Zikomo pochezera Nature.com.Mukugwiritsa ntchito msakatuli wokhala ndi chithandizo chochepa cha CSS.Kuti mudziwe zambiri, tikupangira kuti mugwiritse ntchito msakatuli wosinthidwa (kapena kuletsa Compatibility Mode mu Internet Explorer).Kuphatikiza apo, kuti tiwonetsetse chithandizo chopitilira, tikuwonetsa tsambalo popanda masitayilo ndi JavaScript.
Imawonetsa carousel ya masilayidi atatu nthawi imodzi.Gwiritsani ntchito mabatani Akale ndi Otsatira kuti mudutse ma slide atatu nthawi imodzi, kapena gwiritsani ntchito mabatani otsetsereka kumapeto kuti mudutse ma slide atatu nthawi imodzi.
Duplex 2205 chitsulo chosapanga dzimbiri (DSS) chimakhala ndi kukana bwino kwa dzimbiri chifukwa cha kapangidwe kake kawiri, koma kuchulukirachulukira kwa CO2 komwe kumakhala ndi mafuta ndi gasi komwe kumakhala ndi dzimbiri kumabweretsa dzimbiri mosiyanasiyana, makamaka pitting, zomwe zimawopseza kwambiri chitetezo ndi kudalirika kwamafuta ndi chilengedwe. ntchito gasi.chitukuko cha gasi.Pantchitoyi, mayeso omiza ndi kuyesa kwa electrochemical amagwiritsidwa ntchito kuphatikiza ndi laser confocal microscopy ndi X-ray photoelectron spectroscopy.Zotsatira zinawonetsa kuti kutentha kwapakati pa 2205 DSS kunali 66.9 ° C.Kutentha kukakhala kopitilira 66.9 ℃, kuthekera koboola m'miyendo, nthawi yocheperako komanso kuthekera kodziwononga kumachepetsedwa, kachulukidwe kakakulu kakakulu kakachulukidwe kakachulukidwe, ndipo kukhudzika kwa pitting kumawonjezeka.Ndi kuwonjezeka kwina kwa kutentha, ma radius a capacitive arc 2205 DSS amachepetsa, kukana kwapamtunda ndi kukana kusuntha kwa ndalama kumachepa pang'onopang'ono, ndipo kachulukidwe ka opereka ndi ovomerezeka onyamula mufilimuyi ndi n + p-bipolar makhalidwe nawonso. kumawonjezera, zili Cr oxides mkati wosanjikiza filimu amachepetsa, kumawonjezera zili Fe oxides mu wosanjikiza wakunja, kusungunuka kwa filimu wosanjikiza kumawonjezera, bata amachepetsa, chiwerengero cha maenje ndi pore kukula kukula.
Pankhani yachitukuko chofulumira chachuma ndi chikhalidwe cha anthu komanso kupita patsogolo kwa anthu, kufunikira kwazinthu zamafuta ndi gasi kukupitilira kukula, kukakamiza chitukuko chamafuta ndi gasi kuti chisamukire pang'onopang'ono kumadera akum'mwera chakumadzulo ndi kunyanja komwe kuli ndi mikhalidwe yovuta kwambiri komanso chilengedwe, motero magwiridwe antchito a machubu otsika amakhala ovuta kwambiri..Kuwonongeka kwa 1,2,3.Pankhani ya kufufuza kwamafuta ndi gasi, pamene kuwonjezeka kwa CO2 4 ndi kuchuluka kwa mchere ndi klorini 5, 6 mumadzimadzi opangidwa, 7 carbon steel pipe imatha kuwonongeka kwambiri, ngakhale zoletsa zowonongeka zimaponyedwa mu chingwe cha chitoliro, dzimbiri sizingathe kuponderezedwa bwino chitsulo sichingathenso kukwaniritsa zofunikira za nthawi yayitali m'madera owopsa a CO28,9,10.Ofufuzawo adatembenukira ku zitsulo zosapanga dzimbiri za duplex (DSS) zokhala ndi kukana dzimbiri bwino.2205 DSS, zomwe zili mu ferrite ndi austenite muzitsulo zili pafupifupi 50%, zimakhala ndi makina abwino kwambiri komanso kukana kwa dzimbiri, filimu yodutsa pamtunda ndi wandiweyani, imakhala yabwino kwambiri kukana dzimbiri, mtengo ndi wotsika kuposa wa alloys a fayilo 11 , 12. Choncho, 2205 DSS imagwiritsidwa ntchito ngati chotengera choponderezedwa m'malo owononga, chitsime chamafuta m'malo owononga CO2, madzi ozizira opangira makina opangira mafuta akunyanja ndi minda yamankhwala 13, 14, 15, koma 2205 DSS imathanso kukhala ndi zowononga zowononga. mu utumiki.
Pakalipano, maphunziro ambiri a CO2- ndi Cl-pitting corrosion 2205 DSS achitika m'dzikoli ndi kunja [16,17,18].Ebrahimi19 adapeza kuti kuwonjezera mchere wa potassium dichromate ku yankho la NaCl kumatha kuletsa 2205 DSS pitting, ndikuwonjezera kuchuluka kwa potassium dichromate kumawonjezera kutentha kofunikira kwa 2205 DSS pitting.Komabe, kuthekera kwa pitting kwa 2205 DSS kumawonjezeka chifukwa cha kuwonjezera kwa ndende ya NaCl ku potassium dichromate ndipo kumachepa ndi kuwonjezeka kwa NaCl.Han20 ikuwonetsa kuti pa 30 mpaka 120 ° C, mawonekedwe a 2205 DSS passivating film ndi osakaniza a Cr2O3 amkati wosanjikiza, FeO akunja wosanjikiza, ndi Cr wolemera;pamene kutentha kumakwera kufika 150 ° C, filimu ya passivation imasungunuka., mawonekedwe amkati amasintha kukhala Cr2O3 ndi Cr(OH)3, ndipo wosanjikiza wakunja amasintha kukhala Fe(II,III) oxide ndi Fe(III) hydroxide.Peguet21 idapeza kuti kuyimitsidwa kwachitsulo chosapanga dzimbiri cha S2205 mu njira ya NaCl nthawi zambiri kumachitika osati pansi pa kutentha kwapakati (CPT) koma pakusintha kwa kutentha (TTI).Thiadi22 anamaliza kuti pamene ndende ya NaCl ikuwonjezeka, kukana kwa dzimbiri kwa S2205 DSS kumachepa kwambiri, ndipo pamene mphamvu yogwiritsira ntchito ikugwiritsidwa ntchito, imakhala yoipitsitsa kukana kwa dzimbiri.
