Faafetai mo le asiasi ile Nature.com.O lo'o e fa'aogaina se su'esu'ega e fa'atapula'aina le lagolago a le CSS.Mo le poto sili ona lelei, matou te fautuaina oe e te faʻaogaina se suʻesuʻega fou (pe faʻamalo le Faiga Faʻatasi i Internet Explorer).E le gata i lea, ina ia mautinoa le lagolago faifaipea, matou te faʻaalia le saite e aunoa ma sitaili ma JavaScript.
Fa'aali atu se carousel e tolu fa'asolo i le taimi e tasi.Fa'aoga fa'amau muamua ma le soso'o e fa'agasolo ai fa'ase'e se tolu i le taimi, pe fa'aoga fa'aa'a fa'asolo i le pito e fa'asolo ai fa'ase'e se tolu i le taimi.
Duplex 2205 stainless steel (DSS) o loʻo i ai le faʻafefe lelei ona o lona fausaga faʻapitoa masani, ae o le faʻateleina o le CO2 o loʻo i ai le suauʻu ma le kesi siosiomaga e mafua ai suiga eseese o le pala, aemaise lava pitting, lea e matua lamatia ai le saogalemu ma le faʻamaoni o le suauu ma le natura. talosaga kasa.atina'e kesi.I lenei galuega, o le su'ega o le faatofuina ma le su'ega eletise e fa'aogaina fa'atasi ma le laser confocal microscopy ma le X-ray photoelectron spectroscopy.O fa'ai'uga na fa'aalia ai o le averesi o le vevela vevela mo le pitting 2205 DSS o le 66.9 °C.Pe a maualuga atu le vevela nai lo le 66.9 ℃, e faʻaitiitia le faʻalavelave faʻalavelave, le vaeluaga o le passivation ma le faʻaleagaina o le tagata lava ia, faʻateleina le maualuga o le pasivation i le taimi nei, ma faʻateleina le lagona o le pitting.Faʻatasi ai ma se faʻaopoopoga atili i le vevela, o le alalaupapa o le capacitive arc 2205 DSS e faʻaitiitia, o le faʻafefe o luga ma le faʻafefeina o le faʻafefeina o loʻo faasolosolo malie ona faʻaitiitia, ma o le mamafa o tagata foaʻi ma tagata e taliaina i le ata tifaga o le oloa ma uiga n + p-bipolar foi. faateleina, o le anotusi o le Cr oxides i totonu o le vaega i totonu o le ata tifaga faaitiitia, faateleina le anotusi o Fe oxides i le vaega pito i fafo, o le faataapeina o le ata tifaga faateleina, faaitiitia le mautu, le numera o lua ma le tele o le pore faateleina.
I le tulaga o le saoasaoa o le tamaoaiga ma agafesootai atinae ma agafesootai alualu i luma, o le manaoga mo le suauu ma le kesi o loʻo faʻaauau pea ona tupu, faʻamalosia le faʻaleleia o le suauʻu ma le kesi e faasolosolo malie atu i le itu i saute sisifo ma fafo atu o loʻo i ai tulaga sili atu ona ogaoga ma le siosiomaga, o lea o tulaga faʻagaioia o o le paipa lalo o le a sili atu ona ogaoga..Fa'aleagaina 1,2,3.I totonu o le fanua o suʻesuʻega suauʻu ma kesi, pe a faʻateleina le CO2 4 ma salinity ma chlorine anotusi 5, 6 i totonu o le vai gaosia, masani 7 carbon paipa uamea e noatia i le pala, e tusa lava pe e pamuina inhibitors corrosion i le manoa paipa, e le mafai ona fa'amalo lelei le u'amea ua le mafai ona toe fa'amalieina mana'oga o le fa'agaioiga umi i totonu o siosiomaga CO28,9,10 corrosive malosi.Na liliu le au suʻesuʻe i uʻamea faʻamaʻi lua (DSS) ma sili atu le teteʻeina o le pala.2205 DSS, o mea o loʻo i totonu o le ferrite ma le austenite i totonu o le uamea e tusa ma le 50%, o loʻo i ai ni mea faʻainisinia sili ona lelei ma le faʻafefeteina, o le ata o le passivation luga e mafiafia, o loʻo i ai le lelei tele o le faʻafefeteina, o le tau e maualalo ifo nai lo nickel-based alloys 11 , 12. O le mea lea, 2205 DSS e masani ona faʻaaogaina e pei o le vaʻa faʻamalosi i le siosiomaga corrosive, suauʻu vaieli casing i corrosive CO2 siosiomaga, vai malulu mo condensing faiga i le suauʻu i fafo ma fanua kemisi 13, 14, 15, ae 2205 DSS e mafai foi ona i ai corrosive perforation. i le auaunaga.
