Nature.com ला भेट दिल्याबद्दल धन्यवाद.तुम्ही मर्यादित CSS समर्थनासह ब्राउझर आवृत्ती वापरत आहात.सर्वोत्तम अनुभवासाठी, आम्ही शिफारस करतो की तुम्ही अद्ययावत ब्राउझर वापरा (किंवा इंटरनेट एक्सप्लोररमध्ये सुसंगतता मोड अक्षम करा).याव्यतिरिक्त, सतत समर्थन सुनिश्चित करण्यासाठी, आम्ही शैली आणि JavaScript शिवाय साइट दर्शवतो.
एकाच वेळी तीन स्लाइड्सचे कॅरोसेल प्रदर्शित करते.एका वेळी तीन स्लाइड्समधून जाण्यासाठी मागील आणि पुढील बटणे वापरा किंवा एका वेळी तीन स्लाइड्समधून जाण्यासाठी शेवटी स्लाइडर बटणे वापरा.
डुप्लेक्स 2205 स्टेनलेस स्टील (DSS) मध्ये त्याच्या ठराविक डुप्लेक्स संरचनेमुळे चांगली गंज प्रतिरोधक क्षमता आहे, परंतु वाढत्या कठोर CO2-युक्त तेल आणि वायू वातावरणामुळे वेगवेगळ्या प्रमाणात गंज निर्माण होते, विशेषत: खड्डा, ज्यामुळे तेल आणि नैसर्गिकतेची सुरक्षितता आणि विश्वासार्हता गंभीरपणे धोक्यात येते. गॅस अनुप्रयोग.गॅस विकास.या कामात, लेझर कॉन्फोकल मायक्रोस्कोपी आणि एक्स-रे फोटोइलेक्ट्रॉन स्पेक्ट्रोस्कोपीच्या संयोजनात विसर्जन चाचणी आणि इलेक्ट्रोकेमिकल चाचणी वापरली जाते.परिणामांनी दर्शविले की 2205 DSS पिटिंगसाठी सरासरी गंभीर तापमान 66.9 °C होते.जेव्हा तापमान 66.9 ℃ पेक्षा जास्त असते, तेव्हा पिटिंग ब्रेकडाउन संभाव्यता, पॅसिव्हेशन मध्यांतर आणि स्व-गंज संभाव्यता कमी होते, आकार पॅसिव्हेशन वर्तमान घनता वाढते आणि पिटिंग संवेदनशीलता वाढते.तापमानात आणखी वाढ झाल्यामुळे, कॅपेसिटिव्ह आर्क 2205 DSS ची त्रिज्या कमी होते, पृष्ठभागावरील प्रतिकार आणि चार्ज हस्तांतरण प्रतिकार हळूहळू कमी होतो आणि n + p-द्विध्रुवीय वैशिष्ट्यांसह उत्पादनाच्या फिल्म लेयरमध्ये दाता आणि स्वीकारकर्ता वाहकांची घनता देखील कमी होते. वाढते, चित्रपटाच्या आतील थरातील Cr ऑक्साईडचे प्रमाण कमी होते, बाहेरील थरातील Fe ऑक्साईडचे प्रमाण वाढते, चित्रपटाच्या थराचे विघटन वाढते, स्थिरता कमी होते, खड्ड्यांची संख्या आणि छिद्रांचा आकार वाढतो.
वेगवान आर्थिक आणि सामाजिक विकास आणि सामाजिक प्रगतीच्या संदर्भात, तेल आणि वायू संसाधनांची मागणी सतत वाढत आहे, तेल आणि वायू विकासाला हळूहळू अधिक गंभीर परिस्थिती आणि वातावरणासह नैऋत्य आणि ऑफशोअर भागात स्थलांतरित होण्यास भाग पाडले जाते, त्यामुळे ऑपरेटिंग परिस्थिती डाउनहोल टयूबिंग अधिकाधिक तीव्र होत आहे..खराब होणे 1,2,3.तेल आणि वायू उत्खनन क्षेत्रात, जेव्हा उत्पादित द्रवपदार्थामध्ये CO2 4 आणि क्षारता आणि क्लोरीन सामग्री 5, 6 वाढते, तेव्हा सामान्य 7 कार्बन स्टील पाईप गंभीर गंजच्या अधीन असतात, जरी गंज अवरोधक पाईप स्ट्रिंगमध्ये पंप केले जातात, गंज प्रभावीपणे दाबली जाऊ शकत नाही स्टील यापुढे कठोर संक्षारक CO28,9,10 वातावरणात दीर्घकालीन ऑपरेशनची आवश्यकता पूर्ण करू शकत नाही.संशोधक चांगल्या गंज प्रतिकारासह डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील्स (DSS) कडे वळले.2205 DSS, स्टीलमध्ये फेराइट आणि ऑस्टेनाइटची सामग्री सुमारे 50% आहे, उत्कृष्ट यांत्रिक गुणधर्म आणि गंज प्रतिरोधक आहे, पृष्ठभाग पॅसिव्हेशन फिल्म दाट आहे, उत्कृष्ट एकसमान गंज प्रतिरोधक आहे, किंमत निकेल-आधारित मिश्र धातुंच्या तुलनेत कमी आहे 11 , 12. अशाप्रकारे, 2205 DSS सामान्यतः उपरोधिक वातावरणात प्रेशर वेसल्स, गंजणारा CO2 वातावरणात तेल विहिरीचे आवरण, ऑफशोअर ऑइल आणि केमिकल फील्डमध्ये कंडेन्सिंग सिस्टीमसाठी वॉटर कुलर म्हणून वापरले जाते 13, 14, 15, परंतु 2205 DSS मध्ये क्षरणकारक छिद्र देखील असू शकते. च्या नोकरीत.
सध्या, CO2- आणि Cl-pitting corrosion 2205 DSS चे अनेक अभ्यास देशात आणि परदेशात केले गेले आहेत [16,17,18].Ebrahimi19 ला आढळले की NaCl सोल्युशनमध्ये पोटॅशियम डायक्रोमेट मीठ जोडल्याने 2205 DSS पिटिंग रोखू शकते आणि पोटॅशियम डायक्रोमेटची एकाग्रता वाढल्याने 2205 DSS पिटिंगचे गंभीर तापमान वाढते.तथापि, पोटॅशियम डायक्रोमेटमध्ये NaCl ची विशिष्ट एकाग्रता जोडल्यामुळे 2205 DSS ची पिटिंग क्षमता वाढते आणि वाढत्या NaCl एकाग्रतेसह कमी होते.Han20 दाखवते की 30 ते 120°C वर, 2205 DSS पॅसिव्हेटिंग फिल्मची रचना Cr2O3 आतील थर, FeO बाह्य स्तर आणि समृद्ध Cr यांचे मिश्रण आहे;जेव्हा तापमान 150 °C पर्यंत वाढते तेव्हा पॅसिव्हेशन फिल्म विरघळते., अंतर्गत रचना Cr2O3 आणि Cr(OH)3 मध्ये बदलते आणि बाह्य स्तर Fe(II,III) ऑक्साईड आणि Fe(III) हायड्रॉक्साइडमध्ये बदलते.Peguet21 ला आढळले की NaCl सोल्यूशनमध्ये S2205 स्टेनलेस स्टीलचे स्थिर पिटिंग सामान्यत: गंभीर पिटिंग तापमान (CPT) च्या खाली नसून ट्रान्सफॉर्मेशन तापमान श्रेणी (TTI) मध्ये होते.Thiadi22 ने निष्कर्ष काढला की NaCl ची एकाग्रता जसजशी वाढते तसतसे S2205 DSS चे क्षरण प्रतिरोध लक्षणीयरीत्या कमी होते आणि लागू क्षमता जितकी नकारात्मक असेल तितकी सामग्रीची गंज प्रतिरोधकता खराब होते.
