·1346 工程科学学报，第37卷，第10期 (20、50和80N)下，随载荷增大，磨损进一步增加电位 电流im值增大了一个数量级，表明微动使NC30Fe合 负移的倾向 金表面钝化膜被破坏，暴露出活性表面，加速合金表面 2.2极化曲线 原子的离子化溶解，从而加速NC30Fe合金腐蚀.微动 图2为NC30Fe合金在氯化钠溶液中，在法向载 后腐蚀电位继续下降，为Em=-0.77V,而腐蚀电流 荷F,=80N、位移幅值D=100um条件下，微动实验 却减小，说明钝化膜在微动后发生修复，腐蚀速度降 前、微动实验过程中(10000次附近)和微动停止 低，但仍然大于微动前的腐蚀速度 (20000次)0.5h后（开路电位值稳定时）测得的极化 表2在氯化纳溶液中NC30Fe合金的极化结果 曲线.对比微动前和微动过程中的极化曲线可以发 Table 2 Tafel polarization result of NC30Fe in the sodiumchloride solu- 现，微动使体系的极化曲线整体向左上方移动.微动 tion 对阴极极化曲线影响较小，其形状无明显变化，仅阴极 腐蚀电流，ia/ 状态 腐蚀电位，EnV 极化率略有增大：微动对阳极极化曲线影响较大，钝化 (A.cm-2) 区间消失，说明钝化膜已经遭到破坏并保持非钝化状 微动开始前 -0.32 1.810×10-6 态，表面活性原子不断溶解.微动后极化曲线的阳极 微动过程中 -0.75 1.559×10-5 区再次出现钝化区，且能观察到三个钝化区间.文献 微动结束后 -0.77 8.433×10-6 ⑧8]指出钝化区间的电流主要与三个因素有关：膜的 形成、腐蚀/溶解和动电位放电.在动电位测试过程中 2.3摩擦系数 电容放电很小，可以忽略不计.当极化区间为-480~ 图3为两种介质中不同参数下的稳态摩擦系数， -280mV时，出现第一个钝化区间，这是因为合金整 图4为法向载荷为80N时两种介质中摩擦系数变化 个表面形成了一层电阻高、耐腐蚀性强的表面膜.随 曲线.稳态摩擦系数受载荷影响的变化规律相同，即 着极化电位的增大，表面膜钝态被破坏，曲线以更大的 摩擦系数随载荷增加而增加.在相同载荷下，氯化钠 极化斜率向微动过程中的极化曲线靠近，在128~359 溶液中的摩擦系数明显比纯水中的低. mV的电位范围内出现第二个钝化区间，说明当极化 0.25 一一纯水 电位增大到一定值时，磨痕表面的磨屑和腐蚀产物会 一·一氯化钠溶液 0.20 逐渐溶解，活性原子露出，并在更高的电位区间发生钝 化，但由于磨痕表面粗糙，此钝化区间的曲线有明显波 0.15 动.当电位继续增加，极化曲线很快又出现了第三次 钝化的现象，这与电位增加导致钝化膜结构和半导体 警0.10 特性发生转变有关四 0.05 0 20 50 80 载荷 微动中 图3稳态摩擦系数与载荷的关系 Fig.3 Relationship between steady friction coefficient and load 微动后 025 纯水 微动前 氯化钠溶液 1.0 -0.5 0 0.5 1.0 0.1 ENV 图2氯化钠溶液中NC30Fe合金的Tafe极化曲线(F.=80N,D 0.10 =100m) Fig.2 Tafel polarization curve of NC30Fe alloyin the sodiumchloride 0.5 solution(F =80N,D=100 jm) 表2为由极化曲线得到的腐蚀电位和通过外推 5000 10000 15000 20000 循环次数 法0得到的腐蚀电流结果.微动前腐蚀电位为￡= 图4摩擦系数与循环次数关系(D=100um,F。=80N) -0.32V,微动过程中为Em=-0.75V,进一步说明 Fig.4 Relationship between friction coefficient and number of cycles 微动使NC30Fe合金腐蚀倾向增大；微动过程中腐蚀 (D=100μm,F.=80N)工程科学学报，第 37 卷，第 10 期 ( 20、50 和 80 N) 下，随载荷增大，磨损进一步增加电位 负移的倾向． 