I le taimi nei, o le tele o suʻesuʻega o le CO2- ma le Cl-pitting corrosion 2205 DSS na faia i totonu o le atunuʻu ma fafo atu [16,17,18].Na maua e Ebrahimi19 o le faʻaopopoina o le masima potassium dichromate i se vaifofo NaCl e mafai ona faʻalavelaveina le 2205 DSS pitting, ma faʻateleina le faʻaogaina o le potassium dichromate e faʻateleina ai le vevela o le 2205 DSS pitting.Ae ui i lea, o le malosi o le 2205 DSS e faʻateleina ona o le faʻaopoopoga o se faʻatonuga faapitoa o le NaCl i le potassium dichromate ma faʻaitiitia i le faʻateleina o le faʻaogaina o le NaCl.Han20 o loʻo faʻaalia i le 30 i le 120 ° C, o le fausaga o le 2205 DSS passivating film o se faʻafefiloi o le Cr2O3 totonu, FeO pito i fafo, ma le tamaoaiga Cr;pe a oʻo i le 150 °C le vevela, e faʻamavae le ata tifaga., o le fausaga o totonu e suia i le Cr2O3 ma le Cr (OH) 3, ma le pito i fafo e suia i le Fe(II,III) oxide ma le Fe(III) hydroxide.Na maua e Peguet21 o le fa'amauina o le S2205 u'amea u'amea i le vaifofo NaCl e masani lava ona tupu e le o lalo ifo o le vevela mata'utia (CPT) ae i le suiga o le vevela (TTI).Na faaiuina e Thiadi22 e faapea, a o faateleina le maualuga o le NaCl, o le tetee a le S2205 DSS e faaitiitia tele, ma o le tele o le le lelei o le gafatia, o le sili atu foi lea ona leaga le tetee o le mea.
I totonu o lenei tusiga, suʻesuʻega faʻamalosi malosi, faʻalavelave faʻafuaseʻi, gafatia faifaipea, Mott-Schottky curve ma microscopy electron optical na faʻaaogaina e suʻesuʻe ai le aʻafiaga o le maualuga o le salinity, maualuga Cl-concentration ma le vevela i luga o le amio pala o le 2205 DSS.ma photoelectron spectroscopy, lea e maua ai le faʻavae faʻavae mo le faʻaogaina saogalemu o le 2205 DSS i le suauu ma le kesi siosiomaga o loʻo i ai CO2.
O mea su'esu'e e filifilia mai le u'amea ua togafitia 2205 DSS (vaega u'amea 110ksi), ma o lo'o fa'aalia i le Laulau 1 le fa'asologa o vaila'au.
Ole tele ole faʻataʻitaʻiga eletise ole 10 mm × 10 mm × 5 mm, e faʻamamaina ile acetone e aveese ai le suauʻu ma le ethanol atoatoa ma faʻagogo.O le pito i tua o le fasi su'ega e solder e fa'afeso'ota'i le umi talafeagai o le uaea 'apamemea.A maeʻa le faʻapipiʻiina, faʻaaoga se multimeter (VC9801A) e siaki ai le eletise eletise o le suʻega suʻega uelo, ona faʻamaufaʻailogaina lea o le mea e le o galue i le epoxy.Fa'aaoga le 400#, 600#, 800#, 1200#, 2000# silicon carbide water sandpaper e fa'aiila ai le galuega i luga o le masini fa'apolopolo ma le 0.25um fa'apolopolo sui se'ia o'o i luga ole la'au Ra≤1.6um, ma mulimuli ane mama ma tu'u i le thermostat. .