या लेखात, डायनॅमिक संभाव्य स्कॅनिंग, प्रतिबाधा स्पेक्ट्रोस्कोपी, स्थिर क्षमता, मॉट-शॉटकी वक्र आणि ऑप्टिकल इलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोपीचा वापर 2205 DSS च्या गंज वर्तनावरील उच्च क्षारता, उच्च Cl– एकाग्रता आणि तापमानाच्या प्रभावाचा अभ्यास करण्यासाठी केला गेला.आणि फोटोइलेक्ट्रॉन स्पेक्ट्रोस्कोपी, जी CO2 असलेल्या तेल आणि वायू वातावरणात 2205 DSS च्या सुरक्षित ऑपरेशनसाठी सैद्धांतिक आधार प्रदान करते.
सोल्युशन ट्रीटेड स्टील 2205 DSS (स्टील ग्रेड 110ksi) पासून चाचणी सामग्री निवडली आहे आणि मुख्य रासायनिक रचना तक्ता 1 मध्ये दर्शविली आहे.
इलेक्ट्रोकेमिकल नमुन्याचा आकार 10 मिमी × 10 मिमी × 5 मिमी आहे, ते तेल आणि परिपूर्ण इथेनॉल काढण्यासाठी एसीटोनने स्वच्छ केले जाते आणि वाळवले जाते.योग्य लांबीच्या तांब्याच्या वायरला जोडण्यासाठी चाचणी तुकड्याच्या मागील भागाला सोल्डर केले जाते.वेल्डिंग केल्यानंतर, वेल्डेड चाचणी तुकड्याची विद्युत चालकता तपासण्यासाठी मल्टीमीटर (VC9801A) वापरा आणि नंतर इपॉक्सीसह नॉन-वर्किंग पृष्ठभाग सील करा.400#, 600#, 800#, 1200#, 2000# सिलिकॉन कार्बाइड वॉटर सँडपेपर पॉलिशिंग मशीनवर 0.25um पॉलिशिंग एजंटसह पृष्ठभागाची खडबडीत Ra≤1.6um होईपर्यंत पॉलिश करण्यासाठी वापरा आणि शेवटी स्वच्छ करा आणि थर्मोस्टॅटमध्ये ठेवा. .
तीन-इलेक्ट्रोड प्रणालीसह प्रिस्टन (P4000A) इलेक्ट्रोकेमिकल वर्कस्टेशन वापरण्यात आले.1 सेमी 2 क्षेत्रफळ असलेले प्लॅटिनम इलेक्ट्रोड (पीटी) सहायक इलेक्ट्रोड म्हणून काम केले, डीएसएस 2205 (1 सेमी 2 क्षेत्रासह) कार्यरत इलेक्ट्रोड म्हणून वापरला गेला आणि संदर्भ इलेक्ट्रोड (Ag/AgCl) होता. वापरले.चाचणीमध्ये वापरलेले मॉडेल सोल्यूशन (टेबल 2) नुसार तयार केले गेले.चाचणीपूर्वी, उच्च-शुद्धता N2 द्रावण (99.99%) 1 तासासाठी पास केले गेले आणि नंतर द्रावण डीऑक्सीजन करण्यासाठी 30 मिनिटांसाठी CO2 पास केले गेले., आणि द्रावणातील CO2 नेहमी संपृक्ततेच्या स्थितीत होते.
प्रथम, चाचणी सोल्यूशन असलेल्या टाकीमध्ये नमुना ठेवा आणि ते स्थिर तापमानाच्या पाण्याच्या बाथमध्ये ठेवा.प्रारंभिक सेटिंग तापमान 2°C आहे आणि तापमान वाढ 1°C/min च्या दराने नियंत्रित केली जाते आणि तापमान श्रेणी नियंत्रित केली जाते.2-80°C वर.सेल्सिअस.चाचणी स्थिर क्षमता (-0.6142 Vs.Ag/AgCl) पासून सुरू होते आणि चाचणी वक्र इट वक्र आहे.गंभीर पिटिंग तापमान चाचणी मानकानुसार, इट वक्र ओळखले जाऊ शकते.ज्या तापमानात वर्तमान घनता 100 μA/cm2 पर्यंत वाढते त्याला गंभीर पिटिंग तापमान म्हणतात.पिटिंगसाठी सरासरी गंभीर तापमान 66.9 °C आहे.ध्रुवीकरण वक्र आणि प्रतिबाधा स्पेक्ट्रमसाठी चाचणी तापमान अनुक्रमे 30°C, 45°C, 60°C आणि 75°C असे निवडले गेले आणि संभाव्य विचलन कमी करण्यासाठी चाचणी समान नमुना परिस्थितीत तीन वेळा पुनरावृत्ती केली गेली.
द्रावणाच्या संपर्कात आलेला धातूचा नमुना प्रथम कॅथोड पोटेंशिअल (-1.3 V) वर 5 मिनिटांसाठी ध्रुवीकरण करण्यात आला आणि नमुनाच्या कार्यरत पृष्ठभागावर तयार झालेल्या ऑक्साईड फिल्मला काढून टाकण्यासाठी पोटेंटिओडायनामिक ध्रुवीकरण वक्र तपासण्याआधी आणि नंतर ओपन सर्किट पोटेंशिअलवर 1 ता पर्यंत गंज व्होल्टेज स्थापित केले जाणार नाही.डायनॅमिक संभाव्य ध्रुवीकरण वक्रचा स्कॅन दर 0.333mV/s वर सेट केला गेला आणि स्कॅन मध्यांतर संभाव्यता -0.3~1.2V वि. OCP वर सेट केली गेली.चाचणीची अचूकता सुनिश्चित करण्यासाठी, समान चाचणी परिस्थिती 3 वेळा पुनरावृत्ती केली गेली.
प्रतिबाधा स्पेक्ट्रम चाचणी सॉफ्टवेअर - वर्सा स्टुडिओ.चाचणी प्रथम स्थिर ओपन-सर्किट संभाव्यतेवर केली गेली, पर्यायी विस्कळीत व्होल्टेजचे मोठेपणा 10 mV वर सेट केले गेले आणि मापन वारंवारता 10-2-105 Hz वर सेट केली गेली.चाचणी नंतर स्पेक्ट्रम डेटा.
वर्तमान वेळ वक्र चाचणी प्रक्रिया: अॅनोडिक ध्रुवीकरण वक्रच्या परिणामांनुसार भिन्न निष्क्रियीकरण क्षमता निवडा, स्थिर संभाव्यतेवर इट वक्र मोजा आणि फिल्म विश्लेषणासाठी फिट केलेल्या वक्रच्या उताराची गणना करण्यासाठी दुहेरी लॉगरिदम वक्र फिट करा.निष्क्रिय फिल्म तयार करण्याची यंत्रणा.
ओपन सर्किट व्होल्टेज स्थिर झाल्यानंतर, मोट-शॉटकी वक्र चाचणी करा.चाचणी संभाव्य स्कॅन श्रेणी 1.0~-1.0V (vS.Ag/AgCl), स्कॅन दर 20mV/s, चाचणी वारंवारता 1000Hz वर सेट, उत्तेजना सिग्नल 5mV.