M'nkhaniyi, kusanthula kwamphamvu kwamphamvu, mawonekedwe a impedance, kuthekera kosalekeza, curve ya Mott-Schottky ndi ma electron optical electron microscopy adagwiritsidwa ntchito pofufuza momwe mchere wambiri, kuchuluka kwa Cl-concentration ndi kutentha pa khalidwe la dzimbiri la 2205 DSS.ndi ma photoelectron spectroscopy, omwe amapereka maziko amalingaliro ogwiritsira ntchito bwino 2205 DSS m'malo amafuta ndi gasi okhala ndi CO2.
Zomwe zimayesedwa zimasankhidwa kuchokera kuzitsulo zothira zitsulo 2205 DSS (chitsulo kalasi 110ksi), ndipo kapangidwe kake kake kamawonetsedwa mu Gulu 1.
Kukula kwa chitsanzo cha electrochemical ndi 10 mm × 10 mm × 5 mm, kumatsukidwa ndi acetone kuchotsa mafuta ndi ethanol mtheradi ndi zouma.Kumbuyo kwa chidutswa choyesera kumagulitsidwa kuti agwirizane ndi kutalika koyenera kwa waya wamkuwa.Pambuyo kuwotcherera, gwiritsani ntchito multimeter (VC9801A) kuti muwone momwe magetsi amayendera pa chidutswa choyesera, ndiyeno musindikize malo osagwira ntchito ndi epoxy.Gwiritsani ntchito 400 #, 600 #, 800 #, 1200 #, 2000 # silicon carbide sandpaper kupukuta ntchito pamwamba pa makina opukutira ndi 0,25um kupukuta wothandizila mpaka pamwamba roughness Ra≤1.6um, ndipo potsiriza kuyeretsa ndi kuika mu thermostat .
Makina opangira ma electrochemical a Priston (P4000A) okhala ndi ma electrode atatu adagwiritsidwa ntchito.Elekitirodi ya platinamu (Pt) yokhala ndi gawo la 1 cm2 idagwiritsidwa ntchito ngati magetsi othandizira, DSS 2205 (yokhala ndi malo a 1 cm2) idagwiritsidwa ntchito ngati electrode yogwira ntchito, ndipo ma elekitirodi (Ag/AgCl) adagwiritsidwa ntchito. ntchito.Yankho lachitsanzo lomwe linagwiritsidwa ntchito poyesa linakonzedwa molingana ndi (Table 2).Asanayambe kuyesedwa, yankho la N2 loyera kwambiri (99.99%) linaperekedwa kwa 1 h, ndiyeno CO2 inaperekedwa kwa mphindi 30 kuti iwonongeke yankho., ndipo CO2 mu njira yothetsera vutoli nthawi zonse imakhala yodzaza.
Choyamba, ikani chitsanzocho mu thanki yomwe ili ndi njira yoyesera, ndikuyiyika mumadzi osambira okhazikika.Kutentha koyambirira koyambira ndi 2 ° C, ndipo kutentha kumayendetsedwa pamlingo wa 1 ° C / min, ndipo kutentha kumayendetsedwa.kutentha kwa 2-80 ° C.Celsius.Kuyesa kumayambira pa kuthekera kosalekeza (-0.6142 Vs.Ag/AgCl) ndipo curve yoyeserera ndi It curve.Malinga ndi muyezo woyeserera wa kutentha kwa pitting, ma curve a It amatha kudziwika.Kutentha komwe kachulukidwe kameneka kamakwera mpaka 100 μA/cm2 kumatchedwa kutentha kofunikira.Kutentha kwapakati pa dzenje ndi 66.9 ° C.Kutentha kwa mayeso a polarization curve ndi impedance sipekitiramu idasankhidwa kukhala 30 ° C, 45 ° C, 60 ° C ndi 75 ° C, motsatana, ndipo mayesowo adabwerezedwa katatu pansi pazitsanzo zomwezo kuti achepetse kupatuka komwe kungatheke.
Chitsanzo chachitsulo chodziwika ndi yankho chinali choyamba polarized pa cathode kuthekera (-1.3 V) kwa mphindi 5 musanayambe kuyesa potentiodynamic polarization curve kuti athetse filimu ya oxide yomwe inapangidwa pa ntchito yachitsanzo, ndiyeno pamtunda wotseguka 1 h mpaka dzimbiri voteji si kukhazikitsidwa.Mlingo wa scan wa curve yomwe ingathe kuphatikizira polarization idayikidwa ku 0.333mV / s, ndipo kuthekera kwanthawi yojambulira kunayikidwa ku -0.3 ~ 1.2V vs. OCP.Kuti muwonetsetse kuti mayesowo ndi olondola, mayeso omwewo adabwerezedwa katatu.
Pulogalamu yoyeserera ya Impedance - Versa Studio.Kuyesedwa koyamba kunachitika pamtunda wotseguka wokhazikika, matalikidwe a mphamvu yamagetsi yosokoneza adayikidwa ku 10 mV, ndipo ma frequency a kuyeza adayikidwa ku 10-2-105 Hz.data sipekitiramu pambuyo kuyezetsa.
Njira yamakono yoyesera ma curve: sankhani kuthekera kosiyanasiyana molingana ndi zotsatira za anodic polarization curve, yesani mpendero wa It pa kuthekera kosalekeza, ndipo mugwirizane ndi ma curve awiri a logarithm kuti muwerengere kutsetsereka kwa piritsi loyenerera kuti muwunike filimu.limagwirira mapangidwe passivating filimu.
Mphamvu yamagetsi yotseguka ikakhazikika, chitani mayeso a Mott-Schottky curve.Yesani jambulani osiyanasiyana 1.0 ~ -1.0V (vS.Ag/AgCl), jambulani mlingo 20mV/s, mayeso pafupipafupi kukhala 1000Hz, chisangalalo chizindikiro 5mV.