O se fale faigaluega eletise Priston (P4000A) ma le tolu-electrode system na faʻaaogaina.O le platinum electrode (Pt) faʻatasi ai ma se vaega o le 1 cm2 na avea ma eletise fesoasoani, o le DSS 2205 (faʻatasi ai ma se vaega o le 1 cm2) na faʻaaogaina e avea o se eletise galue, ma se eletise faʻasino (Ag / AgCl) sa faʻaaogaina. fa'aaogaina.O le faʻataʻitaʻiga fofo na faʻaaogaina i le suʻega na saunia e tusa ai ma le (Laulau 2).Aʻo leʻi faia le suʻega, o se fofo maualuga N2 (99.99%) na pasia mo le 1 h, ona pasia ai lea o le CO2 mo le 30 min e faʻamalo ai le fofo., ma CO2 i le fofo sa i ai pea i se tulaga o le saturation.
Muamua, tu'u le fa'ata'ita'iga i totonu o le tane vai o lo'o i ai le vaifofo o le su'ega, ma tu'u i totonu o se vai ta'ele vevela.O le faʻatulagaina muamua o le vevela o le 2 ° C, ma o le maualuga o le vevela e pulea i le fua o le 1 ° C / min, ma o loʻo pulea le maualuga o le vevela.i le 2-80°C.Celsius.O le su'ega e amata i se gafatia faifaipea (-0.6142 Vs.Ag/AgCl) ma o le su'ega ole su'ega ole It curve.E tusa ai ma le tulaga ogaoga o le suʻega o le vevela, o le It curve e mafai ona iloa.O le vevela lea e maualuga ai le mamafa o loʻo i ai nei i le 100 μA / cm2 ua taʻua o le vevela pitting ogaoga.Ole averesi ole vevela ole lua ole 66.9°C.O le vevela o le suʻega mo le polarization curve ma le fusi o alaleo na filifilia e 30 ° C, 45 ° C, 60 ° C ma le 75 ° C, i le faasologa, ma na toe faia le suʻega faʻatolu i lalo o tulaga faʻataʻitaʻi tutusa e faʻaitiitia ai suiga e ono mafai.
O se faʻataʻitaʻiga uʻamea faʻaalia i le vaifofo na muamua faʻapipiʻiina i se cathode gafatia (-1.3 V) mo le 5 min aʻo leʻi faʻataʻitaʻiina le potentiodynamic polarization curve e faʻaumatia ai le ata o le oxide na faia i luga o le galuega o le faʻataʻitaʻiga, ona sosoo ai lea ma se avanoa faʻataʻavalevale o le 1 itula seia oʻo ina le faʻamautu le voli o le pala.O le fua fa'ata'ita'iga o le pupuni polarization malosi na fa'atulaga i le 0.333mV/s, ma o le va'aiga va'aiga va'aia na fa'atulaga i le -0.3~1.2V vs. OCP.Ina ia mautinoa le saʻo o le suʻega, o tulaga tutusa o suʻega na toe fai faʻatolu.
Polokalama su'ega alaleo fa'alavelave - Versa Studio.O le suʻega na faʻatinoina muamua i se tulaga tumau matala, o le amplitude o le faʻalavelave faʻalavelave faʻafuaseʻi na faʻatulagaina i le 10 mV, ma le fuaina o taimi na faʻatulagaina i le 10-2-105 Hz.fa'amatalaga o alaleo pe a uma su'ega.
Fa'asologa o taimi o su'ega taimi nei: filifili fa'aletonu passivation eseese e tusa ai ma taunu'uga o le anodic polarization curve, fua le It curve i le gafatia faifaipea, ma fetaui ma le lua logarithm curve e fa'atatau le slope o le fa'apipi'i pupuni mo su'esu'ega ata.le faiga o le faʻavaeina o le ata pasivating.