2205 DSS फिल्म निर्मितीनंतर पृष्ठभागाच्या पॅसिव्हेशन फिल्मची रचना आणि रासायनिक स्थिती तपासण्यासाठी एक्स-रे फोटोइलेक्ट्रॉन स्पेक्ट्रोस्कोपी (XPS) (ESCALAB 250Xi, UK) वापरा आणि उत्कृष्ट सॉफ्टवेअर वापरून मापन डेटा पीक-फिट प्रक्रिया करा.अणू स्पेक्ट्राच्या डेटाबेस आणि संबंधित साहित्याच्या तुलनेत 23 आणि C1s (284.8 eV) वापरून कॅलिब्रेटेड.अल्ट्रा-डीप ऑप्टिकल डिजिटल मायक्रोस्कोप (झीस स्मार्ट झूम 5, जर्मनी) वापरून नमुन्यांवरील गंज आणि खड्ड्यांची खोली यांचे स्वरूपशास्त्र वैशिष्ट्यीकृत केले गेले.
नमुन्याची समान क्षमता (-0.6142 V rel. Ag/AgCl) वर स्थिर संभाव्य पद्धतीद्वारे चाचणी केली गेली आणि वेळेसह गंज चालू वक्र रेकॉर्ड केले गेले.CPT चाचणी मानकानुसार, ध्रुवीकरण वर्तमान घनता वाढत्या तापमानासह हळूहळू वाढते.1 100 g/L Cl– आणि संतृप्त CO2 असलेल्या सिम्युलेटेड सोल्युशनमध्ये 2205 DSS चे गंभीर पिटिंग तापमान दर्शविते.हे पाहिले जाऊ शकते की द्रावणाच्या कमी तापमानात, वर्तमान घनता वाढत्या चाचणी वेळेसह व्यावहारिकपणे बदलत नाही.आणि जेव्हा द्रावणाचे तापमान एका विशिष्ट मूल्यापर्यंत वाढले, तेव्हा वर्तमान घनता वेगाने वाढली, हे दर्शविते की द्रावणाच्या तापमानात वाढ झाल्यामुळे पॅसिव्हेटिंग फिल्मच्या विरघळण्याचा दर वाढला आहे.जेव्हा घन द्रावणाचे तापमान 2°C वरून 67°C पर्यंत वाढवले जाते, तेव्हा 2205DSS ची ध्रुवीकरण वर्तमान घनता 100µA/cm2 पर्यंत वाढते आणि 2205DSS चे सरासरी गंभीर पिटिंग तापमान 66.9°C असते, जे सुमारे 16.6°C असते. 2205DSS पेक्षा जास्त.मानक 3.5 wt.% NaCl (0.7 V)26.क्रिटिकल पिटिंग तापमान मोजमापाच्या वेळी लागू केलेल्या संभाव्यतेवर अवलंबून असते: लागू क्षमता जितकी कमी असेल तितके मोजलेले गंभीर पिटिंग तापमान जास्त असेल.
100 g/L Cl– आणि संतृप्त CO2 असलेल्या सिम्युलेटेड सोल्युशनमध्ये 2205 डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टीलचे गंभीर तापमान वक्र ठेवणे.
अंजीर वर.2 विविध तापमानांवर 100 g/L Cl- आणि संतृप्त CO2 असलेल्या सिम्युलेटेड सोल्युशन्समध्ये 2205 DSS चे ac impedance प्लॉट दाखवते.हे पाहिले जाऊ शकते की 2205DSS च्या Nyquist आकृतीमध्ये विविध तापमानात उच्च-फ्रिक्वेंसी, मध्यम-फ्रिक्वेंसी आणि कमी-फ्रिक्वेंसी रेझिस्टन्स-कॅपॅसिटन्स आर्क्स असतात आणि रेझिस्टन्स-कॅपॅसिटन्स आर्क्स अर्धवर्तुळाकार नसतात.कॅपेसिटिव्ह आर्कची त्रिज्या पॅसिव्हेटिंग फिल्मचे प्रतिरोध मूल्य आणि इलेक्ट्रोड प्रतिक्रिया दरम्यान चार्ज ट्रान्सफर रेझिस्टन्सचे मूल्य प्रतिबिंबित करते.हे सामान्यतः मान्य केले जाते की कॅपेसिटिव्ह चापची त्रिज्या जितकी मोठी असेल तितकी द्रावणातील धातूच्या थराची गंज प्रतिरोधक क्षमता जास्त असते.30 °C च्या सोल्युशन तापमानात, Nyquist आकृतीवरील कॅपेसिटिव्ह आर्कची त्रिज्या आणि प्रतिबाधा मॉड्यूलसच्या आकृतीवरील फेज कोन |Z|बोडे सर्वात जास्त आहे आणि 2205 DSS गंज सर्वात कमी आहे.जसजसे द्रावणाचे तापमान वाढते तसतसे |Z|प्रतिबाधा मापांक, चाप त्रिज्या आणि सोल्युशन रेझिस्टन्स कमी होतो, या व्यतिरिक्त, फेज अँगल देखील मध्यवर्ती वारंवारता प्रदेशात 79 Ω ते 58 Ω पर्यंत कमी होतो, एक विस्तृत शिखर आणि दाट आतील थर दर्शवितो आणि एक विरळ (सच्छिद्र) बाह्य थर मुख्य आहेत. विसंगत निष्क्रिय चित्रपटाची वैशिष्ट्ये28.म्हणून, जसजसे तापमान वाढते तसतसे मेटल सब्सट्रेटच्या पृष्ठभागावर तयार होणारी पॅसिव्हेटिंग फिल्म विरघळते आणि क्रॅक होते, ज्यामुळे सब्सट्रेटचे संरक्षणात्मक गुणधर्म कमकुवत होतात आणि सामग्रीची गंज प्रतिरोधकता बिघडते.
प्रतिबाधा स्पेक्ट्रम डेटा फिट करण्यासाठी ZSimDeme सॉफ्टवेअरचा वापर करून, फिट केलेले समतुल्य सर्किट आकृती 330 मध्ये दर्शविले आहे, जेथे Rs सिम्युलेटेड सोल्यूशन रेझिस्टन्स आहे, Q1 फिल्म कॅपॅसिटन्स आहे, Rf तयार केलेल्या पॅसिव्हेटिंग फिल्मचा प्रतिरोध आहे, Q2 दुहेरी आहे लेयर कॅपेसिटन्स, आणि आरसीटी चार्ज ट्रान्सफर रेझिस्टन्स आहे.टेबलमध्ये बसविण्याच्या परिणामांमधून.3 दर्शविते की सिम्युलेटेड सोल्यूशनचे तापमान जसजसे वाढते तसतसे n1 चे मूल्य 0.841 ते 0.769 पर्यंत कमी होते, जे दोन-लेयर कॅपेसिटरमधील अंतर आणि घनतेत घट दर्शवते.चार्ज ट्रान्स्फर रेझिस्टन्स Rct हळूहळू 2.958×1014 वरून 2.541×103 Ω cm2 पर्यंत कमी झाला, जे सामग्रीच्या गंज प्रतिकारात हळूहळू घट दर्शवते.सोल्यूशन Rs चा प्रतिकार 2.953 वरून 2.469 Ω cm2 पर्यंत कमी झाला आणि पॅसिव्हेटिंग फिल्मची कॅपेसिटन्स Q2 5.430 10-4 वरून 1.147 10-3 Ω cm2 पर्यंत कमी झाली, सोल्यूशनची चालकता वाढली, पॅसिव्हेटिंग फिल्मची स्थिरता कमी झाली , आणि द्रावण Cl-, SO42-, इ.) माध्यमात वाढते, जे पॅसिव्हेटिंग फिल्म 31 च्या नाशला गती देते.यामुळे फिल्म रेझिस्टन्स Rf (4662 ते 849 Ω cm2 पर्यंत) कमी होते आणि डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टीलच्या पृष्ठभागावर तयार झालेल्या ध्रुवीकरण प्रतिरोध Rp (Rct+Rf) मध्ये घट होते.
