Vol.17 No.6 乔利杰等：氢对铜电化学厅为和NO.溶液应力腐蚀的影响 ·573. 降温至150℃后保持氢分压1MPa,自然降至室温，取出后在液氮中保存.未充氢试样在350 ℃空气中保温72h后空冷，试验前测量充氢和未充氢试样的氢浓度分别为64×10%和 2×104%;两者的组织结构和晶粒尺寸相同.实验前，所有试样均用800水砂纸打磨，酒精脱 油后凉干， 研究氢对极化曲线的影响在Imol/NaNO,和Imol/NH,OH溶液中进行.利用电化学氢 渗透装置9研究了氢对自然腐蚀电位的影响.用慢应变速率拉伸研究氢对纯铜在1mol1 aNO2水溶液中应力腐蚀的影响，应变速率为10-5~10s. 2结果与讨论 2.1氢对纯铜电化学行为的影响 1000r (1)氢对极化曲线的影响 a未充氢 600 在imolNaNO,和ImolANHOH溶液中三 b充氢 对比测量了纯铜充氢和不充氢试样的极化曲运 200 线，图1为1 mol/INH,.OH溶液中的极化曲线. 0 从图1中可以看出，纯铜在该溶液中没有明显 -200 的钝化现象，但充氢与不充氢试样的阳极极化 -600 曲线有明显的不同，未充氢试样的极化曲线 -6.5 -5.5 -4.5 -3.5 lg(I/A·can) (图1a)在240mV处有一电流突变，这表明试 样表面有一层不很致密的腐蚀产物，对纯铜的 腐蚀有一定的阻碍作用，这层腐蚀产物在高电围1氢对Cu在1mN,OH溶液中极化曲线的影响 位时被击穿脱附，使得阳极溶解电流突然增大，充氢试样的极化曲线则没有电流突变现象，如 图1中曲线b所示，这表明充氢试样在阳极极化时，表面生成的腐蚀产物很疏松，对铜的保护 作用很小.比较充氢与不充氢试样可知，60×10-4%的氢使铜的阳极溶解速度增大近1个数量 级.在达到破裂电位以后，未充氢试样的溶解速度却比充氢试样的高，这可能是充氢试样表面 有一层疏松的腐蚀产物，对电化学反应的物质输送过程有阻碍作用，使得反应速度降低，由于 疏松的腐蚀产物对电化学反应的电学过程并无阻碍作用，所以在该腐蚀产物的两侧形不成电 压，不会发生腐蚀产物被击穿而脱落的现象，也就没有电流的突变发生.未充氢试样到达击穿 电位后，因腐蚀产物的突然脱附而露出较新鲜的铜表面，使得溶解电流反而会比充氢试样 大.氢对纯铜在NNO,溶液中极化曲线的影响与在NHOH有相同的规律，即充氢后电流突 变现象消失，溶解电流增大. 纯铜充氢对极化曲线的影响与奥氏体不锈钢有很大不同.由于奥氏体不锈钢表面可以生 成较致密的保护膜，有明显的钝化区和活化区，氢只在保护膜不稳定的活化区和过钝化区对 阳极溶解速度有影响，而在钝化区则没有影响.纯铜在NH,OH和NaNO2溶液中没有致密的 保护膜，在很大电位范围内，氢能明显促进阳极溶解速度， (2)氢对腐蚀电位的影响 气相充氢后，纯铜的腐蚀电位明显降低.在NaNO,溶液中充氢后的腐蚀电位为-179mV,未V 6 1 . 17 N 0 . 6 乔利 杰 等 : 氢对铜 电 化学 行 为 和 N a N O 、 溶 液 应 力腐蚀的 影 响 降温至 150 ℃ 后 保持 氢分压 IM P a , 自然 降至 室 温 , 取 出后在 液 氮 中保 存 . 未 充 氢 试样 在 3 50 ℃ 空 气 中保 温 72 h 后 空 冷 . 试 验 前 测量 充 氢 和 未 充 氢 试 样 的 氢 浓 度 分 别 为 斜 x 1o 一 4% 和 2 x l『 4% ; 两者 的组 织结构 和 晶粒 尺寸相 同 . 实 验前 , 所有 试样均 用 8 0 # 水 砂 纸打 磨 , 酒精 脱 油后 凉干 . 研究 氢 对极 化 曲线 的影 响在 l mo l八Na N O : 和 l mo l八 N H 月 O H 溶 液 中进 行 . 