A mae'a ona fa'amautu le voluma ta'avale, fa'atino se su'ega ta'avale Mott-Schottky.Su'ega mafai su'esu'e va'aiga 1.0~-1.0V (vS.Ag/AgCl), fua faatatau 20mV/s, su'ega taimi seti seti i le 1000Hz, fa'ailoga 5mV.
Fa'aaoga le X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) (ESCALAB 250Xi, UK) e fa'ata'ita'i ai le su'esu'ega ma le tulaga fa'a-kemikolo o le ata fa'asa'o i luga i le mae'a ai o le 2205 DSS fa'atūina ata ma fa'atino le fuaina o fa'amaumauga e fetaui lelei ma le fa'aogaina o polokalama sili.fa'atusatusa i fa'amaumauga o spectra atomika ma tusitusiga fa'atatau23 ma fa'avasegaina ile C1s (284.8 eV).O le morphology o le pala ma le loloto o lua i luga o faʻataʻitaʻiga na faʻaalia i le faʻaaogaina o se masini mataʻitusi numera ultra-deep (Zeiss Smart Zoom5, Siamani).
O le faʻataʻitaʻiga na faʻataʻitaʻiina i le gafatia tutusa (-0.6142 V rel. Ag / AgCl) e ala i le faʻaogaina pea o le auala ma le faʻasolosolo o le taimi nei na faʻamauina i le taimi.E tusa ai ma le faʻataʻitaʻiga o le suʻega CPT, o le polarization o loʻo i ai nei e faasolosolo malie ona faʻatuputeleina i le faateleina o le vevela.1 o lo'o fa'aalia ai le vevela mata'utia o le 2205 DSS i totonu o se vaifofo fa'atusa o lo'o iai le 100 g/L Cl- ma le CO2 tumu.E mafai ona iloa i le maualalo o le vevela o le fofo, o le mamafa o loʻo i ai nei e toetoe lava a le suia i le faʻateleina o le taimi o suʻega.Ma ina ua faateleina le vevela o le vaifofo i se tulaga taua, o le density o loo i ai nei faateleina vave, e faailoa ai o le fua faatatau o le faataapeina o le ata pasivating faateleina i le faateleina o le vevela o le fofo.Pe a faateleina le vevela o le vaifofo mautu mai le 2 ° C i le 67 ° C, o le polarization i le taimi nei density o 2205DSS faateleina i le 100µA / cm2, ma o le averesi taua pitting vevela o le 2205DSS o le 66.9 ° C, lea e uiga i 16.6 ° C. maualuga nai lo le 2205DSS.tulaga masani 3.5 wt.% NaCl (0.7 V)26.Ole vevela mata'utia ole lua e fa'alagolago ile malosi fa'aogaina ile taimi ole fuaina: ole maualalo ole malosi ole fa'aogaina, ole maualuga ole fuaina ole vevela ole lua.
Tu'u le pupuni o le vevela mata'utia o le 2205 duplex u'amea u'amea i totonu o se vaifofo fa'atusa o lo'o iai le 100 g/L Cl– ma le CO2 tumu.