Gwiritsani ntchito mawonekedwe a X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) (ESCALAB 250Xi, UK) kuyesa sputter kuyesa kapangidwe kake ndi kapangidwe ka filimuyo pambuyo pakupanga filimu ya 2205 DSS ndikuchita muyeso wa data pachimake pogwiritsa ntchito mapulogalamu apamwamba.poyerekeza ndi nkhokwe za mawonekedwe a atomiki ndi zolemba zofananira23 ndikusinthidwa pogwiritsa ntchito C1s (284.8 eV).Maonekedwe a dzimbiri ndi kuya kwa maenje pazitsanzo zidadziwika pogwiritsa ntchito maikulosikopu ya digito yakuya kwambiri (Zeiss Smart Zoom5, Germany).
Chitsanzocho chinayesedwa pamtundu womwewo (-0.6142 V rel. Ag / AgCl) ndi njira yokhazikika yokhazikika ndipo mphuno yamakono yowonongeka inalembedwa ndi nthawi.Malinga ndi muyeso wa mayeso a CPT, kachulukidwe wapolarization pano pang'onopang'ono amawonjezeka ndi kutentha.1 ikuwonetsa kutentha kofunikira kwa 2205 DSS mu njira yofananira yomwe ili ndi 100 g/L Cl- ndi CO2 yodzaza.Zitha kuwoneka kuti pa kutentha kochepa kwa yankho, kachulukidwe kameneka sikamasintha ndi nthawi yowonjezera yoyesera.Ndipo pamene kutentha kwa yankho kumawonjezeka kufika pamtengo wina, kachulukidwe kameneka kakuwonjezeka mofulumira, kusonyeza kuti chiwerengero cha kutha kwa filimu yodutsa chikuwonjezeka ndi kuwonjezeka kwa kutentha kwa yankho.Kutentha kwa njira yolimba kumawonjezeka kuchoka pa 2 ° C kufika pa 67 ° C, kachulukidwe kamakono ka 2205DSS kumawonjezeka kufika pa 100µA/cm2, ndipo kutentha kwapakati pa 2205DSS ndi 66.9 ° C, komwe kuli pafupifupi 16.6 ° C. apamwamba kuposa 2205DSS.muyezo 3.5 wt.% NaCl (0.7 V)26.Kutentha kofunikira kwa pitting kumadalira mphamvu yomwe imagwiritsidwa ntchito panthawi yoyezera: kutsika komwe kumagwiritsidwa ntchito, kumakwera kwambiri kutentha kwakukulu kwa pitting.
Pitting kutentha kwambiri pamapindikira a 2205 duplex zitsulo zosapanga dzimbiri mu njira yofananira yokhala ndi 100 g/L Cl– ndi CO2 yodzaza.
Pa mkuyu.2 ikuwonetsa ma ac impedance ziwembu za 2205 DSS munjira zofananira zomwe zili ndi 100 g/L Cl- ndi CO2 yodzaza ndi kutentha kosiyanasiyana.Zitha kuwoneka kuti chithunzi cha Nyquist cha 2205DSS pa kutentha kosiyanasiyana chimakhala ndi maulendo apamwamba kwambiri, apakati-pakatikati ndi otsika kwambiri otsutsa-capacitance arcs, ndipo ma arcs otsutsa-capacitance si a semicircular.Ma radius a capacitive arc amawonetsa kukana kwa filimu yodutsa komanso kufunikira kwa kukana kwa kusuntha kwa mtengo panthawi ya electrode.Ambiri amavomereza kuti utali wozungulira wa capacitive arc, ndi bwino kukana dzimbiri kwa gawo lapansi lachitsulo mu solution27.Kutentha kokwanira 30 °C, utali wozungulira wa capacitive arc pa chithunzi cha Nyquist ndi mbali ya gawo pa chithunzi cha impedance modulus |Z|Bode ndiye wapamwamba kwambiri ndipo dzimbiri la 2205 DSS ndiye lotsika kwambiri.Pamene kutentha kwa yankho kumawonjezeka, |Z|Impedans modulus, arc radius ndi kuchepa kwa yankho kukana, kuwonjezera apo, mbali ya gawo imatsikanso kuchokera ku 79 Ω mpaka 58 Ω m'chigawo chapakati pafupipafupi, kuwonetsa nsonga yayikulu ndi wandiweyani wamkati komanso wosanjikiza pang'ono (porous) wakunja ndi waukulu. mawonekedwe a inhomogeneous passive film28.Chifukwa chake, kutentha kumakwera, filimu yodutsa yomwe imapangidwa pamwamba pa gawo lapansi lachitsulo imasungunuka ndi ming'alu, zomwe zimafooketsa chitetezo cha gawo lapansi ndikuwononga kukana kwa dzimbiri kwa zinthu29.
Pogwiritsa ntchito pulogalamu ya ZSimDeme kuti igwirizane ndi deta ya impedance spectrum, dera lofanana lofanana likuwonetsedwa mu Chithunzi 330, pomwe Rs ndi njira yothetsera yankho, Q1 ndi mphamvu ya filimu, Rf ndi kukana kwa filimu yomwe imapangidwa, Q2 ndi iwiri. layer capacitance, ndipo Rct ndiye kukana kutengerapo ndalama.Zotsatira za kuyika mu tebulo.3 ikuwonetsa kuti kutentha kwa njira yowonongeka kumawonjezeka, mtengo wa n1 umachepa kuchokera ku 0.841 mpaka 0.769, zomwe zimasonyeza kuwonjezeka kwa kusiyana pakati pa awiri-wosanjikiza capacitors ndi kuchepa kwa kachulukidwe.Kukana kwa kutengerapo kwa Rct kunachepa pang'onopang'ono kuchokera ku 2.958 × 1014 mpaka 2.541 × 103 Ω cm2, zomwe zimasonyeza kuchepa kwapang'onopang'ono kwa kukana kwa dzimbiri.Kukaniza yankho Rs utachepa kuchokera 2.953 kuti 2.469 Ω cm2, ndi capacitance Q2 wa filimu passivating utachepa kuchokera 5.430 10-4 kuti 1.147 10-3 Ω cm2, madutsidwe wa njira kuchuluka, bata la passivating filimu utachepa. , ndi yankho Cl-, SO42-, etc.) mu sing'anga ukuwonjezeka, amene imathandizira chiwonongeko cha passivating film31.Izi zimabweretsa kuchepa kwa filimu kukana Rf (kuchokera 4662 mpaka 849 Ω cm2) ndi kuchepa kwa polarization kukana Rp (Rct + Rf) kupangidwa pamwamba pa duplex zitsulo zosapanga dzimbiri.
