[科普中国]-钝化电位

钝化电位又称致钝电位，指得是金属进行阳极极化，当电位到达某 一临界值时，金属表面状态发生突变，生成r吸附的或成相的钝化膜，致使金属腐蚀速度急剧降低，这一临界电位值称为金属的钝化电位。

钝化电位与佛莱德电位钝化电位与佛莱德电位不同，前者是金属从活态转变到钝态时的特征电位，而后者是金属从钝态转变成活态时的特征电位，但两者有时很接近。

阳极钝化电位阳极钝化电位对黄铜表面钝化膜半导体性能的影响1

目的：研究黄铜在不同阳极钝化电位下形成的钝化膜的半导体性能1。

方法：通过动电位极化曲线获取黄铜在硼酸盐缓冲溶液中的维钝电位区间，并选取3个钝化电位值对黄铜进行钝化处理，采用电化学阻抗谱和Mott-Schottky半导体理论研究阳极钝化电位对钝化膜半导体性能的影响，并进一步利用PDM模型进行点缺陷扩散系数的计算1。

结果：黄铜在硼酸盐缓冲溶液中有明显的钝化区间，不同钝化电位对应的Mott-Schottky直线斜率均为负值，且点缺陷扩散系数均为10－14数量级。随着阳极钝化电位的正移，钝化膜的阻抗值不断增加，受主密度降低，平带电位变小，空间电荷层厚度增加。结论黄铜在不同钝化电位下形成的钝化膜均表现出p型半导体的特性，膜中载流子以空穴为主，随着阳极钝化电位的正移，钝化膜的导电性能变差，耐蚀性能增强，对基体的保护作用更好1。

1)动电位极化曲线表明，黄铜在硼酸钠缓冲溶液中呈现明显的钝化行为，维钝区在0～0.7V，范围较宽，此时金属表面可能形成较为致密的钝化膜1。

2)电化学阻抗测试结果表明，随着阳极钝化电位的正移，膜阻抗值不断增加。Mott-Schottky分析结果表明，黄铜在不同钝化电位下形成的钝化膜层均表现出p型半导体的特性，膜中载流子以空穴为主，随着钝化电位的正移，曲线线性部分斜率增大，受主密度降低，平带电位变小，耐蚀性能提高1。

3)采用PDM模型计算点缺陷扩散系数的结果表明，不同阳极钝化电位下形成的钝化膜的阳离子空位扩散系数为10－14数量级，随着钝化电位正移，空间电荷层厚度增加，钝化膜的导电性能变差，对金属基体的保护作用更好1。

缝隙腐蚀再钝化电位缝隙腐蚀再钝化电位易和缝隙腐蚀临界电位VCREV的测定

步骤1：是试样浸渍后从自腐蚀电位Ecorr出发，每升1mV维持1min。为使缝隙腐蚀充分进行，流经试样的电流爪(500μA)附近时，维持30min。步骤2：继之，在步骤3中，以步骤l相同的法下降电位，当电流降至人(50μA)时，再以每降01mV维持60mni的缓慢速度降低电位。步骤4：当电流变负且不再有正向增加的电位值即为ER2。

以恒电位法测定VCREV，恒定时间20h。每一实验电位下实验6个缝隙试样。为了比较，光滑试样将在正向扫描至100μA的电位值作为孔蚀电位Eb。辅助电极为铂电极，参比电极为332型饱和甘汞电极(SCE)。用光学显微镜确认是否产生缝隙腐蚀2。

实验与讨论测定获得的ER电位一电流曲线，随电位正移，电流逐渐增加，在500μA处恒电位流经试样的电流值逐渐增大，表明缝隙腐蚀正在进行。电位负移时，电流逐渐下降，当电位降至某值，电流逐渐降到零进而为负值，且在lh恒电位期间无增加倾向，说明此时缝隙腐蚀发生了再钝化。取此时电位-900mV再钝化电位ER。为了验证上述结果，在0.5mol/L NaCl中在ER附近用恒电位法测试了缝隙腐蚀临界电位VCREV，缝隙腐蚀开始的时间随试样电位变负而增加，在104s以后缝隙腐蚀下限电位约为-900mV，与ER值基本一致。证明工业纯Al与不锈钢一样，ER值与VCREV一致。说明ER不依赖缝隙腐蚀进行情况或测定方法，是缝隙腐蚀的特征值2。

恒电位-850mV时，电流单调上升，表明缝隙腐蚀在进行。在-900mV开始时，电流缓慢下降，继之又增加，说明缝隙腐蚀经过一段时间诱导后发生。在比ER值负的一950mV时，电流徐徐下降，抑制了腐蚀发生2。

25℃时Cl-浓度与ER和孔蚀电位Eb的关系。随着Cl-浓度增加，ER和Eb负移，且Cl-浓度愈高愈易诱发缝隙腐蚀和小孔腐蚀。在相同Cl-浓度下，ER比Eb负约100mV，说明缝隙腐蚀比小孔腐蚀更为敏感2。

结论(1)不锈钢的缝隙腐蚀再钝化电位ER的测定方法，也适用于工业纯AI。ER与缝隙腐蚀的下限电位VCREV相一致，故ER作为缝隙构造的特征值，可以判断破坏性缝隙腐蚀电位范围2。

(2)工业纯Al的ER比孔蚀电位瓦负约100mv，缝隙腐蚀在工业纯Al更易发生2。

本词条内容贡献者为:

李晓林 - 教授 - 西南大学