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Electronic behavior of native oxide films on Ti and TiN during 90-day immersion in electrolytes with different pH levels

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Rare Metals 2021年第3期40卷 582-589页

作者： amir poursaee Golnaz Najaf-Tomaraei Marian S.Kennedy Department of Materials Science and Engineering and Glenn Department of Civil Engineering Clemson UniversityClemsonSC 29634USA Department of Materials Science and Engineering Clemson UniversityClemsonSC 29634USA

This work presents the electronic behavior of Ti and TiN thin films when exposed to electrolytes with pH levels of 2,7 and 13 for 90 *** potentio-electrochemical impedance spectroscopy tests were performed on the 100-nm Ti and TiN monolithic films,and MottSchottky analysis of these tests was used to determine the films’ semiconductive behavior and changes in the donor/acceptor *** addition,the flat-band potential of each film’s surface oxide was also *** attempt was made to control oxide formation,and therefore,these tests reflected the native surfaces of these *** the TiN films exhibited n-type semiconductivity in all electrolytes,the Ti films only showed n-type behavior in the acidic(pH=2) and neutral(pH=7) *** semiconductivity of the Ti films transitioned to p-type during exposure to the basic electrolyte(pH=13) after reaching 60 ***,there was a significant increase in the donor densities for both Ti and TiN films when immersed in the basic electrolyte relative to the acidic and neutral electrolytes.

关键词： Ti TiN Thin films Mott-Schottky analysis Semiconductivity

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海洋大气环境下混凝土中钢筋电偶锈蚀及其对构件承载力的影响

海洋大气环境下混凝土中钢筋电偶锈蚀及其对构件承载力的影响

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2021第八届海洋材料与腐蚀防护大会暨2021第二届钢筋混凝土耐久性与设施服役安全大会

作者：董征顾祥林 amir poursaee 浙江工业大学土木工程学院工程结构服役性能演化与控制教育部重点实验室(同济大学) Glenn Department of Civil Engineering Clemson University

海洋大气环境下,由于受到侵蚀介质(主要为氯离子)的长期作用,钢筋锈蚀成为导致房屋建筑、桥梁隧道、港口码头等重要混凝土结构性能退化的最主要原因。氯离子等侵蚀介质在混凝土中的不均匀分布使得钢筋表面的钝化膜产生局部破坏,或氯离... 详细信息

海洋大气环境下,由于受到侵蚀介质(主要为氯离子)的长期作用,钢筋锈蚀成为导致房屋建筑、桥梁隧道、港口码头等重要混凝土结构性能退化的最主要原因。氯离子等侵蚀介质在混凝土中的不均匀分布使得钢筋表面的钝化膜产生局部破坏,或氯离子在侵蚀过程中形成的浓度梯度导致不同位置处的钢筋产生电位差,使得海洋大气环境下混凝土中产生电偶锈蚀。钢筋锈蚀速率在电偶锈蚀作用下被增大,进而使得混凝土结构的性能退化速度加快甚至发生结构失效模式的改变。本文以海洋大气环境下混凝土中钢筋的电偶锈蚀为研究对象,通过试验研究、理论分析、数值模拟分析等方法,从混凝土中钢筋电偶锈蚀机理出发,对考虑电偶锈蚀作用时钢筋锈蚀速率进行分析,提出了考虑电偶锈蚀作用的钢筋锈蚀速率预测方法。综合考虑电偶锈蚀对钢筋起锈时间的影响以及钢筋锈蚀率的影响、锈蚀率对钢筋应力-应变关系的影响,分析了混凝土梁、板构件的承载性能退化规律。结果表明,电偶锈蚀增大了箍筋的锈蚀率,使得混凝土梁试件的失效模式过早地由弯曲破坏转变为剪切破坏。增大箍筋的直径(配箍率相同)可降低箍筋与纵筋间的电偶锈蚀效应,减小箍筋锈蚀速率的增大幅度,延缓梁破坏模式的转变时间。对于混凝土板试件,受力钢筋在电偶锈蚀作用下锈蚀率增大,板受弯破坏模式会过早地由适筋弯曲破坏转变为类似超筋弯曲破坏。

关键词：钢筋混凝土构件钢筋锈蚀电偶锈蚀时变抗力

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