Chifukwa chake, kutentha kwa yankho kumakhudza kukana kwa dzimbiri kwa DSS 2205. Pa kutentha kochepa kwa yankho, njira yochitira imachitika pakati pa cathode ndi anode pamaso pa Fe2 +, yomwe imathandizira kusungunuka mwachangu ndi dzimbiri. anode, komanso passivation wa filimu anapanga padziko, kwambiri wathunthu ndi apamwamba Kachulukidwe, kukana kwambiri mlandu kutengerapo pakati zothetsera, kubweza pansi Kutha kwa masanjidwewo zitsulo ndi zimasonyeza bwino dzimbiri kukana.Kutentha kwa yankho kumachulukirachulukira, kukana kutengera kutumiza kwa Rct kumachepa, kuchuluka kwa ma ion muyankho kumachulukira, ndipo kuchuluka kwa ma ion owopsa kumachulukirachulukira, kotero kuti zoyamba za dzimbiri zimapangidwanso pamwamba. gawo lapansi kuchokera pamwamba pa gawo lapansi lachitsulo.Kanema wocheperako pang'ono amafooketsa chitetezo cha gawo lapansi.
Pa mkuyu.Chithunzi 4 chikuwonetsa ma curve amphamvu a 2205 DSS munjira zofananira zomwe zili ndi 100 g/L Cl- ndi CO2 yodzaza ndi kutentha kosiyanasiyana.Zitha kuwonedwa kuchokera ku chithunzi kuti pamene kuthekera kuli pakati pa -0,4 mpaka 0,9 V, ma curve anode pa kutentha kosiyana ndi zigawo zoonekeratu za passivation, ndipo mphamvu yodziwononga yokha ili pafupi -0,7 mpaka -0.5 V. kachulukidwe amawonjezeka panopa mpaka 100 μA/cm233 anode pamapindikira nthawi zambiri amatchedwa pitting kuthekera (Eb kapena Etra).Kutentha kumakwera, nthawi yodutsa imachepa, kuthekera kodziwononga kumachepa, kachulukidwe ka dzimbiri kumawonjezeka, ndipo polarization curve imasunthira kumanja, zomwe zikuwonetsa kuti filimu yopangidwa ndi DSS 2205 mu njira yoyeserera ikugwira ntchito. ntchito.Zomwe zili mu 100 g/l Cl- ndi CO2 yodzaza, imawonjezera kukhudzidwa kwa dzimbiri, imawonongeka mosavuta ndi ayoni aukali, zomwe zimabweretsa kuwonongeka kwa matrix achitsulo ndikuchepetsa kukana kwa dzimbiri.
Zitha kuwoneka kuchokera ku Table 4 kuti kutentha kukakwera kuchokera ku 30 ° C kufika ku 45 ° C, mphamvu yowonjezereka yowonjezereka imachepa pang'ono, koma kuwonjezereka kwamakono kwa kukula kofanana kumawonjezeka kwambiri, kusonyeza kuti chitetezo cha filimu yodutsa pansi pa izi. zinthu zimawonjezeka ndi kutentha kwakukulu.Kutentha kukafika pa 60 ° C, kuthekera kofananirako kumachepa kwambiri, ndipo izi zimawonekera kwambiri pamene kutentha kumakwera.Tiyenera kuzindikira kuti pa 75 ° C pachimake chachikulu chokhalitsa chikuwonekera pachithunzichi, kusonyeza kukhalapo kwa dzimbiri zowonongeka pazitsulo.
Choncho, ndi kuwonjezeka kwa kutentha kwa yankho, kuchuluka kwa mpweya wosungunuka mu yankho kumachepa, pH mtengo wa filimuyi umachepa, ndipo kukhazikika kwa filimu yodutsa kumachepa.Kuonjezera apo, kutentha kwakukulu kwa yankho, kumapangitsanso ntchito ya ayoni yaukali mu njira yothetsera vutoli komanso kuwonjezereka kwa kuwonongeka kwa filimu yapamwamba ya gawo lapansi.Ma okosijeni opangidwa mu filimu wosanjikiza amagwa mosavuta ndikuchitapo kanthu ndi cations mu filimu wosanjikiza kupanga mankhwala sungunuka, kuonjezera mwayi pitting.Popeza kuti filimu yosinthidwanso imakhala yotayirira, chitetezo cha gawo lapansi chimakhala chochepa, chomwe chimawonjezera kuwonongeka kwa gawo lapansi lachitsulo.Zotsatira za kuyesa kwamphamvu kwa polarization kumagwirizana ndi zotsatira za impedance spectroscopy.
Pa mkuyu.Chithunzi 5a chikuwonetsa Imapindika kwa 2205 DSS mu njira yachitsanzo yokhala ndi 100 g/L Cl– ndi CO2 yodzaza.Kuchuluka kwa mphamvu zamakono monga ntchito ya nthawi kunapezedwa pambuyo pa polarization pa kutentha kosiyanasiyana kwa 1 h pa mphamvu ya -300 mV (yogwirizana ndi Ag/AgCl).Zitha kuwoneka kuti passivation panopa kachulukidwe mchitidwe wa 2205 DSS pa kuthekera chimodzimodzi ndi kutentha osiyana kwenikweni chimodzimodzi, ndi mchitidwe pang'onopang'ono amachepetsa ndi nthawi ndipo amakhala yosalala.Pamene kutentha kumawonjezeka pang'onopang'ono, kachulukidwe kamakono ka 2205 DSS adakula, zomwe zinali zogwirizana ndi zotsatira za polarization, zomwe zimasonyezanso kuti chitetezo cha filimu yosanjikiza pazitsulo zachitsulo chinachepa ndi kuwonjezeka kwa kutentha kwa yankho.
Potentiostatic polarization ma curve a 2205 DSS pakupanga filimu yomweyi komanso kutentha kosiyana.(a) Kachulukidwe kakali koyerekeza ndi nthawi, (b) Kukula kwa filimu kosasintha.