म्हणून, द्रावणाचे तापमान DSS 2205 च्या गंज प्रतिकारशक्तीवर परिणाम करते. द्रावणाच्या कमी तापमानात, Fe2 + च्या उपस्थितीत कॅथोड आणि एनोड यांच्यामध्ये प्रतिक्रिया प्रक्रिया होते, जी जलद विरघळण्यास आणि गंजण्यास कारणीभूत ठरते. एनोड, तसेच पृष्ठभागावर तयार झालेल्या फिल्मचे निष्क्रियीकरण, अधिक पूर्ण आणि उच्च घनता, सोल्यूशन्स दरम्यान अधिक प्रतिरोधक चार्ज हस्तांतरण, मेटल मॅट्रिक्सचे विघटन कमी करते आणि चांगले गंज प्रतिरोध प्रदर्शित करते.द्रावणाचे तापमान जसजसे वाढते तसतसे चार्ज ट्रान्सफर आरसीटीचा प्रतिकार कमी होतो, सोल्युशनमधील आयनांमधील अभिक्रियाचा वेग वाढतो आणि आक्रमक आयनांच्या प्रसाराचा वेग वाढतो, ज्यामुळे प्रारंभिक गंज उत्पादने पुन्हा पृष्ठभागावर तयार होतात. मेटल सब्सट्रेटच्या पृष्ठभागावरील थर.पातळ पॅसिव्हेटिंग फिल्म सब्सट्रेटचे संरक्षणात्मक गुणधर्म कमकुवत करते.
अंजीर वर.आकृती 4 विविध तापमानांवर 100 g/L Cl– आणि संतृप्त CO2 असलेल्या सिम्युलेटेड सोल्युशनमध्ये 2205 DSS चे डायनॅमिक संभाव्य ध्रुवीकरण वक्र दर्शविते.आकृतीवरून असे दिसून येते की जेव्हा संभाव्यता -0.4 ते 0.9 V च्या श्रेणीत असते, तेव्हा भिन्न तापमानावरील एनोड वक्रांना स्पष्ट निष्क्रियता क्षेत्रे असतात आणि स्व-गंज क्षमता सुमारे -0.7 ते -0.5 V असते. घनता 100 μA/cm233 पर्यंत प्रवाह वाढवते एनोड वक्र सामान्यतः पिटिंग पोटेंशिअल (Eb किंवा Etra) असे म्हणतात.जसजसे तापमान वाढते तसतसे पॅसिव्हेशन मध्यांतर कमी होते, स्व-गंज संभाव्यता कमी होते, गंज चालू घनता वाढते आणि ध्रुवीकरण वक्र उजवीकडे सरकते, जे सूचित करते की सिम्युलेटेड सोल्युशनमध्ये DSS 2205 द्वारे तयार केलेली फिल्म सक्रिय आहे. क्रियाकलाप100 g/l Cl– आणि संतृप्त CO2 ची सामग्री, खड्डे गंजण्याची संवेदनशीलता वाढवते, आक्रमक आयनांमुळे सहजपणे नुकसान होते, ज्यामुळे धातूच्या मॅट्रिक्सचे गंज वाढते आणि गंज प्रतिकार कमी होतो.
तक्ता 4 वरून असे दिसून येते की जेव्हा तापमान 30°C ते 45°C पर्यंत वाढते तेव्हा संबंधित अतिउत्साहीकरण क्षमता किंचित कमी होते, परंतु संबंधित आकाराची निष्क्रियता वर्तमान घनता लक्षणीय वाढते, हे सूचित करते की या अंतर्गत पॅसिव्हेटिंग फिल्मचे संरक्षण वाढत्या तापमानासह परिस्थिती वाढते.जेव्हा तापमान 60 डिग्री सेल्सिअसपर्यंत पोहोचते, तेव्हा संबंधित खड्डा क्षमता लक्षणीयरीत्या कमी होते आणि तापमान वाढल्याने ही प्रवृत्ती अधिक स्पष्ट होते.हे लक्षात घ्यावे की 75°C वर एक महत्त्वपूर्ण क्षणिक वर्तमान शिखर आकृतीमध्ये दिसते, जे नमुना पृष्ठभागावर मेटास्टेबल पिटिंग गंजची उपस्थिती दर्शवते.
म्हणून, द्रावणाच्या तापमानात वाढ झाल्यामुळे, द्रावणात विरघळलेल्या ऑक्सिजनचे प्रमाण कमी होते, फिल्म पृष्ठभागाचे पीएच मूल्य कमी होते आणि पॅसिव्हेटिंग फिल्मची स्थिरता कमी होते.याव्यतिरिक्त, द्रावणाचे तापमान जितके जास्त असेल तितके द्रावणातील आक्रमक आयनांची क्रियाशीलता जास्त असेल आणि सब्सट्रेटच्या पृष्ठभागाच्या फिल्म लेयरला नुकसान होण्याचे प्रमाण जास्त असेल.फिल्म लेयरमध्ये तयार झालेले ऑक्साइड सहजपणे खाली पडतात आणि फिल्म लेयरमधील केशन्सवर प्रतिक्रिया देऊन विद्रव्य संयुगे तयार करतात, ज्यामुळे खड्डे पडण्याची शक्यता वाढते.पुनर्जन्मित फिल्म स्तर तुलनेने सैल असल्याने, सब्सट्रेटवरील संरक्षणात्मक प्रभाव कमी असतो, ज्यामुळे धातूच्या थराची गंज वाढते.डायनॅमिक ध्रुवीकरण संभाव्य चाचणीचे परिणाम प्रतिबाधा स्पेक्ट्रोस्कोपीच्या परिणामांशी सुसंगत आहेत.
अंजीर वर.आकृती 5a 100 g/L Cl– आणि संतृप्त CO2 असलेल्या मॉडेल सोल्युशनमध्ये 2205 DSS साठी वक्र दाखवते.वेळेचे कार्य म्हणून निष्क्रियता वर्तमान घनता ध्रुवीकरणानंतर -300 mV (Ag/AgCl च्या सापेक्ष) क्षमतेवर 1 तासासाठी विविध तापमानात ध्रुवीकरणानंतर प्राप्त झाली.हे पाहिले जाऊ शकते की समान संभाव्य आणि भिन्न तापमानात 2205 DSS चा पॅसिव्हेशन चालू घनता कल मुळात समान आहे आणि कल हळूहळू कमी होत जातो आणि गुळगुळीत होतो.जसजसे तापमान हळूहळू वाढले तसतसे, 2205 DSS ची निष्क्रियता वर्तमान घनता वाढली, जी ध्रुवीकरणाच्या परिणामांशी सुसंगत होती, ज्याने हे देखील सूचित केले की मेटल सब्सट्रेटवरील फिल्म लेयरची संरक्षणात्मक वैशिष्ट्ये वाढत्या सोल्यूशन तापमानासह कमी झाली.
2205 DSS चे पोटेंटिओस्टॅटिक ध्रुवीकरण वक्र समान फिल्म निर्मिती क्षमता आणि भिन्न तापमानात.(a) वर्तमान घनता विरुद्ध वेळ, (b) निष्क्रिय चित्रपट वाढ लॉगरिदम.
