Ta含量对ZrTiNbAl系合金钝化膜形成机制和耐腐蚀性的影响

作     者：李淑雯 张洋 马亚玺 戴鹏飞 张中武 LI Shuwen;ZHANG Yang;MA Yaxi;DAI Pengfei;ZHANG Zhongwu

作者机构：哈尔滨工程大学材料科学与化学工程学院超轻材料与表面技术教育部重点实验室哈尔滨150001 

出 版 物：《材料工程》 (Journal of Materials Engineering)

年 卷 期：2024年第52卷第3期

页      面：117-128页

核心收录：

学科分类：0808[工学-电气工程] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金(U2141207,52001083,52171111) 中核集团青年英才计划(CNNC2021YTEP-HEU01) 黑龙江省优秀青年科学基金(YQ2023E026) 

主　　题：高熵合金 显微结构 腐蚀 钝化膜 

摘      要：采用动电位极化、电化学阻抗技术、Mott-Schottky分析和恒电位极化研究(40-x)Zr-30Ti-20Nb-10Al-x Ta(x=0,2,4,原子分数/%,下同,简称Tax合金)高熵合金在0.3 mol/L LiOH溶液中的钝化膜形成机制和耐腐蚀性。结果表明:Ta的适量(2%)加入可形成致密氧化膜从而提高合金体系的耐腐蚀性,Ta的过量添加(4%)造成氧空位浓度升高,耐腐蚀性下降。Ta_(2)合金的腐蚀电流密度为49.66 nA/cm^(2),小于Ta0,Ta4合金的腐蚀电流密度(201.40,70.16 nA/cm^(2))。Ta_(2)合金钝化膜内的氧空位点缺陷浓度为9.79×10^(18)cm^(-3),小于Ta0,Ta4合金的氧空位点缺陷浓度(2.13×10^(19),2.05×10^(19)cm^(-3)),具有最致密的钝化膜结构。合金的钝化膜是由ZrO_(2),Nb_(2)O_(5),TiO_(2),Al2O_(3),Ta_(2)O_(5)组成的稳定n型钝化膜。其中,Ta_(2)合金的氧化膜内ZrO_(2),Nb_(2)O_(5),TiO_(2)氧化物含量最高,延缓了原生氧化膜的溶解速度,保护基体不被继续溶解,具有最佳的耐腐蚀性。