رفتار الكتروشيميايي فولاد دوبلكس 2205 در محلول هاي اسيدي، خنثي و بازي با مقادير pH هاي مختلف در حضور يون كلرايد

The Electrochemical Behavior of 2205 Duplex Stainless Steel with Different pH in the Presence of Chloride

رفتار الكتروشيميايي فولاد دوبلكس 2205 در محلول هاي اسيدي و بازي با مقادير pH هاي مختلف در حضور 3.5 % سديم كلريد (NaCl)، با استفاده از تكنيك هاي مختلف از جمله نمودارهاي پلاريزاسيون چرخه اي،طيف نگاري امپدانس الكتروشيميايي و اندازه گيري ظرفيت (آزمون مات شاتكي) بررسي شد. همچنين، ويژگي هاي سطح و مكان هاي شروع خوردگي حفره اي در فولاد ضد زنگ دوبلكس با استفاده از ميكروسكوپ الكتروني روبشي(SEM) بررسي شد. با توجه به نمودار هاي مات شاتكي، لايه پسيو تشكيل شده بر سطح فولاد دوبلكس رفتار نيمه هادي از نوع n و p را در محدوده پتانسيل از 0.4- تا1/1 ولت نشان مي دهد. نتايج نشان مي دهد كه pH نقش مهمي در مقاومت لايه پسيو، پروسه انتقال بار و وقوع خوردگي حفره اي دارد. در محلول هاي اسيدي با كاهش مقدار pH، از دست دادن جرم افزايش پيدا مي كند و در محلول هاي بازي، كاهش pH محلول شرايط بهتري براي تشكيل فيلم پسيو با رفتار حفاطتي بهتر ناشي از افزايش ضخامت لايه پسيو همراه با عيوب كمتر در اين لايه فراهم مي كند. در 10= pH به دليل وجود بزرگترين محدوده پسيو،كمترين جريان پسيو و بالاترين مقاومت پلاريزاسيون، لايه اكسيدي پسيو در اين pH پايداري بيشتري را در محيط سديم كلريد نشان مي دهد.

The electrochemical behavior of 2205 duplex stainless steel in acidic, neutral and alkaline solutions with different pH values in the presence of 3.5% NaCl was evaluated by different techniques: cyclic potentiodynamic measurements, electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and capacitance measurements (Mott–Schottky approach). In addition the surface morphology and the site of pitting nucleated preferentially of the duplex stainless steel was investigated by scanning electron microscopy (SEM). Mott–Schottky analysis revealed that passive films formed on duplex stainless steel, behaved as n-type and p type semiconductor (double structure). In neutral and acidic solutions, n-type semiconductor behavior was in the potential range of -0.4 up to 0.4V. Similar behavior in alkaline solutions in the potential ranges of 0.1 to 0.35V happened; but p-type semiconductor behavior for the potential range of around 0.4 to 0.7V in acidic and neutral solutions and of -0.4 to 0.1V and 0.35 to 0.7V for alkaline solutions happened. The results indicated that the pH play important roles in the evolution of the film resistance, charge transfer processes and the occurrence of pitting. In acidic solutions the decrease of pH value caused more weight loss and in alkaline solutions, decreasing the solution pH offered better conditions for forming passive films with higher protection behavior, due to the growth of a much thicker and less defective film. At pH 10, almost largest passive range, smallest passive current density and highest polarization resistance; the most stable passive film was produced.