(1)34 मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, समान फिल्म निर्मिती क्षमतेसाठी वेगवेगळ्या तापमानात निष्क्रियता वर्तमान घनता आणि वेळ यांच्यातील संबंध तपासा:
जेथे i चित्रपट निर्मिती क्षमता, A/cm2 येथे पॅसिव्हेशन वर्तमान घनता आहे.A हे कार्यरत इलेक्ट्रोडचे क्षेत्रफळ आहे, cm2.K हा त्यास बसवलेल्या वक्राचा उतार आहे.t वेळ, एस
अंजीर वर.5b 2205 DSS साठी logI आणि logt वक्र एकाच फिल्म निर्मिती क्षमतेवर वेगवेगळ्या तापमानात दाखवते.साहित्य डेटानुसार, 35 जेव्हा रेषेचा उतार K = -1 असतो, तेव्हा सब्सट्रेटच्या पृष्ठभागावर तयार होणारा फिल्म लेयर घनदाट असतो आणि धातूच्या सब्सट्रेटला चांगला गंज प्रतिरोधक असतो.आणि जेव्हा सरळ रेषेचा उतार K = -0.5 असतो, तेव्हा पृष्ठभागावर तयार झालेला फिल्म लेयर सैल असतो, त्यात अनेक लहान छिद्रे असतात आणि मेटल सब्सट्रेटला खराब गंज प्रतिरोधक असतो.हे पाहिले जाऊ शकते की 30°C, 45°C, 60°C, आणि 75°C वर, निवडलेल्या रेषीय उतारानुसार फिल्म लेयरची रचना दाट छिद्रांपासून सैल छिद्रांमध्ये बदलते.पॉइंट डिफेक्ट मॉडेल (PDM) 36,37 नुसार असे दिसून येते की चाचणी दरम्यान लागू केलेली क्षमता वर्तमान घनतेवर परिणाम करत नाही, हे दर्शविते की तापमान चाचणी दरम्यान एनोड वर्तमान घनतेच्या मोजमापावर थेट परिणाम करते, त्यामुळे वर्तमान वाढत्या तापमानासह वाढते.द्रावण, आणि 2205 DSS ची घनता वाढते आणि गंज प्रतिकार कमी होतो.
DSS वर तयार झालेल्या पातळ फिल्म लेयरचे सेमीकंडक्टर गुणधर्म त्याच्या गंज प्रतिरोधकतेवर परिणाम करतात38, सेमीकंडक्टरचा प्रकार आणि पातळ फिल्म लेयरची वाहक घनता DSS39,40 या पातळ फिल्म लेयरच्या क्रॅकिंग आणि पिटिंगवर परिणाम करते जेथे कॅपेसिटन्स C आणि E संभाव्य पातळ फिल्म लेयर MS संबंध पूर्ण करते, सेमीकंडक्टरचा स्पेस चार्ज खालील प्रकारे मोजला जातो:
सूत्रामध्ये, ε ही खोलीच्या तपमानावर पॅसिव्हेटिंग फिल्मची परवानगी आहे, 1230 च्या बरोबरीची, ε0 ही व्हॅक्यूम परमिटिव्हिटी आहे, 8.85 × 10-14 F/सेमी, E हा दुय्यम शुल्क आहे (1.602 × 10-19 C) ;ND ही n-प्रकार सेमीकंडक्टर दातांची घनता आहे, cm–3, NA ही p-प्रकार सेमीकंडक्टरची स्वीकृती घनता आहे, cm–3, EFB ही फ्लॅट-बँड पोटेंशिअल आहे, V, K बोल्टझमनची स्थिरता आहे, 1.38 × 10–3 .23 J/K, T – तापमान, K.
मापन केलेल्या MS वक्र, लागू एकाग्रता (ND), स्वीकृत एकाग्रता (NA), आणि सपाट बँड संभाव्यता (Efb)42 वर रेखीय विभक्तता बसवून फिट केलेल्या रेषेचा उतार आणि इंटरसेप्टची गणना केली जाऊ शकते.
अंजीर वर.6 मध्ये 100 g/l Cl- असलेल्या सिम्युलेटेड सोल्युशनमध्ये तयार केलेल्या 2205 DSS फिल्मच्या पृष्ठभागाच्या थराचा Mott-Schottky वक्र दर्शवितो आणि 1 तासासाठी संभाव्य (-300 mV) वर CO2 सह संपृक्त होतो.हे पाहिले जाऊ शकते की वेगवेगळ्या तापमानात तयार झालेल्या सर्व पातळ-फिल्म स्तरांमध्ये n+p-प्रकारच्या द्विध्रुवीय अर्धसंवाहकांची वैशिष्ट्ये आहेत.एन-टाइप सेमीकंडक्टरमध्ये सोल्युशन आयन सिलेक्टिव्हिटी असते, जी स्टेनलेस स्टीलच्या कॅशन्सना पॅसिव्हेशन फिल्मद्वारे सोल्युशनमध्ये पसरण्यापासून रोखू शकते, तर पी-टाइप सेमीकंडक्टरमध्ये कॅशन सिलेक्टीव्हिटी असते, ज्यामुळे सोल्युशनमधील संक्षारक आयनांना पॅसिव्हेशन क्रॉसिंगपासून रोखता येते. सब्सट्रेटच्या पृष्ठभागावर 26.हे देखील पाहिले जाऊ शकते की दोन फिटिंग वक्रांमध्ये एक गुळगुळीत संक्रमण आहे, चित्रपट सपाट बँड स्थितीत आहे आणि फ्लॅट बँड संभाव्य Efb चा वापर अर्धसंवाहकाच्या ऊर्जा बँडची स्थिती निर्धारित करण्यासाठी आणि त्याच्या इलेक्ट्रोकेमिकलचे मूल्यांकन करण्यासाठी केला जाऊ शकतो. स्थिरता43..
टेबल 5 मध्ये दर्शविलेल्या MC वक्र फिटिंग परिणामांनुसार, आउटगोइंग कॉन्सन्ट्रेशन (ND) आणि रिसीव्हिंग कॉन्सन्ट्रेशन (NA) आणि फ्लॅट बँड संभाव्य Efb 44 परिमाणाच्या समान क्रमाने मोजले गेले.लागू केलेल्या वाहक प्रवाहाची घनता मुख्यत्वे स्पेस चार्ज लेयरमधील बिंदू दोष आणि पॅसिव्हेटिंग फिल्मची पिटिंग क्षमता दर्शवते.लागू केलेल्या वाहकाची एकाग्रता जितकी जास्त असेल तितकी फिल्म लेयर तुटणे सोपे होईल आणि सब्सट्रेट गंज होण्याची शक्यता जास्त असेल.याव्यतिरिक्त, द्रावणाच्या तापमानात हळूहळू वाढ झाल्याने, फिल्म लेयरमधील एनडी उत्सर्जक एकाग्रता 5.273×1020 सेमी-3 वरून 1.772×1022 सेमी-3 पर्यंत वाढली आणि एनए होस्ट एकाग्रता 4.972×1021 वरून 4.592 पर्यंत वाढली. ×१०२३.सेमी - अंजीर मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे.3, फ्लॅट बँड संभाव्यता 0.021 V ते 0.753 V पर्यंत वाढते, द्रावणातील वाहकांची संख्या वाढते, द्रावणातील आयनांमधील प्रतिक्रिया तीव्र होते आणि फिल्म लेयरची स्थिरता कमी होते.द्रावणाचे तापमान जसजसे वाढते तसतसे अंदाजे रेषेच्या उताराचे निरपेक्ष मूल्य जितके लहान असेल, द्रावणातील वाहकांची घनता जितकी जास्त असेल तितकी आयनांमधील प्रसरणाचा दर जास्त असेल आणि आयनच्या रिक्त स्थानांची संख्या जास्त असेल. फिल्म लेयरची पृष्ठभाग., ज्यामुळे मेटल सब्सट्रेट, स्थिरता आणि गंज प्रतिकार 46,47 कमी होते.
