細化有助於在材料表面快速形成鈍化膜，另一方面，粗晶純鈦中雜質在晶界上的偏析會加速腐蝕的速度，結果如圖2所示。


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