404 工程科学学报，第43卷，第3期 (a) (b)Cr(OH) Cr,O M 01s Cr(met) Fe 2P Cr 2p 会 Bare sample Bare CrO. ssivation Prepassivation sample 1000 800 600 400 200 584582580578576574572570568 Binding energy/eV Binding energy/eV (c) FeOOH、FeO3FeO 一Fe(met) (d) OH Bare sample Fe:O H,0 02 Bare sample Prepassivation sample Prepassivation sample 718716714712710708706704702 536534532530528526524 Binding energy/eV Binding energy/eV 140(e) 8级CrO, FeooH ☒FeO3 120 ☑Cr03 Fe.0 Cr(met) 100 80 40 20 0 Bare Passived Bare Passived Samples 图4北京大气暴晒5a后PH13-8Mo不锈钢表面的X射线光电子能谱图.(a)全谱：(b)Cr2p32:(c)Fe2p32:(d)01s:(e)表面膜层中原子数分数 Fig.4 XPS spectra of the surface of PH13-8Mo stainless steel after five-year exposure in Beijing:(a)survey spectrum,(b)Cr2p3/(c)Fe2p3/2:(d)O 1s;(e)atomic fraction in the surface 表4PH13-8Mo不锈钢暴晒后膜层主要化学成分的结合能 蚀的耐蚀性2而由图4(e)知，表面经预钝化处理 Table 4 Binding energies of the primary compounds of the PH13-8Mo 后膜层中Cr的氧化物含量显著提高，Cr(OH)3的 stainless steel Cr原子数仅占总Cr原子数的25%，远低于未经钝 Element Peak Species:binding energy 化处理的试样的比例(47%)，因此可知，预钝化处 Cr(met):574.7 eV;Cr2O::576.8 eV;Cr(OH): 2pi2 理可以降低钝化膜中氢氧化物的比例，进而在一 577.4eV,Cr03:578.9eV 定程度上提高不锈钢的耐蚀性 吧 2Py2 Fe(met):706.74eV:FeOOH:711.8eV:Fe:O4: 708.1eV,Fez03:710.4eV;Fe0:709.6eV 如图4(c)所示，无论是否经钝化处理，经5a 0 Is O:530.2eV,OH:531.5eV;H20:532.8eV 暴晒后表面的腐蚀产物层中Fe元素有4种氧化 Cr*成分组成，包括其氧化态(CrO3576.8eV)和氢 态，即Fe0(709.6eV)、FeO4(708.1eV)、FezO3 (710.4eV)以及FeOOH(711.8eV).因此可知，在 氧化态(Cr(OH3577.4eV)形式，而经硝酸预钝化 处理后，表面可检测出Cr的氧化物(CrO3578.9eV), 北京半乡村大气中，表面Fe发生溶解，即2： 可能是由于在预钝化过程中造成的研究表明， Fe-2e-→Fe2+ (2) 在钝化膜中氢氧化物的存在会降低不锈钢局部腐 Fe2++20H→Fe(OH2 (3)Cr3+成分组成，包括其氧化态（Cr2O3 576.8 eV）和氢 氧化态（Cr(OH)3 577.4 eV）形式，而经硝酸预钝化 处理后，表面可检测出 Cr6+的氧化物（CrO3 578.9 eV）， 可能是由于在预钝化过程中造成的[19] . 研究表明， 在钝化膜中氢氧化物的存在会降低不锈钢局部腐 蚀的耐蚀性[20] ，而由图 4（e）知，表面经预钝化处理 后膜层中 Cr 的氧化物含量显著提高，Cr(OH)3 的 Cr 原子数仅占总 Cr 原子数的 25%，远低于未经钝 化处理的试样的比例（47%），因此可知，预钝化处 理可以降低钝化膜中氢氧化物的比例，进而在一 定程度上提高不锈钢的耐蚀性. 如图 4（c）所示，无论是否经钝化处理，经 5 a 暴晒后表面的腐蚀产物层中 Fe 元素有 4 种氧化 态 ， 即 FeO（ 709.6  eV） 、 Fe3O4（ 708.1  eV） 、 Fe2O3 （710.4 eV）以及 FeOOH（711.8 eV）. 因此可知，在 北京半乡村大气中，表面 Fe 发生溶解，即[21] ： Fe−2e− → Fe2+ （2） Fe2+ +2OH− → Fe(OH)2 （3） 表 4    PH13-8Mo 不锈钢暴晒后膜层主要化学成分的结合能 Table 4    Binding energies of the primary compounds of the PH13-8Mo stainless steel Element Peak Species: binding energy Cr 2p3/2 Cr(met): 574.7 eV; Cr2O3 :576.8 eV; Cr(OH)3 : 577.4 eV; CrO3 :578.9 eV Fe 2p3/2 Fe(met): 706.74 eV; FeOOH:711.8 eV; Fe3O4 : 708.1 eV; Fe2O3 :710.4 eV; FeO:709.6 eV O 1s O 2−: 530.2 eV; OH− :531.5 eV; H2O: 532.8 eV 1000 800 600 400 200 0 Cr 2p Fe 2p O 1s Intensity Binding energy/eV Bare Prepassivation (a) C 1s 584 582 580 578 576 574 572 570 568 Prepassivation sample Cr(OH)3 Cr2O3 Cr(met) Bare sample Intensity Binding energy/eV (b) CrO3 718 716 714 712 710 708 706 704 702 Bare sample FeOOH Fe2O3 FeO Fe(met) Fe3O4 Prepassivation sample Intensity Binding energy/eV (c) 536 534 532 530 528 526 524 Bare sample O2− OH− H2O Prepassivation sample Intensity Binding energy/eV (d) 0 20 40 60 80 100 120 140 Samples Passived Bare Passived Atomic fraction/ % Bare CrO3 Cr(OH)3 Cr2O3 Cr(met) (e) FeOOH Fe2O3 FeO Fe3O4 Fe(met) 图 4    北京大气暴晒 5 a 后 PH13-8Mo 不锈钢表面的 X 射线光电子能谱图. （a）全谱；（b）Cr 2p3/2；（c）Fe 2p3/2；（d）O 1s；（e）表面膜层中原子数分数 Fig.4    XPS spectra of the surface of PH13-8Mo stainless steel after five-year exposure in Beijing: (a) survey spectrum; (b) Cr 2p3/2; (c) Fe 2p3/2; (d) O 1s; (e) atomic fraction in the surface · 404 · 工程科学学报，第 43 卷，第 3 期