·886· 工程科学学报，第39卷，第6期 后，3种不锈钢发生了自钝化现象，不锈钢在含氟离子 离子以后，自腐蚀电位升高而自腐蚀电流密度降低，氟 的高温浓硫酸中的阳极极化电流比不加入氟离子的浓 离子对3种不锈钢在高温浓硫酸中的腐蚀具有抑制作 硫酸中要低，表明其在阳极极化后的钝化膜腐蚀速度 用.未加入氟离子的高温浓硫酸中，904L自腐蚀电流 比在不含氟离子的高温浓硫酸中的低，氟离子的加入 密度最小，304次之，2507最大：加入氟离子后，2507 使不锈钢表面形成了更为致密耐蚀的钝化膜.由拟合 的自腐蚀电流密度最小，904L次之，304最大：这与浸 出的自腐蚀电流密度和自腐蚀电位数值可知，加入氟 泡实验的腐蚀速率结果相吻合 0.6 0.8m a 0.4 ■-89%H,S0, 0.6 ■89%H,S0, 0.2 ·-89%HS0,+F 0.4 -89%H,S0,+F 以 0.2 02 0 -0.4 -0.2 ●● -0.6 -0.4 -0.6 -0.8 -0.8 -1.0 -1.0 4 -3 5 gA·cm】 gA·cm] 0.8 0.6 ■89%HS0 0.4 -·-89%H,S0,+F 0.2 0 -02 0.4 -0.6 -0.8 7 -6 4 -2 lA·cm] 图5不锈钢在高温腐蚀介质中的动电位极化曲线.(a)304:(b)2507:(c)904L Fig.5 Potentiodynamic polarization curves of stainless steels in high-temperature corrosion media:(a)304;(b)2507:(c)904L 表5Taf拟合得到的电化学参数 Table 5 Electrochemical parameters obtained by fitting Tafel curves 904L 2507 304 参数 H2S04 H2S04+F- H2S04 H2S04+F- H2S04 H2S04+F- Ecn /mV -0.423 -0.399 -0.683 -0.410 -0.765 -0.498 1m/(mA·cm-2) 0.131 0.119 5.411 0.086 4.533 0.574 图6为实验用不锈钢在120℃，质量分数89% 相位角元件.CPE阻抗的公式为Z=1/Y。(Gja),式 H,S0,溶液以及120℃，89%H,S0,+6%NaF混合液中 中Y。为导纳，o为角频率，n为弥散系数.当n=0时， 的电化学阻抗谱.3种不锈钢在不含氟离子的高温浓 Z=1/Y。显电阻性：当n=1时，Z=Y。(jo)显电容 硫酸中表现出相似的特征，在高频区为单一的容抗弧， 性：当n=-1时，Z=Yjo显电感性：当n=0.5时， 而中低频阻抗发生了回扫，产生了负阻抗，负阻抗的产 即为Warburg阻抗特征. 生与不锈钢表面发生了活化转纯钝化过程有关，而当 通过Zview软件拟合得到的结果如表6和表7 氟离子掺入后，电化学阻抗谱曲线成为了典型的具有 所示，CPE-T和CPE-P分别为公式Z=1Y。(ja)m 阻挡层扩散的阻抗谱圆 中Y。和-n,即导纳和弥散系数，904L在不含氟离子 等效电路模型如图7所示.其中R为溶液电阻， 的高温浓硫酸中电荷转移电阻R2为358.92304为 R2为电荷转移电阻，R,为极化电阻.CPE为等效的常 151.20而2507仅为62.62通过对比R2值的大小工程科学学报，第 39 卷，第 6 期 后，3 种不锈钢发生了自钝化现象，不锈钢在含氟离子 的高温浓硫酸中的阳极极化电流比不加入氟离子的浓 硫酸中要低，表明其在阳极极化后的钝化膜腐蚀速度 比在不含氟离子的高温浓硫酸中的低，氟离子的加入 使不锈钢表面形成了更为致密耐蚀的钝化膜． 由拟合 出的自腐蚀电流密度和自腐蚀电位数值可知，加入氟 离子以后，自腐蚀电位升高而自腐蚀电流密度降低，氟 离子对 3 种不锈钢在高温浓硫酸中的腐蚀具有抑制作 用． 未加入氟离子的高温浓硫酸中，904L 自腐蚀电流 密度最小，304 次之，2507 最大; 加入氟离子后，2507 的自腐蚀电流密度最小，904L 次之，304 最大; 这与浸 泡实验的腐蚀速率结果相吻合． 图 5 不锈钢在高温腐蚀介质中的动电位极化曲线 . ( a) 304; ( b) 2507; ( c) 904L Fig． 5 Potentiodynamic polarization curves of stainless steels in high-temperature corrosion media: ( a) 304; ( b) 2507; ( c) 904L 表 5 Tafel 拟合得到的电化学参数 Table 5 Electrochemical parameters obtained by fitting Tafel curves 参数 904L 2507 304 H2 SO4 H2 SO4 + F － H2 SO4 H2 SO4 + F － H2 SO4 H2 SO4 + F － Ecorr /mV － 0. 423 － 0. 399 － 0. 683 － 0. 410 － 0. 765 － 0. 498 Icorr /( mA·cm － 2 ) 0. 131 0. 119 5. 411 0. 086 4. 533 0. 574 图 6 为实验用不锈钢在 120 ℃，质量分数 89% H2 SO4溶液以及 120 ℃，89% H2 SO4 + 6% NaF 混合液中 的电化学阻抗谱． 3 种不锈钢在不含氟离子的高温浓 硫酸中表现出相似的特征，在高频区为单一的容抗弧， 而中低频阻抗发生了回扫，产生了负阻抗，负阻抗的产 生与不锈钢表面发生了活化转钝化过程有关［6］，而当 氟离子掺入后，电化学阻抗谱曲线成为了典型的具有 阻挡层扩散的阻抗谱［8］． 等效电路模型如图 7 所示． 其中 Ｒ1为溶液电阻， Ｒ2为电荷转移电阻，Ｒ3 为极化电阻． CPE 为等效的常 相位角元件． CPE 阻抗的公式为 Z = 1 / Y0 ( jω) － n ，式 中 Y0为导纳，ω 为角频率，n 为弥散系数． 当 n = 0 时， Z = 1 / Y0显电阻性; 当 n = 1 时，Z = Y － 1 0 ( jω) － 1 显电容 性; 当 n = － 1 时，Z = Y － 1 0 jω 显电感性; 当 n = 0. 5 时， 即为 Warburg 阻抗特征． 通过 Zview 软件拟合得到的结果如表 6 和 表 7 所示，CPE--T 和 CPE--P 分别为公式 Z = 1 / Y0 ( jω) － n 中 Y0和 － n，即导纳和弥散系数，904L 在不含氟离子 的高温浓硫酸中电荷转移电阻 Ｒ2为 358. 9 "，304 为 151. 2 "，而 2507 仅为 62. 6 "，通过对比 Ｒ2 值的大小 · 688 ·