不銹鋼表面Pd系合金薄膜制備及其在不同環境中的應用

　　論文摘要：不銹鋼是工業、科技、國防等領域應用最廣泛的材料之一。但不銹鋼在非氧化性環境例如高溫稀酸介質以及含有侵蝕性離子的介質中，由于表面的鈍化膜不穩定，不能有效地保護基體，腐蝕速率顯著升高。本文研究了利用電沉積方法在不銹鋼表面制備鈀系合金薄膜的技術，通過表面鍍鈀層促進不銹鋼的鈍化，提高不銹鋼在非氧化性介質中的耐蝕性。在304、316L不銹鋼表面用電刷鍍方法制備了結構致密、附著力良好的Pd膜，膜層厚度約2-3微米，在沸騰20% H2SO4溶液中可使不銹鋼的腐蝕速率降低3個數量級以上。研發了Pd-Cu合金膜，膜層中銅的含量可以在3-6%之間調整，隨Cu%提高鍍膜的硬度提高，在含有400mg/L的Br-離子并加有625r/min攪拌的沸騰醋酸-甲酸混合介質中，Pd-Cu合金膜顯示了優異的耐蝕性。利用脈沖鍍制備了Cr-Pd合金鍍層，其中Pd含量可以在10-90%之間控制，含10%Pd的Cr-Pd合金鍍層在沸騰硫酸中即顯示出優異耐蝕性。在模擬質子交換電池工作環境（80℃ 0.5 mol L-1 H2SO4 + 2 ppm F- 溶液）中，316L不銹鋼表面鍍Pd或者Cr-Pd膜層都顯著提高不銹鋼的耐蝕性，腐蝕速率降低約三個數量級，同時表面接觸電阻大幅度降低。研究制備了不銹鋼表面電沉積Pd-Co膜，膜層中Co的含量在20 at.%到60 at.%范圍內可控，膜層硬度最高可達700HV左右，在含100 g/L SiO2的80℃，20 wt.% H2SO4溶液、含0.005 M Br-且有攪拌的沸騰甲乙混酸溶液和含有固態漿料的模擬PTA等環境中，Pd-Co膜層都顯示了優異的耐沖刷腐蝕性能。此外，在不銹鋼表面還制備了Pd-Ni-Mo合金膜，在NaOH溶液中Pd-Ni-Mo合金膜顯示了優異的析氫反應活性及良好的耐蝕性，來源于合金化表面對析氫反應的高活性以及實際表面面積增大。利用此項技術可以顯著提高不銹鋼在特定環境中的耐蝕性，同時研究了能夠對在用不銹鋼設備實施大面積電刷鍍鈀系合金薄膜的技術，工程試驗結果表明能夠有效延長不銹鋼在特定高溫、強還原性腐蝕介質中的服役性能。

       時間：12月5日下午

　　報告人：左禹      北京化工大學

　　個人簡介

　　現任北京化工大學教授，博士生導師，現任中國腐蝕與防護學會監事長、國際腐蝕理事會（ICC）理事、教育部科技委委員暨材料學部委員、金屬腐蝕與防護國家重點實驗室學術委員會委員兼客座研究員等學術職務。

　　主要研究方向為金屬局部腐蝕機理、電化學測試及表面保護技術；負責完成了國家自然科學基金、支撐計劃、國防基礎及配套等各類科研項目50余項，在國內外核心學術期刊上。發表論文330余篇，獲國家科技進步二等獎1項，部級科技進步獎5項。

左禹先生
 

責任編輯：王元

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