利 用 电化 学氢 渗 透 装 置 四研 究 了 氢对 自然 腐蚀 电位 的 影 响 . 用 慢 应 变 速 率 拉 伸 研 究 氢 对 纯 铜 在 l mo l八 Na N O : 水溶 液 中应力腐蚀 的影 响 , 应变 速率为 or 一 ’ 一 10 ’ 7 .s/ 026 2 . 1 结果 与讨论 氢对纯 铜 电化 学行 为的影 响 ( l) 氢对极 化 曲线 的影 响 在 I lon l八N a N O Z 和 l mo l八N H 习 H 溶 液 中赶 已 对 比 测量 了 纯 铜 充 氢 和不 充 氢试 样 的 极 化 曲石 线 , 图 1 为 l mo l八N H习 H 溶液 中的极 化 曲线 . 奋 从图 l 中可 以 看 出 , 纯 铜在 该 溶液 中没有 明显 的钝化 现象 , 但充 氢 与不充 氢 试样 的 阳极 极 化 曲线 有 明显 的 不 同 . 未 充 氢 试 样 的 极 化 曲 线 ( 图 al ) 在 2 4伽m V 处 有 一 电流 突 变 , 这 表 明 试 样 表面有 一层 不很 致密 的腐 蚀产 物 , 对 纯 铜 的 0 一 2 0 0 一 6 0 0 } a 未 充 氢 b 充 氢 l es es es es 一~ ~ ~ ~ ~ ~ , . . . . 】 } 一 . 一 6 . 5 一 5 . 5 寒 19 (l/ A 一 4 . 5 a n 一 ’ ) 一 3 . 5 腐 蚀有 一定 的阻碍作 用 , 这层 腐 蚀产 物 在 高 电 图 1 氢对 C “ 在 俪刀N H `o H 溶液中极化 曲线的影响 位 时被 击穿脱 附 , 使 得 阳极溶解 电流突然增 大 . 充氢试样 的极 化 曲线则没 有 电流 突 变 现象 , 如 图 1 中 曲线 b 所示 . 这表 明充氢试样在 阳极极 化时 , 表面 生成 的腐蚀 产物 很 疏 松 , 对 铜 的保 护 作用 很小 . 比较 充氢 与不充氢试样 可知 , 60 x 1o 一 4% 的氢使铜 的 阳极 溶解 速度增 大近 1 个 数量 级 . 在 达到 破裂 电位 以 后 , 未充 氢试样 的溶解 速度却 比充 氢试样 的高 , 这 可 能是 充 氢 试样 表 面 有一层 疏松 的腐蚀 产物 , 对 电化学反 应 的物 质输送过 程有 阻碍作 用 , 使得 反 应 速度 降 低 . 由于 疏 松 的腐蚀 产物 对电化学反 应的 电学 过程并 无阻碍作 用 , 所 以在 该腐蚀 产 物 的 两 侧形 不成 电 压 , 不会发 生腐蚀 产物被 击穿而脱落 的现象 , 也就没 有 电流的 突变发 生 . 未 充 氢 试样 到 达击 穿 电位 后 , 因 腐蚀 产 物 的 突然 脱 附而 露 出较新 鲜 的 铜 表 面 , 使 得 溶解 电流 反 而 会 比充 氢 试 样 大 . 氢 对纯 铜在 aN N O : 溶 液 中极化 曲线 的影 响 与在 N H 习H 有 相 同的规律 , 即 充 氢 后 电流 突 变 现象 消失 , 溶解 电流 增大 . 纯铜充 氢对极 化 曲线 的影 响与奥 氏体不锈钢有 很大 不 同 . 由于 奥 氏 体 不锈 钢 表 面 可 以 生 成较 致密 的保 护膜 , 有 明显 的钝 化区 和 活化 区 , 氢 只 在 保 护膜 不稳 定 的 活 化 区 和 过钝 化 区 对 阳 极溶解 速度有 影 响 , 而在 钝化 区 则没有 影 响 . 纯 铜 在 N H刀H 和 aN N O : 溶 液 中没有 致密 的 保 护膜 , 在 很大 电位 范围 内 , 氢能 明 显促 进 阳极 溶解速度 . ( 2) 氢 对腐蚀 电位 的影 响 气 相充 氢后 , 纯铜 的腐蚀 电位 明显 降低 . 在 aN N O Z溶 液 中充氢后的腐蚀 电位为一 179 m v , 未