फिल्मच्या रासायनिक रचनेचा धातूच्या केशन्सच्या स्थिरतेवर आणि अर्धसंवाहकांच्या कार्यक्षमतेवर महत्त्वपूर्ण प्रभाव पडतो आणि तापमानातील बदलाचा स्टेनलेस स्टील फिल्मच्या निर्मितीवर महत्त्वपूर्ण प्रभाव पडतो.अंजीर वर.आकृती 7 100 g/L Cl– आणि संतृप्त CO2 असलेल्या सिम्युलेटेड सोल्युशनमध्ये 2205 DSS फिल्मच्या पृष्ठभागाच्या स्तराचा संपूर्ण XPS स्पेक्ट्रम दर्शविते.वेगवेगळ्या तापमानात चिप्सद्वारे तयार होणाऱ्या फिल्म्समधील मुख्य घटक मुळात सारखेच असतात आणि चित्रपटांचे मुख्य घटक Fe, Cr, Ni, Mo, O, N आणि C हे आहेत. त्यामुळे फिल्म लेयरचे मुख्य घटक Fe. , Cr, Ni, Mo, O, N आणि C. Cr ऑक्साईड, Fe ऑक्साईड आणि हायड्रॉक्साईड्स आणि थोड्या प्रमाणात Ni आणि Mo ऑक्साइड असलेले कंटेनर.
पूर्ण XPS 2205 DSS स्पेक्ट्रा विविध तापमानात घेतले.(a) 30°С, (b) 45°С, (c) 60°С, (d) 75°С.
चित्रपटाची मुख्य रचना पॅसिव्हेटिंग फिल्ममधील संयुगांच्या थर्मोडायनामिक गुणधर्मांशी संबंधित आहे.टेबलमध्ये दिलेल्या फिल्म लेयरमधील मुख्य घटकांच्या बंधनकारक उर्जेनुसार.6, हे पाहिले जाऊ शकते की Cr2p3/2 चे वैशिष्ट्यपूर्ण वर्णक्रमीय शिखर धातू Cr0 (573.7 ± 0.2 eV), Cr2O3 (574.5 ± 0.3 eV), आणि Cr(OH)3 ( 575.4 ± 0. 1 eV) मध्ये विभागलेले आहेत. आकृती 8a मध्ये दर्शविले आहे, ज्यामध्ये Cr घटकाद्वारे तयार केलेला ऑक्साईड हा चित्रपटातील मुख्य घटक आहे, जो चित्रपटाच्या गंज प्रतिकार आणि त्याच्या इलेक्ट्रोकेमिकल कार्यक्षमतेमध्ये महत्वाची भूमिका बजावतो.फिल्म लेयरमध्ये Cr2O3 ची सापेक्ष शिखर तीव्रता Cr(OH)3 पेक्षा जास्त आहे.तथापि, जसजसे सॉलिड सोल्यूशनचे तापमान वाढते, Cr2O3 चे सापेक्ष शिखर हळूहळू कमकुवत होते, तर Cr(OH)3 चे सापेक्ष शिखर हळूहळू वाढते, जे Cr2O3 ते Cr(OH) मध्ये फिल्म लेयरमधील मुख्य Cr3+ चे स्पष्ट रूपांतर दर्शवते. 3, आणि द्रावणाचे तापमान वाढते.
Fe2p3/2 च्या वैशिष्ट्यपूर्ण स्पेक्ट्रमच्या शिखरांच्या बंधनकारक ऊर्जेमध्ये प्रामुख्याने Fe0 (706.4 ± 0.2 eV), Fe3O4 (707.5 ± 0.2 eV), FeO (709.5 ± 0.1 eV ) आणि FeOO117 (709.5 ± 0.1 eV) या धातूच्या अवस्थेतील चार शिखरांचा समावेश होतो. eV) ± 0.3 eV), आकृती 8b मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, Fe मुख्यत्वे Fe2+ आणि Fe3+ च्या स्वरूपात तयार झालेल्या चित्रपटात उपस्थित आहे.FeO मधील Fe2+ कमी बंधनकारक ऊर्जा शिखरांवर Fe(II) वर वर्चस्व गाजवते, तर Fe3O4 आणि Fe(III) FeOOH संयुगे उच्च बंधनकारक ऊर्जा शिखरांवर 48,49 वर वर्चस्व गाजवतात.Fe3+ शिखराची सापेक्ष तीव्रता Fe2+ पेक्षा जास्त आहे, परंतु Fe3+ शिखराची सापेक्ष तीव्रता वाढत्या द्रावण तापमानासह कमी होते आणि Fe2+ शिखराची सापेक्ष तीव्रता वाढते, जे चित्रपट स्तरातील मुख्य पदार्थात बदल दर्शवते. द्रावणाचे तापमान वाढवण्यासाठी Fe3+ ते Fe2+.
Mo3d5/2 च्या वैशिष्ट्यपूर्ण वर्णक्रमीय शिखरांमध्ये प्रामुख्याने Mo3d5/2 आणि Mo3d3/243.50 अशी दोन शिखरे आहेत, तर Mo3d5/2 मध्ये मेटलिक Mo (227.5 ± 0.3 eV), Mo4+ (228.9 ± 0.2 eV) आणि Mo6+ (3±0 ± 320.2 eV) यांचा समावेश आहे. ), तर Mo3d3/2 मध्ये मेटलिक Mo (230.4 ± 0.1 eV), Mo4+ (231.5 ± 0.2 eV) आणि Mo6+ (232, 8 ± 0.1 eV) आकृती 8c मध्ये दाखवल्याप्रमाणे आहे, त्यामुळे Mo घटक तीनपेक्षा जास्त व्हॅलेन्समध्ये अस्तित्वात आहेत. फिल्म लेयरची स्थिती.Ni2p3/2 च्या वैशिष्ट्यपूर्ण वर्णक्रमीय शिखरांच्या बंधनकारक उर्जेमध्ये अनुक्रमे Ni0 (852.4 ± 0.2 eV) आणि NiO (854.1 ± 0.2 eV) यांचा समावेश आहे, अंजीर 8g मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे.Fig. 8d मध्ये दाखवल्याप्रमाणे वैशिष्ट्यपूर्ण N1s शिखरामध्ये N (399.6 ± 0.3 eV) असते.वैशिष्ट्यपूर्ण O1s शिखरांमध्ये O2- (529.7 ± 0.2 eV), OH- (531.2 ± 0.2 eV) आणि H2O (531.8 ± 0.3 eV) यांचा समावेश आहे, जसे अंजीरमध्ये दाखवले आहे. फिल्म लेयरचे मुख्य घटक (OH- आणि O2 -) आहेत. , जे मुख्यतः फिल्म लेयरमध्ये Cr आणि Fe च्या ऑक्सिडेशन किंवा हायड्रोजन ऑक्सिडेशनसाठी वापरले जातात.OH- ची सापेक्ष शिखर तीव्रता लक्षणीय वाढली कारण तापमान 30°C ते 75°C पर्यंत वाढले.म्हणून, तापमानात वाढ झाल्यामुळे, फिल्म लेयरमधील O2- ची मुख्य सामग्री रचना O2- वरून OH- आणि O2- मध्ये बदलते.