Fufuzani ubale womwe ulipo pakati pa kachulukidwe kakali pano ndi nthawi pa kutentha kosiyana kwa kuthekera kopanga filimu komweko, monga zikuwonetsedwa mu (1)34:
Kumene ndili kachulukidwe kakachulukidwe ka filimuyo, A/cm2.A ndi dera la electrode yogwira ntchito, cm2.K ndiye malo otsetsereka omwe amapindika.t nthawi, s
Pa mkuyu.5b ikuwonetsa ma logI ndi ma curve a 2205 DSS pa kutentha kosiyana pakupanga filimu yomweyi.Malinga ndi zolemba za mabuku, 35 pamene mzere umatsetsereka K = -1, filimu yosanjikiza yomwe imapangidwa pamwamba pa gawo lapansi imakhala yowonjezereka ndipo imakhala yabwino kukana dzimbiri ku gawo lapansi lachitsulo.Ndipo pamene mzere wowongoka umatsetsereka K = -0.5, filimu yosanjikiza yomwe imapangidwa pamwamba imakhala yotayirira, imakhala ndi mabowo ang'onoang'ono ambiri ndipo imakhala ndi kukana kwa dzimbiri kosauka ku gawo lapansi lachitsulo.Zitha kuwoneka kuti pa 30 ° C, 45 ° C, 60 ° C, ndi 75 ° C, mawonekedwe a filimuyi amasintha kuchokera ku pores wandiweyani kupita ku ma pores otayirira malinga ndi malo otsetsereka osankhidwa.Malinga ndi Point Defect Model (PDM) 36,37 zitha kuwoneka kuti kuthekera komwe kumagwiritsidwa ntchito panthawi yoyezetsa sikukhudza kachulukidwe kakali pano, zomwe zikuwonetsa kuti kutentha kumakhudza mwachindunji kuyeza kwa anode pakali pano pakuyesa, kotero kumawonjezeka ndi kuwonjezeka kutentha.yankho, ndi kachulukidwe wa 2205 DSS ukuwonjezeka, ndi kukana dzimbiri amachepetsa.
The semiconductor katundu wa woonda filimu wosanjikiza wopangidwa pa DSS zimakhudza kukana dzimbiri38, mtundu wa semiconductor ndi kachulukidwe chonyamulira wa wosanjikiza woonda filimu zimakhudza akulimbana ndi pitting wa woonda filimu wosanjikiza DSS39,40 kumene capacitance C ndi E wa filimu yowonda yomwe ingatheke imakwaniritsa ubale wa MS, kuchuluka kwa danga kwa semiconductor kumawerengedwa motere:
Mu chilinganizo, ε ndi chilolezo cha passivating filimu kutentha firiji, wofanana 1230, ε0 ndi vacuum permittivity, wofanana 8.85 × 10–14 F/cm, E ndi yachiwiri mlandu (1.602 × 10–19 C) ;ND ndikuchulukira kwa opereka semiconductor amtundu wa n, cm-3, NA ndiye kachulukidwe ka p-type semiconductor, cm-3, EFB ndiye kuthekera kwa band, V, K ndi Boltzmann wokhazikika, 1.38 × 10-3 .23 J/K, T – kutentha, K.
Kutsetsereka ndi kudumpha kwa mzere wophatikizidwa kungathe kuwerengedwa poyika kusiyana kwa mzere ku MS curve, applied concentration (ND), acceptable concentration (NA), ndi flat band potential (Efb)42.
Pa mkuyu.6 ikuwonetsa piritsi la Mott-Schottky la pamwamba pa filimu ya 2205 DSS yopangidwa mu njira yowonongeka yomwe ili ndi 100 g / l Cl- ndi yodzaza ndi CO2 pa kuthekera (-300 mV) kwa ola limodzi.Zitha kuwoneka kuti zigawo zonse zoonda-filimu zomwe zimapangidwa pa kutentha kosiyana zimakhala ndi makhalidwe a n + p-type bipolar semiconductors.N-mtundu wa semiconductor uli ndi njira yothetsera anion selectivity, yomwe ingalepheretse zitsulo zosapanga dzimbiri kuti zisawonongeke kudzera mufilimu yodutsa, pamene p-type semiconductor ili ndi cation selectivity, yomwe ingalepheretse anions zowonongeka kuti asatuluke panjira yodutsa. kunja pamwamba pa gawo lapansi 26 .Zitha kuwonekanso kuti pali kusintha kosalala pakati pa ma curve awiri oyenerera, filimuyo ili mu gulu lathyathyathya, ndipo gulu lathyathyathya lomwe lingathe Efb lingagwiritsidwe ntchito kudziwa malo a gulu lamphamvu la semiconductor ndikuyesa electrochemical yake. bata43..
Malingana ndi zotsatira za MC curve fiting zomwe zasonyezedwa mu Table 5, ndende yotuluka (ND) ndi kulandila (NA) ndi flat band kuthekera kwa Efb 44 ya dongosolo lomwelo la ukulu adawerengedwa.Kachulukidwe wa chonyamulira chogwiritsidwa ntchito pakali pano amawonetsa zolakwika pagawo lacharge danga komanso kuthekera kwa filimu yodutsa.Kuchuluka kwa chonyamulira chogwiritsidwa ntchito, m'pamenenso filimuyo imasweka mosavuta komanso kumapangitsa kuti gawo lapansi likhale corrosion45.Kuonjezera apo, ndi kuwonjezeka kwapang'onopang'ono kutentha kwa yankho, ND emitter ndende mu filimu wosanjikiza chinawonjezeka kuchokera 5.273 × 1020 cm-3 mpaka 1.772 × 1022 cm-3, ndi NA host ndende yawonjezeka kuchokera 4.972 × 1021 mpaka 4.592 × 1023 pa.cm - monga momwe tawonetsera mkuyu.3, gulu lathyathyathya likhoza kuwonjezeka kuchokera ku 0.021 V mpaka 0.753 V, chiwerengero cha zonyamulira mu yankho chikuwonjezeka, zomwe zimachitika pakati pa ions mu yankho zimakula, ndipo kukhazikika kwa filimuyi kumachepa.Pamene kutentha kwa yankho kumawonjezeka, kumachepetsa mtengo wathunthu wa malo otsetsereka a mzere woyandikira, kuchulukirachulukira kwa zonyamulira mu njira yothetsera vutoli, kuchuluka kwa kufalikira pakati pa ma ions, komanso kuchuluka kwa malo otsegula a ion pa pamwamba pa filimu wosanjikiza., potero kuchepetsa gawo lapansi lachitsulo, kukhazikika ndi kukana dzimbiri 46,47.
