·404· 工程科学学报，第39卷，第3期 0回 80 -Cr C Fe 80 70 一0 ò 一0 这60 60 50 40 30%% 30 内层氧化膜 内层氧化膜 20 外层氧化膜 20 外层氧化膜 Mi人A'▲士▲ o地大1 0 5001000150020002500300035004000 0 5001000150020002500300035004000 溅射时间 溅射时间s 90( 80 -Cr 70 Ni 60 40 外层 内层氧化膜 氧化膜 10 5001000150020002500300035004000 溅射时间s 图6304SS在不同氯离子质量浓度的模拟一回路水环境中动电位极化后的氧化膜中主要元素随溅射深度的变化.(a)0gL1:(b) 100gL-:(c)200μgL-1 Fig.6 Depth profiles of main elements in the oxide film of 304 stainless steel after polarization in simulated primary water with different chloride mass concentrations:(a)OugL (b)100ugL;(c)200ugL 层氧化膜越稳定，二次钝化效应越佳，钝化电流密度 0.2 —一溶解氧浓度0g·L 越低 溶解氧浓度20g·L~ 溶解氧浓度40μg·L 2.2溶解氧的影响 0 溶解氧浓度100gL- 图7为304SS在300℃的模拟PWR一回路水溶 溶解氧浓度1000gL- 液随溶解氧浓度变化的动电位极化曲线.由图可知， 3HS -0.2 随着溶解氧浓度的升高，其腐蚀电位E逐渐增加，自 04 腐蚀电流密度I和钝化电流密度I均呈降低趋势， 钝化区缩小.动电位扫描时，304S$在高温高压水环境 -0.6 中的阳极反应主要如下，-2： 2Cr+60H°-→Cr203+3H20+6eˉ， (5) -0.8 101 10 Fe+20H-→fe(0H)2+2e°， (6) μA·cm 3Fe(0H),+20H-→Fe,0.+4H,0+2e,(7) 图7304SS在不同溶解氧的模拟一回路水溶液中的极化曲线 2fe0.+H203Fe,03+2H*+2e”, (8) Fig.7 Potentiodynamic curves for 304 stainless steel in simulated Ni+20H-→Ni(0H)2+2e, (9) primary water with different dissolved oxygen Ni(OH),→Ni0+H,0. (10) 随着溶解氧浓度的增加，自腐蚀电位逐渐增加，进入水 阴极反应为： 的稳定区，此时阴极反应由O,还原主导.从Poubaix 2H,0+2e”→20H°+H2, (11) 图0-四和热力学角度分析，以304SS的极化曲线为例 02+2H,0+4eˉ-40H. (12) 做图8.其中，曲线a为理论的阳极极化曲线，曲线b 根据完全除氧时，阴极极化主要为水的还原反应， (x=1~5)为溶解氧0、20、40、100和1000μgL时的 电极自腐蚀电位E必然在水的转变电位Emo之下， 阴极极化曲线，E(x=1~5)为腐蚀电位.由方程式工程科学学报，第 39 卷，第 3 期 图 6 304SS 在不同氯离子质量浓度的模拟一回路水环境中动电位极化后的氧化膜中主要元素随溅射深度的变化 . ( a) 0 μg·L － 1 ; ( b) 100 μg·L － 1 ; ( c) 200 μg·L － 1 Fig． 6 Depth profiles of main elements in the oxide film of 304 stainless steel after polarization in simulated primary water with different chloride mass concentrations: ( a) 0 μg·L － 1 ; ( b) 100 μg·L － 1 ; ( c) 200 μg·L － 1 层氧化膜越稳定，二次钝化效应越佳，钝化电流密度 越低． 2. 2 溶解氧的影响 图 7 为 304SS 在 300 ℃ 的模拟 PWＲ 一回路水溶 液随溶解氧浓度变化的动电位极化曲线． 由图可知， 随着溶解氧浓度的升高，其腐蚀电位 Ecorr逐渐增加，自 腐蚀电流密度 Icorr和钝化电流密度 Ipass均呈降低趋势， 钝化区缩小． 动电位扫描时，304SS 在高温高压水环境 中的阳极反应主要如下［13，20--21］: 2Cr + 6OH → － Cr2O3 + 3H2O + 6e － ， ( 5) Fe + 2OH → － Fe( OH) 2 + 2e － ， ( 6) 3Fe( OH) 2 + 2OH → － Fe3O4 + 4H2O + 2e － ，( 7) 2Fe3O4 + H2O 3Fe → 2O3 + 2H + + 2e － ， ( 8) Ni + 2OH →－ Ni( OH) 2 + 2e － ， ( 9) Ni( OH) 2→NiO + H2O. ( 10) 阴极反应为: 2H2O + 2e → － 2OH － + H2， ( 11) O2 + 2H2O + 4e →－ 4OH － . ( 12) 根据完全除氧时，阴极极化主要为水的还原反应， 电极自腐蚀电位 Ecorr必然在水的转变电位 EH2 /H2O之下， 图 7 304SS 在不同溶解氧的模拟一回路水溶液中的极化曲线 Fig． 7 Potentiodynamic curves for 304 stainless steel in simulated primary water with different dissolved oxygen 随着溶解氧浓度的增加，自腐蚀电位逐渐增加，进入水 的稳定区，此时阴极反应由 O2 还原主导． 从 Poubaix 图［10--12］和热力学角度分析，以 304SS 的极化曲线为例 做图 8． 其中，曲线 a 为理论的阳极极化曲线，曲线 bx ( x = 1 ～ 5) 为溶解氧 0、20、40、100 和 1000 μg·L － 1时的 阴极极化曲线，Ecorrx ( x = 1 ～ 5) 为腐蚀电位． 由方程式 · 404 ·