مدل سازي رويين شدن فولاد زنگ نزن AISI 316L در محلول شبيه سازي بتن با روش طيف سنجي امپدانس الكتروشيميايي

Passivation Model of AISI 316L Stainless Steel in a Simulated Concrete Solution by Electrochemical Impedance Spectroscopy

در اين تحقيق، مقاومت به خوردگي فولاد زنگ نزن AISI 316L در محلول شبيه سازي بتن از نظر pH (1/0 مولار هيدروكسيد سديم + 1/0 مولار هيدروكسيد پتاسيم) با استفاده از پلاريزاسيون پتانسيوديناميك و طيف سنجي امپدانس الكتروشيميايي بررسي شد. براي اين منظور، لايه هاي رويين در پتانسيل مدار باز در مدت زمان هاي 1 تا 12 ساعت تشكيل و سپس آزمون هاي پلاريزاسيون پتانسيوديناميك و طيف سنجي امپدانس الكتروشيميايي انجام شدند. براي انجام آزمون هاي طيف سنجي امپدانس الكتروشيميايي، از پتانسيل تحريك 10 ميلي ولت و دامنه فركانسي 100 كيلوهرتز تا 10 ميلي هرتز استفاده شد. منحني هاي پلاريزاسيون نشان دادند كه فولاد زنگ نزن AISI 316L در محلول شبيه سازي بتن رفتار رويين قابل قبولي را ارايه مي دهد. نتايج آزمون هاي طيف سنجي امپدانس الكتروشيميايي نشان داد كه بهترين مدار معادل داراي دو ثابت زماني است: ثابت زماني اول مربوط به فركانس هاي بالا و مياني، به فرايند انتقال بار مرتبط است در حالي كه ثابت زماني دوم مربوط به فركانس هاي كم، به فرايندهاي ردوكس كه در سطح لايه اتفاق مي افتند، مرتبط مي شود. همچنين نتايج طيف سنجي امپدانس الكتروشيميايي آشكار ساخت كه با افزايش زمان تشكيل لايه رويين از 1 به 12 ساعت، مقاومت لايه رويين و مقاومت انتقال بار و در نتيجه مقاومت پلاريزاسيون افزايش مي يابند كه به واسطه افزايش ضخامت لايه رويين است.

In this study, the corrosion resistance of AISI 316L stainless steel in a simulated concrete solution (0.1 M NaOH + 0.1 M KOH) has been examined using potentiodynamic polarization and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). For this purpose, passive films were formed at open circuit potential for 1 until 12 hours and then potentiodynamic polarization and EIS measurements were done. For EIS measurements, an excitation voltage of 10 mV and an applied frequency ranging from 100 kHz to 10 mHz have been used. The polarization curves suggested that AISI 316L stainless steel showed comparable passive behaviour in a simulated concrete solution. EIS results showed that the best electrical equivalent circuit presents two time constants: The high medium-frequencies time constant can be correlated with the charge transfer process and the low frequencies time constant has been associated with the redox processes taking place in the surface film. Also, EIS results showed that passive film and charge transfer resistance and therefore polarization resistance increase with formation time from 1 until 12 hours, due to the thickening of passive film.