Zomwe zimapangidwa ndi filimuyi zimakhudza kwambiri kukhazikika kwazitsulo zazitsulo ndi machitidwe a semiconductors, ndipo kusintha kwa kutentha kumakhudza kwambiri kupanga filimu yosapanga dzimbiri.Pa mkuyu.Chithunzi 7 chikuwonetsa mawonekedwe athunthu a XPS a pamwamba pa filimu ya 2205 DSS mu njira yofananira yomwe ili ndi 100 g/L Cl- ndi CO2 yodzaza.Zomwe zili m'mafilimu opangidwa ndi tchipisi pa kutentha kosiyana ndizofanana, ndipo zigawo zikuluzikulu za mafilimu ndi Fe, Cr, Ni, Mo, O, N, ndi C. Choncho, zigawo zikuluzikulu za filimuyi ndi Fe. , Cr, Ni, Mo, O, N ndi C. Chidebe chokhala ndi Cr oxides, Fe oxides ndi hydroxides ndi zochepa za Ni ndi Mo oxides.
Full XPS 2205 DSS spectra yotengedwa pa kutentha kosiyanasiyana.(a) 30°С, (b) 45°С, (c) 60°С, (d) 75°С.
Chojambula chachikulu cha filimuyi chikugwirizana ndi mphamvu ya thermodynamic ya mankhwala omwe ali mufilimu yodutsa.Malinga ndi kumanga mphamvu ya zinthu zazikulu mu filimu wosanjikiza, anapatsidwa tebulo.6, zitha kuwoneka kuti nsonga zowoneka bwino za Cr2p3/2 zimagawidwa kukhala zitsulo Cr0 (573.7 ± 0.2 eV), Cr2O3 (574.5 ± 0.3 eV), ndi Cr(OH)3 (575.4 ± 0. 1 eV) monga zomwe zikuwonetsedwa mu Chithunzi 8a, momwe oxide yopangidwa ndi Cr element ndi gawo lalikulu mufilimuyi, yomwe imagwira ntchito yofunika kwambiri pakukana kwa dzimbiri kwa filimuyo ndikuchita kwake kwa electrochemical.Kuchuluka kwapamwamba kwa Cr2O3 mufilimuyi ndipamwamba kuposa Cr(OH)3.Komabe, pamene kutentha kwazitsulo kolimba kumawonjezeka, nsonga ya Cr2O3 imachepa pang'onopang'ono, pamene nsonga ya Cr (OH) 3 imakula pang'onopang'ono, zomwe zimasonyeza kusintha koonekeratu kwa Cr3 + mufilimu wosanjikiza kuchokera ku Cr2O3 kupita ku Cr (OH) 3, ndipo kutentha kwa yankho kumawonjezeka.
The kumanga mphamvu nsonga za khalidwe sipekitiramu Fe2p3/2 makamaka tichipeza nsonga zinayi za zitsulo boma Fe0 (706.4 ± 0.2 eV), Fe3O4 (707.5 ± 0.2 eV), FeO (709.5 ± 0.1 eV) ndi Fe. eV) ± 0.3 eV), monga momwe tawonetsera mkuyu 8b, Fe imakhalapo makamaka mufilimu yopangidwa mwa mawonekedwe a Fe2 + ndi Fe3 +.Fe2+ kuchokera ku FeO imayang'anira Fe(II) pamapiri otsika omangiriza mphamvu, pomwe Fe3O4 ndi Fe(III) FeOOH mankhwala amalamulira pa nsonga zapamwamba zamphamvu48,49.Kuchuluka kwa Fe3 + nsonga ndipamwamba kuposa Fe2 +, koma mphamvu ya Fe3 + imachepa ndi kutentha kwa yankho, ndipo mphamvu ya Fe2 + ikuwonjezeka, kusonyeza kusintha kwa chinthu chachikulu mufilimuyi. Fe3+ mpaka Fe2+ kuti muwonjezere kutentha kwa yankho.
Mawonekedwe apamwamba a Mo3d5/2 amakhala ndi malo awiri apamwamba Mo3d5/2 ndi Mo3d3/243.50, pomwe Mo3d5/2 imaphatikizapo zitsulo Mo (227.5 ± 0.3 eV), Mo4+ (228.9 ± 0.2 eV) ndi Mo6+ ± 2.03 eV. ), pamene Mo3d3/2 ilinso ndi zitsulo za Mo (230.4 ± 0.1 eV), Mo4+ (231.5 ± 0.2 eV) ndi Mo6+ (232, 8 ± 0.1 eV) monga momwe zikusonyezedwera pa Chithunzi 8c, kotero kuti zinthu za Mo zilipo mu valence yoposa itatu. chikhalidwe cha filimu wosanjikiza.Mphamvu zomangirira za nsonga zowoneka bwino za Ni2p3 / 2 zimakhala ndi Ni0 (852.4 ± 0.2 eV) ndi NiO (854.1 ± 0.2 eV), monga momwe tawonetsera mkuyu 8g motsatana.Makhalidwe apamwamba a N1s ali ndi N (399.6 ± 0.3 eV), monga momwe tawonetsera mkuyu 8d.Makhalidwe apamwamba a O1s amaphatikizapo O2- (529.7 ± 0.2 eV), OH- (531.2 ± 0.2 eV) ndi H2O (531.8 ± 0.3 eV), monga momwe tawonetsera mkuyu. Zigawo zazikulu za filimuyi ndi (OH- ndi O2 -) , zomwe zimagwiritsidwa ntchito makamaka pa okosijeni kapena hydrogen oxidation ya Cr ndi Fe mu filimu wosanjikiza.Kuchuluka kwapamwamba kwa OH- kunawonjezeka kwambiri pamene kutentha kunakwera kuchoka pa 30 ° C kufika pa 75 ° C.Choncho, ndi kuwonjezeka kutentha, waukulu zinthu zikuchokera O2- mu filimu wosanjikiza amasintha kuchokera O2- kuti OH- ndi O2-.
Pa mkuyu.Chithunzi 9 chikuwonetsa mawonekedwe ang'onoang'ono amtundu wa 2205 DSS pambuyo pa kusinthika kwamphamvu mu njira yachitsanzo yokhala ndi 100 g/L Cl- ndi CO2 yodzaza.Zitha kuwoneka kuti pamwamba pa zitsanzo zomwe zimayikidwa polarized pa kutentha kosiyana, pali maenje owononga a madigiri osiyanasiyana, izi zimachitika mu njira yothetsera ma ion amphamvu, ndipo pakuwonjezeka kwa kutentha kwa yankho, dzimbiri zoopsa kwambiri zimachitika pa. pamwamba pa zitsanzo.gawo lapansi.Chiwerengero cha maenje otsekera pagawo lililonse komanso kuya kwa malo owononga kumawonjezeka.