2. 2 极化曲线 图 2 为 NC30Fe 合金在氯化钠溶液中，在法向载 荷 Fn = 80 N、位移幅值 D = 100 μm 条件下，微动实验 前、微 动 实 验 过 程 中 ( 10000 次 附 近) 和 微 动 停 止 ( 20000 次) 0. 5 h 后( 开路电位值稳定时) 测得的极化 曲线． 对比微动前和微动过程中的极化曲线可以发 现，微动使体系的极化曲线整体向左上方移动． 微动 对阴极极化曲线影响较小，其形状无明显变化，仅阴极 极化率略有增大; 微动对阳极极化曲线影响较大，钝化 区间消失，说明钝化膜已经遭到破坏并保持非钝化状 态，表面活性原子不断溶解． 微动后极化曲线的阳极 区再次出现钝化区，且能观察到三个钝化区间． 文献 ［8］指出钝化区间的电流主要与三个因素有关: 膜的 形成、腐蚀/溶解和动电位放电． 在动电位测试过程中 电容放电很小，可以忽略不计． 当极化区间为 － 480 ～ － 280 mV 时，出现第一个钝化区间，这是因为合金整 个表面形成了一层电阻高、耐腐蚀性强的表面膜． 随 着极化电位的增大，表面膜钝态被破坏，曲线以更大的 极化斜率向微动过程中的极化曲线靠近，在 128 ～ 359 mV 的电位范围内出现第二个钝化区间，说明当极化 电位增大到一定值时，磨痕表面的磨屑和腐蚀产物会 逐渐溶解，活性原子露出，并在更高的电位区间发生钝 化，但由于磨痕表面粗糙，此钝化区间的曲线有明显波 动． 当电位继续增加，极化曲线很快又出现了第三次 钝化的现象，这与电位增加导致钝化膜结构和半导体 特性发生转变有关［9］． 图2 氯化钠溶液中 NC30Fe 合金的 Tafel 极化曲线( Fn = 80N，D = 100 μm) Fig． 2 Tafel polarization curve of NC30Fe alloyin the sodiumchloride solution( Fn = 80 N，D = 100 μm) 表 2 为由极化曲线得到的腐蚀电位和通过外推 法［10］得到的腐蚀电流结果． 微动前腐蚀电位为 Ecorr = － 0. 32 V，微动过程中为 Ecorr = － 0. 75 V，进一步说明 微动使 NC30Fe 合金腐蚀倾向增大; 微动过程中腐蚀 电流 icorr值增大了一个数量级，表明微动使 NC30Fe 合 金表面钝化膜被破坏，暴露出活性表面，加速合金表面 原子的离子化溶解，从而加速 NC30Fe 合金腐蚀． 微动 后腐蚀电位继续下降，为 Ecorr = － 0. 77 V，而腐蚀电流 却减小，说明钝化膜在微动后发生修复，腐蚀速度降 低，但仍然大于微动前的腐蚀速度． 表 2 在氯化钠溶液中 NC30Fe 合金的极化结果 Table 2 Tafel polarization result of NC30Fe in the sodiumchloride solu￾tion 状态 腐蚀电位，Ecorr /V 腐蚀电流，icorr / ( A·cm － 2 ) 微动开始前 － 0. 32 1. 810 × 10 － 6 微动过程中 － 0. 75 1. 559 × 10 － 5 微动结束后 － 0. 77 8. 433 × 10 － 6 2. 3 摩擦系数 图 3 为两种介质中不同参数下的稳态摩擦系数， 图 4 为法向载荷为 80 N 时两种介质中摩擦系数变化 曲线． 稳态摩擦系数受载荷影响的变化规律相同，即 摩擦系数随载荷增加而增加． 在相同载荷下，氯化钠 溶液中的摩擦系数明显比纯水中的低． 图 3 稳态摩擦系数与载荷的关系 Fig． 3 Ｒelationship between steady friction coefficient and load 图 4 摩擦系数与循环次数关系( D = 100 μm，Fn = 80 N) Fig． 4 Ｒelationship between friction coefficient and number of cycles ( D = 100 μm，Fn = 80 N) ·1346·