अंजीर वर.आकृती 9 100 g/L Cl– आणि संतृप्त CO2 असलेल्या मॉडेल सोल्युशनमध्ये डायनॅमिक संभाव्य ध्रुवीकरणानंतर नमुना 2205 DSS चे सूक्ष्म पृष्ठभाग आकारविज्ञान दर्शविते.हे पाहिले जाऊ शकते की वेगवेगळ्या तापमानात ध्रुवीकरण केलेल्या नमुन्यांच्या पृष्ठभागावर वेगवेगळ्या प्रमाणात गंजलेले खड्डे आहेत, हे आक्रमक आयनच्या द्रावणात उद्भवते आणि द्रावणाच्या तापमानात वाढ झाल्यास, अधिक गंभीर गंज येते. नमुन्यांची पृष्ठभाग.थरप्रति युनिट क्षेत्रफळ असलेल्या खड्ड्यांची संख्या आणि गंज केंद्रांची खोली वाढते.
मॉडेल सोल्युशनमध्ये 2205 DSS चे गंज वक्र 100 g/l Cl– आणि संतृप्त CO2 वेगवेगळ्या तापमानात (a) 30°C, (b) 45°C, (c) 60°C, (d) 75°C.
म्हणून, तापमानात वाढ झाल्यामुळे डीएसएसच्या प्रत्येक घटकाची क्रियाशीलता वाढेल, तसेच आक्रमक वातावरणात आक्रमक आयनची क्रियाशीलता वाढेल, ज्यामुळे नमुन्याच्या पृष्ठभागावर विशिष्ट प्रमाणात नुकसान होईल, ज्यामुळे पिटिंग क्रियाकलाप वाढेल., आणि गंज खड्डे निर्मिती वाढेल.उत्पादनाच्या निर्मितीचा दर वाढेल आणि सामग्रीचा गंज प्रतिकार कमी होईल51,52,53,54,55.
अंजीर वर.10 फील्ड ऑप्टिकल डिजिटल मायक्रोस्कोपच्या अल्ट्रा हाय डेप्थसह ध्रुवीकरण केलेल्या 2205 DSS नमुन्याचे आकारविज्ञान आणि खड्डा खोली दाखवते.अंजीर पासून.10a दर्शविते की मोठ्या खड्ड्यांभोवती लहान गंजणारे खड्डे देखील दिसू लागले, जे दर्शविते की नमुन्याच्या पृष्ठभागावरील पॅसिव्हेटिंग फिल्म दिलेल्या वर्तमान घनतेवर गंज खड्डे तयार झाल्यामुळे अंशतः नष्ट झाली होती आणि जास्तीत जास्त खड्ड्याची खोली 12.9 µm होती.आकृती 10b मध्ये दाखवल्याप्रमाणे.
DSS उत्तम गंज प्रतिकार दर्शविते, मुख्य कारण म्हणजे स्टीलच्या पृष्ठभागावर तयार झालेली फिल्म सोल्युशनमध्ये चांगली संरक्षित आहे, Mott-Schottky, वरील XPS परिणाम आणि संबंधित साहित्य 13,56,57,58 नुसार, चित्रपट प्रामुख्याने ही Fe आणि Cr च्या ऑक्सिडेशनची प्रक्रिया आहे.
Fe2+ फिल्म आणि सोल्यूशनमधील इंटरफेस 53 वर सहजपणे विरघळते आणि अवक्षेपित होते आणि कॅथोडिक प्रतिक्रिया प्रक्रिया खालीलप्रमाणे आहे:
गंजलेल्या अवस्थेत, दोन-स्तरांची स्ट्रक्चरल फिल्म तयार होते, ज्यामध्ये प्रामुख्याने लोह आणि क्रोमियम ऑक्साईडचा आतील थर आणि बाह्य हायड्रॉक्साईडचा थर असतो आणि आयन सहसा चित्रपटाच्या छिद्रांमध्ये वाढतात.पॅसिव्हेटिंग फिल्मची रासायनिक रचना त्याच्या सेमीकंडक्टर गुणधर्मांशी संबंधित आहे, जसे की मॉट-शॉटकी वक्र द्वारे पुरावा आहे, हे दर्शविते की पॅसिव्हेटिंग फिल्मची रचना n+p-प्रकारची आहे आणि त्यात द्विध्रुवीय वैशिष्ट्ये आहेत.XPS परिणाम दर्शविते की पॅसिव्हेटिंग फिल्मचा बाह्य स्तर प्रामुख्याने एन-टाइप सेमीकंडक्टर गुणधर्म प्रदर्शित करणार्‍या Fe ऑक्साइड आणि हायड्रॉक्साइडचा बनलेला आहे आणि आतील स्तर मुख्यतः पी-प्रकार सेमीकंडक्टर गुणधर्म प्रदर्शित करणार्‍या Cr ऑक्साइड आणि हायड्रॉक्साइड्सचा बनलेला आहे.
2205 DSS मध्ये उच्च Cr17.54 सामग्रीमुळे उच्च प्रतिरोधकता आहे आणि डुप्लेक्स संरचनांमधील सूक्ष्म गॅल्व्हॅनिक गंज 55 मुळे वेगवेगळ्या प्रमाणात खड्डे दिसून येतात.पिटिंग गंज हा DSS मधील सर्वात सामान्य प्रकारच्या गंजांपैकी एक आहे आणि तापमान हा एक महत्त्वाचा घटक आहे जो पिटिंग गंजच्या वर्तनावर परिणाम करतो आणि DSS प्रतिक्रिया60,61 च्या थर्मोडायनामिक आणि गतिज प्रक्रियांवर परिणाम करतो.सामान्यत:, Cl– आणि संतृप्त CO2 च्या उच्च एकाग्रतेसह सिम्युलेटेड सोल्युशनमध्ये, तणाव गंज क्रॅकिंग अंतर्गत तणाव गंज क्रॅकिंग दरम्यान खड्डा तयार करणे आणि क्रॅकच्या प्रारंभावर देखील तापमान प्रभावित करते आणि पिटिंगचे गंभीर तापमान मूल्यांकन करण्यासाठी निर्धारित केले जाते. गंज प्रतिकार.डीएसएस.मेटल मॅट्रिक्सची तापमानास संवेदनशीलता प्रतिबिंबित करणारी सामग्री, अभियांत्रिकी ऍप्लिकेशन्समध्ये सामग्री निवडीसाठी सामान्यतः एक महत्त्वाचा संदर्भ म्हणून वापरली जाते.सिम्युलेटेड सोल्युशनमध्ये 2205 DSS चे सरासरी क्रिटिकल पिटिंग तापमान 66.9°C आहे, जे 3.5% NaCl सह सुपर 13Cr स्टेनलेस स्टीलच्या तापमानापेक्षा 25.6°C जास्त आहे, परंतु कमाल पिटिंग खोली 12.9 µm62 पर्यंत पोहोचली आहे.इलेक्ट्रोकेमिकल परिणामांनी पुढे पुष्टी केली की फेज अँगलचे आडवे क्षेत्र आणि वारंवारता वाढत्या तापमानासह संकुचित होते आणि फेज कोन 79° वरून 58° पर्यंत कमी होत असताना |Z| चे मूल्य1.26×104 वरून 1.58×103 Ω cm2 पर्यंत कमी होते.चार्ज ट्रान्सफर रेझिस्टन्स Rct 2.958 1014 वरून 2.541 103 Ω cm2 पर्यंत कमी झाला, सोल्यूशन रेझिस्टन्स Rs 2.953 वरून 2.469 Ω cm2 पर्यंत कमी झाला, फिल्म रेझिस्टन्स Rf 5.430 10-4 cm2 वरून 102-102 10-4 सेमी कमी झाला.आक्रमक द्रावणाची चालकता वाढते, मेटल मॅट्रिक्स फिल्म लेयरची स्थिरता कमी होते, ते सहजपणे विरघळते आणि क्रॅक होते.स्व-गंज चालू घनता 1.482 वरून 2.893×10-6 A cm-2 पर्यंत वाढली आणि स्वयं-गंज संभाव्यता -0.532 ते -0.621V पर्यंत कमी झाली.हे पाहिले जाऊ शकते की तापमानातील बदल फिल्म लेयरची अखंडता आणि घनता प्रभावित करते.