Zokhotakhota za 2205 DSS muzitsulo zachitsanzo zomwe zili ndi 100 g/l Cl– ndi CO2 yodzaza ndi kutentha kosiyana (a) 30°C, (b) 45°C, (c) 60°C, (d) 75°C c.
Chifukwa chake, kuwonjezeka kwa kutentha kumawonjezera ntchito ya gawo lililonse la DSS, komanso kukulitsa ntchito za ayoni zaukali m'malo aukali, zomwe zimapangitsa kuwonongeka kwachitsanzo, komwe kumawonjezera ntchito ya pitting., ndipo kupanga maenje a dzimbiri kudzawonjezeka.Kuchuluka kwa mapangidwe azinthu kudzawonjezeka ndipo kukana kwa dzimbiri kudzachepa51,52,53,54,55.
Pa mkuyu.10 ikuwonetsa kuzama kwa morphology ndi kuzama kwa 2205 DSS chitsanzo chopangidwa ndi kuzama kwakukulu kwa magalasi owonera digito.Kuchokera mkuyu.10a ikuwonetsa kuti maenje ang'onoang'ono a dzimbiri adawonekeranso mozungulira maenje akulu, zomwe zikuwonetsa kuti filimu yodutsa pachitsanzoyo idawonongeka pang'ono ndikupangika kwa maenje a dzimbiri pamlingo womwe wapatsidwa, ndipo kuya kwake kwakukulu kunali 12.9 µm.monga momwe chithunzi 10b chikusonyezera.
DSS imasonyeza kukana kwa dzimbiri bwino, chifukwa chachikulu ndi chakuti filimu yopangidwa pamwamba pa zitsulo imatetezedwa bwino mu njira yothetsera, Mott-Schottky, malinga ndi zotsatira za XPS zomwe zili pamwambazi ndi mabuku okhudzana ndi 13,56,57,58, filimuyi makamaka. amadutsa zotsatirazi Iyi ndi njira ya okosijeni wa Fe ndi Cr.
Fe2+ imasungunula mosavuta ndikuwongolera mawonekedwe 53 pakati pa filimuyo ndi yankho, ndipo njira ya cathodic reaction ndi motere:
M'malo owonongeka, filimu yamagulu awiri imapangidwa, yomwe makamaka imakhala ndi chitsulo chamkati ndi chromium oxides ndi kunja kwa hydroxide wosanjikiza, ndipo ma ion nthawi zambiri amamera mu pores filimuyo.Kapangidwe kake ka filimu yodutsa ikugwirizana ndi mawonekedwe ake a semiconductor, monga zikuwonetseredwa ndi curve ya Mott-Schottky, zomwe zikuwonetsa kuti mawonekedwe a filimu yodutsa ndi n + p-mtundu ndipo ali ndi mawonekedwe a bipolar.Zotsatira za XPS zikuwonetsa kuti gawo lakunja la filimu yodutsayo makamaka limapangidwa ndi Fe oxides ndi ma hydroxides omwe amawonetsa n-mtundu wa semiconductor katundu, ndipo wosanjikiza wamkati umapangidwa makamaka ndi Cr oxides ndi ma hydroxides omwe akuwonetsa p-type semiconductor properties.
2205 DSS ili ndi zopinga zambiri chifukwa cha kuchuluka kwake kwa Cr17.54 ndipo imawonetsa magawo osiyanasiyana a pitting chifukwa cha microscopic galvanic corrosion55 pakati pa ma duplex.Pitting corrosion ndi imodzi mwa mitundu yofala kwambiri ya dzimbiri mu DSS, ndipo kutentha ndi chimodzi mwazinthu zofunika zomwe zimakhudza machitidwe a pitting corrosion ndipo zimakhudza njira ya thermodynamic ndi kinetic ya DSS reaction60,61.Nthawi zambiri, mu njira yofananira yokhala ndi kuchuluka kwa Cl- ndi CO2 yodzaza, kutentha kumakhudzanso mapangidwe a pitting ndi kuyambitsa ming'alu panthawi ya kupsinjika kwa dzimbiri pansi pa kusweka kwa corrosion, ndipo kutentha kwakukulu kwa pitting kumatsimikiziridwa kuti kuwunika. kukana dzimbiri.DSS.Zinthu, zomwe zimawonetsa kukhudzika kwa matrix achitsulo ku kutentha, nthawi zambiri zimagwiritsidwa ntchito ngati chiwongolero chofunikira pakusankha kwazinthu pazogwiritsa ntchito mainjiniya.Kutentha kwapakati kwapakati pa 2205 DSS mu njira yofananira ndi 66.9 ° C, yomwe ndi 25.6 ° C yokwera kuposa ya Super 13Cr zitsulo zosapanga dzimbiri ndi 3.5% NaCl, koma kuya kwake kwakukulu kunafika 12.9 µm62.Zotsatira za electrochemical zinatsimikiziranso kuti zigawo zopingasa za ngodya ya gawo ndi mafupipafupi zimakhala zopapatiza ndi kutentha kowonjezereka, ndipo pamene mbaliyo ikucheperachepera kuchoka pa 79 ° mpaka 58 °, mtengo wa |Z|amachepetsa kuchokera 1.26 × 104 kuti 1.58 × 103 Ω cm2.mlandu kusamutsa kukana Rct utachepa kuchokera 2.958 1014 kuti 2.541 103 Ω cm2, njira kukana Rs utachepa kuchokera 2.953 kuti 2.469 Ω cm2, filimu kukana Rf utachepa kuchokera 5.430 10-4 cm2 kuti 1.147 10-3 cm2.Ma conductivity a njira yaukali amawonjezeka, kukhazikika kwa filimu yosanjikiza yachitsulo kumachepa, kumasungunuka ndi kusweka mosavuta.The self-corrosion kachulukidwe panopa 1.482 kwa 2.893 × 10-6 A cm-2, ndi kudzikonda dzimbiri mphamvu yatsika kuchokera -0.532 kuti -0.621V.Zitha kuwoneka kuti kusintha kwa kutentha kumakhudza kukhulupirika ndi kachulukidwe ka filimu wosanjikiza.
M'malo mwake, kuchuluka kwa Cl- ndi yankho lodzaza la CO2 pang'onopang'ono kumawonjezera mphamvu ya adsorption ya Cl- pamwamba pa filimu yodutsa ndi kutentha kwakukulu, kukhazikika kwa filimuyi kumakhala kosakhazikika, ndi chitetezo pa filimuyo. gawo lapansi limakhala lofooka ndipo chiwopsezo cha kubowo chimawonjezeka.Pankhaniyi, ntchito ya ayoni zowononga mu yankho kumawonjezeka, okhutira okosijeni amachepetsa, ndi pamwamba filimu za dzimbiri zinthu ndi zovuta kuchira mwamsanga, zomwe zimapanga zinthu zabwino kwambiri makonzedwe zina zowononga ayoni pamwamba.Kuchepetsa kwazinthu63.Robinson et al.[64] inasonyeza kuti ndi kuwonjezeka kwa kutentha kwa yankho, kukula kwa maenje kumathamanga, ndipo kufalikira kwa ayoni mu yankho kumawonjezekanso.Kutentha kukakwera kufika pa 65 ° C, kusungunuka kwa okosijeni mu njira yomwe ili ndi ma Cl-ions kumachepetsa kachitidwe ka cathodic, kuchuluka kwa pitting kumachepetsedwa.Han20 idafufuza momwe kutentha kumakhudzira 2205 duplex zitsulo zosapanga dzimbiri m'malo a CO2.Zotsatira zake zidawonetsa kuti kuwonjezeka kwa kutentha kumawonjezera kuchuluka kwa zinthu zowononga komanso malo amiyendo yopumira pamwamba pa zinthuzo.Mofananamo, kutentha kukakwera kufika pa 150 ° C, filimu ya okusayidi pamtunda imasweka, ndipo kachulukidwe ka ma craters ndi apamwamba kwambiri.Lu4 inafufuza momwe kutentha kumakhudzira khalidwe la 2205 duplex zosapanga dzimbiri kuchokera pa passivation kupita ku activation mu geothermal chilengedwe chokhala ndi CO2.Zotsatira zawo zikuwonetsa kuti pakuyezetsa kutentha pansi pa 150 ° C, filimuyo ili ndi mawonekedwe amorphous, ndipo mawonekedwe amkati ali ndi wosanjikiza wolemera wa faifi tambala, ndipo pa kutentha kwa 300 ° C, zomwe zimawononga dzimbiri zimakhala ndi mawonekedwe a nanoscale. .-polycrystalline FeCr2O4, CrOOH ndi NiFe2O4.
Pa mkuyu.11 ndi chithunzi cha 2205 DSS kupanga dzimbiri ndi kupanga mafilimu.Asanagwiritse ntchito, 2205 DSS imapanga filimu yodutsa mumlengalenga.Pambuyo kumizidwa m'malo omwe amayerekezera yankho lomwe lili ndi mayankho omwe ali ndi Cl- ndi CO2, pamwamba pake amazunguliridwa mwachangu ndi ma ion osiyanasiyana aukali (Cl-, CO32-, etc.).).J. Banas 65 adapeza kuti m'malo omwe CO2 imapezeka nthawi imodzi, kukhazikika kwa filimu yodutsa pamwamba pa zinthuzo kudzachepa ndi nthawi, ndipo carbonic acid yomwe imapanga imapangitsa kuti ma conduction a ayoni apite patsogolo. wosanjikiza.filimu ndi mathamangitsidwe a kusungunuka kwa ayoni mu filimu passivating.filimu yosangalatsa.Chifukwa chake, gawo la filimu pachitsanzocho lili mu gawo lokhazikika la kusungunuka ndi kubwezeretsanso66, Cl- imachepetsa kuchuluka kwa mapangidwe a filimu pamwamba, ndipo maenje ang'onoang'ono amawonekera pafupi ndi filimuyo, monga. kuwonetsedwa mu Chithunzi 3. Onetsani.Monga momwe chithunzi 11a ndi b chikuwonera, maenje ang'onoang'ono osakhazikika adzimbiri amawonekera nthawi imodzi.Kutentha kumakwera, ntchito ya ma ion owononga mu njira yothetsera filimuyi ikuwonjezeka, ndipo kuya kwa maenje ang'onoang'ono osakhazikika kumawonjezeka mpaka filimuyo italowetsedwa ndi yowonekera, monga momwe tawonetsera pa Chithunzi 11c.Ndi kuwonjezereka kwina kwa kutentha kwa sing'anga yosungunuka, zomwe zili mu CO2 yosungunuka mu yankho zimathamanga, zomwe zimabweretsa kuchepa kwa pH ya yankho, kuwonjezeka kwa kachulukidwe ka maenje ang'onoang'ono osakhazikika a dzimbiri pamtunda wa SPP. , kuya kwa maenje oyambilira a dzimbiri kumakula ndikukula, ndipo filimu yodutsa pachitsanzo chapamwamba Pamene makulidwe amachepetsa, filimuyo imadutsa pang'onopang'ono kuphulika monga momwe tawonetsera pa Chithunzi 11d.Ndipo zotsatira za electrochemical zinatsimikiziranso kuti kusintha kwa kutentha kumakhudza kwambiri kukhulupirika ndi kachulukidwe ka filimuyo.Choncho, zikhoza kuwoneka kuti zowonongeka muzothetsera zodzaza ndi CO2 zomwe zili ndi kuchuluka kwa Cl- ndizosiyana kwambiri ndi zowonongeka muzothetsera zomwe zili ndi Cl-67,68.
Njira ya Corrosion 2205 DSS ndikupanga ndi kuwononga filimu yatsopano.(a) Ndondomeko 1, (b) Ndondomeko 2, (c) Ndondomeko 3, (d) Ndondomeko 4.
Kutentha kwakukulu kwa pitting kwa 2205 DSS mu njira yofananira yomwe ili ndi 100 g/l Cl– ndi CO2 yodzaza ndi 66.9 ℃, ndipo kuya kwake kwakukulu ndi 12.9 µm, zomwe zimachepetsa kukana kwa dzimbiri kwa 2205 DSS ndikuwonjezera kukhudzika kwa pitting.kuwonjezeka kwa kutentha.
Nthawi yotumiza: Feb-16-2023