याउलट, Cl- चे उच्च सांद्रता आणि CO2 चे संतृप्त द्रावण हळूहळू वाढत्या तापमानासह पॅसिव्हेटिंग फिल्मच्या पृष्ठभागावर Cl- ची शोषण क्षमता वाढवते, पॅसिव्हेशन फिल्मची स्थिरता अस्थिर होते आणि संरक्षणात्मक प्रभाव पडतो. सब्सट्रेट कमकुवत होते आणि खड्डे होण्याची संवेदनाक्षमता वाढते.या प्रकरणात, द्रावणातील संक्षारक आयनांची क्रिया वाढते, ऑक्सिजनचे प्रमाण कमी होते आणि गंजलेल्या सामग्रीची पृष्ठभागाची फिल्म त्वरीत पुनर्प्राप्त करणे कठीण होते, ज्यामुळे पृष्ठभागावरील संक्षारक आयनांच्या पुढील शोषणासाठी अधिक अनुकूल परिस्थिती निर्माण होते.साहित्य कमी करणे63.रॉबिन्सन वगैरे.[६४] असे दिसून आले की द्रावणाच्या तापमानात वाढ झाल्यामुळे खड्ड्यांच्या वाढीचा वेग वाढतो आणि द्रावणातील आयनांच्या प्रसाराचा दरही वाढतो.जेव्हा तापमान 65 डिग्री सेल्सिअस पर्यंत वाढते, तेव्हा क्लायन असलेल्या द्रावणातील ऑक्सिजनचे विघटन कॅथोडिक प्रतिक्रिया प्रक्रिया मंदावते, पिटिंगचा दर कमी होतो.Han20 ने CO2 वातावरणात 2205 डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टीलच्या गंज वर्तनावर तापमानाच्या प्रभावाची तपासणी केली.परिणामांवरून असे दिसून आले की तापमानात वाढ झाल्याने गंज उत्पादनांचे प्रमाण आणि सामग्रीच्या पृष्ठभागावरील संकुचित पोकळीचे क्षेत्रफळ वाढले आहे.त्याचप्रमाणे, जेव्हा तापमान 150°C पर्यंत वाढते तेव्हा पृष्ठभागावरील ऑक्साईड फिल्म तुटते आणि खड्ड्यांची घनता सर्वाधिक असते.Lu4 ने 2205 डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टीलच्या क्षरण वर्तनावर तापमानाचा प्रभाव तपासला ज्यामध्ये CO2 असलेल्या भू-औष्णिक वातावरणात निष्क्रियतेपासून सक्रियतेपर्यंत.त्यांचे परिणाम असे दर्शवतात की 150 डिग्री सेल्सिअसपेक्षा कमी तपमानावर, तयार झालेल्या फिल्ममध्ये एक वैशिष्ट्यपूर्ण अनाकार रचना असते आणि आतील इंटरफेसमध्ये निकेल-समृद्ध थर असतो आणि 300 डिग्री सेल्सियस तापमानात, परिणामी गंज उत्पादनाची नॅनोस्केल रचना असते. .-पॉलीक्रिस्टलाइन FeCr2O4, CrOOH आणि NiFe2O4.
अंजीर वर.11 हा 2205 DSS च्या गंज आणि फिल्म निर्मिती प्रक्रियेचा आकृती आहे.वापरण्यापूर्वी, 2205 DSS वातावरणात एक निष्क्रिय फिल्म बनवते.Cl- आणि CO2 ची उच्च सामग्री असलेल्या सोल्यूशनचे अनुकरण करणारे वातावरणात विसर्जित झाल्यानंतर, त्याची पृष्ठभाग त्वरीत विविध आक्रमक आयनांनी (Cl-, CO32-, इ.) वेढली जाते.).जे. बनास 65 या निष्कर्षापर्यंत पोहोचले की CO2 एकाच वेळी अस्तित्वात असलेल्या वातावरणात, पदार्थाच्या पृष्ठभागावरील पॅसिव्हेटिंग फिल्मची स्थिरता कालांतराने कमी होईल आणि तयार झालेले कार्बोनिक ऍसिड निष्क्रियतेमध्ये आयनची चालकता वाढवते. थरपॅसिव्हेटिंग फिल्ममध्ये आयन विरघळण्याची फिल्म आणि प्रवेग.निष्क्रिय चित्रपट.अशाप्रकारे, नमुन्याच्या पृष्ठभागावरील फिल्म स्तर विघटन आणि पुनर्संचयनाच्या गतिमान समतोल अवस्थेत आहे, Cl- पृष्ठभागाच्या फिल्म लेयरच्या निर्मितीचा दर कमी करते आणि फिल्म पृष्ठभागाच्या समीप भागावर लहान खड्डे दिसतात. आकृती 3 मध्ये दाखवले आहे. दाखवा.आकृती 11a आणि b मध्ये दाखवल्याप्रमाणे, लहान अस्थिर गंज खड्डे एकाच वेळी दिसतात.जसजसे तापमान वाढते तसतसे, फिल्म लेयरवरील द्रावणातील संक्षारक आयनांची क्रिया वाढते आणि आकृती 11c मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, फिल्म लेयर पूर्णपणे पारदर्शक द्वारे आत प्रवेश करेपर्यंत लहान अस्थिर खड्ड्यांची खोली वाढते.विरघळणार्‍या माध्यमाच्या तापमानात आणखी वाढ झाल्याने, द्रावणातील विरघळलेल्या CO2 ची सामग्री वेगवान होते, ज्यामुळे द्रावणाचे pH मूल्य कमी होते, SPP पृष्ठभागावरील सर्वात लहान अस्थिर गंज खड्ड्यांच्या घनतेत वाढ होते. , प्रारंभिक गंज खड्ड्यांची खोली विस्तारते आणि खोल होते आणि नमुना पृष्ठभागावरील पॅसिव्हेटिंग फिल्म जसजशी जाडी कमी होते तसतसे आकृती 11d मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे पॅसिव्हेटिंग फिल्म खड्डा होण्यास अधिक प्रवण होते.आणि इलेक्ट्रोकेमिकल परिणामांनी देखील पुष्टी केली की तापमानातील बदलाचा चित्रपटाच्या अखंडतेवर आणि घनतेवर निश्चित प्रभाव पडतो.अशाप्रकारे, हे दिसून येते की Cl- ची उच्च सांद्रता असलेल्या CO2 सह संपृक्त द्रावणातील गंज हे Cl-67,68 कमी सांद्रता असलेल्या द्रावणातील गंजापेक्षा लक्षणीय भिन्न आहे.
गंज प्रक्रिया 2205 DSS नवीन चित्रपटाची निर्मिती आणि नाश.(a) प्रक्रिया 1, (b) प्रक्रिया 2, (c) प्रक्रिया 3, (d) प्रक्रिया 4.
100 g/l Cl– आणि संतृप्त CO2 असलेल्या सिम्युलेटेड सोल्युशनमध्ये 2205 DSS चे सरासरी क्रिटिकल पिटिंग तापमान 66.9 ℃ आहे आणि जास्तीत जास्त खड्डा खोली 12.9 µm आहे, ज्यामुळे 2205 DSS ची गंज प्रतिरोधकता कमी होते आणि पिटिंग संवेदनशीलता वाढते.तापमान वाढ.
पोस्ट वेळ: फेब्रुवारी-16-2023