I luga o le fig.2 o loʻo faʻaalia ai poloka faʻalavelave ac o le 2205 DSS i fofo faʻataʻitaʻiga o loʻo i ai le 100 g / L Cl- ma le CO2 tumu i vevela eseese.E mafai ona vaʻaia o le ata Nyquist o le 2205DSS i le vevela eseese e aofia ai le maualuga o le maualuga, o le ogatotonu ma le maualalo o le faʻaogaina o le malosi, ma o le tetee-capacitance arcs e le o se semicircular.O le alalaupapa o le capacitive arc e atagia ai le tau tetee o le ata pasivating ma le tau o le faʻafeiloaʻiga o le faʻafeiloaʻiga i le taimi o le tali eletise.E masani ona talia e faapea o le tele o le radius o le capacitive arc, o le sili atu foi lea o le tetee a'a o le substrate uamea i le fofo27.I se vaifofo vevela o le 30 °C, o le radius o le capacitive arc i luga o le ata Nyquist ma le vaega vaega i luga o le ata o le impedance modulus |Z|O le Bode e sili ona maualuga ma 2205 DSS corrosion o le pito maualalo.A'o si'itia le vevela o le vaifofo, o le |Z|impedance modulus, arc radius ma vaifofo tetee faaitiitia, e le gata i lea, o le vaega vaega e faaitiitia foi mai le 79 Ω i le 58 Ω i le vaeluagalemu itulagi, faaalia ai se tumutumu lautele ma se mafiafia apa totonu ma se seasea (porous) vaega pito i fafo o le autu. foliga ose ata e le tutusa28.O le mea lea, a oʻo i le maualuga o le vevela, o le ata faʻafefeteina o loʻo faia i luga o le uʻamea uʻamea e solo ma taʻe, lea e faʻavaivaia ai mea puipuia o le meaʻai ma faʻaleagaina ai le faʻaleagaina o le mea29.
O le faʻaaogaina o le polokalama ZSimDeme e fetaui ma faʻamatalaga o alaleo o le impedance, o loʻo faʻaalia le vaʻaiga tutusa tutusa i le Ata 330, lea o le Rs o le faʻataʻitaʻiga faʻataʻitaʻiga, Q1 o le ata tifaga, Rf o le tetee o le gaosiga o le pasivating, Q2 o le faalua. capacitance layer, ma Rct o le tetee tau felauaiga.Mai i'uga o le fa'apipi'i i le laulau.3 o loʻo faʻaalia ai aʻo faʻatupulaʻia le vevela o le fofo faʻataʻitaʻiga, o le tau o le n1 e faʻaitiitia mai le 0.841 i le 0.769, lea e faʻaalia ai le faʻateleina o le va i le va o capacitors lua-laupapa ma le faʻaitiitia o le mamafa.O le faʻafeiloaʻiga o le faʻafeiloaʻiga o le Rct na faasolosolo malie ona faʻaitiitia mai le 2.958 × 1014 i le 2.541 × 103 Ω cm2, lea na faʻaalia ai le faʻaitiitia malie o le faʻafefe o mea.O le tetee o le fofo Rs na faaitiitia mai le 2.953 i le 2.469 Ω cm2, ma o le capacitance Q2 o le ata pasivating na faaitiitia mai le 5.430 10-4 i le 1.147 10-3 Ω cm2, o le conductivity o le fofo ua faateleina, o le mautu o le ata pasivating faaitiitia. , ma le vaifofo Cl-, SO42-, ma isi) i le ala faʻateleina, lea e faʻavaveina ai le faʻaleagaina o le pasivating film31.O lenei mea e oʻo atu ai i le faʻaitiitia o le tetee o le ata tifaga Rf (mai le 4662 i le 849 Ω cm2) ma le faʻaitiitia o le faʻaogaina o le polarization Rp (Rct + Rf) na fausia i luga o le uamea uʻamea duplex.
O le mea lea, o le vevela o le fofo e aʻafia ai le faʻafefeteina o le DSS 2205. I le maualalo o le vevela o le fofo, o se gaioiga faʻaalia e tupu i le va o le cathode ma le anode i le i ai o Fe2 +, lea e fesoasoani i le vave faʻaumatia ma le pala o le anode, faʻapea foʻi ma le passivation o le ata na faia i luga o le fogaeleele, sili atu atoatoa ma maualuga Density, sili atu tetee tau felauaiga i le va o fofo, faʻagesegese le faʻamavaeina o le matrix uʻamea ma faʻaalia le sili atu o le corrosion teteʻe.A'o fa'atupula'ia le vevela o le vaifofo, o le fa'aitiitia o le fa'afefe o le fa'afefe Rct, o le fua o le tali i le va o ion i le vaifofo fa'avavevave, ma fa'avavevave le fua o le fa'asalalauina o ion fa'amalosi, ina ia toe fa'atupuina ai mea muamua o le pala le mea'ai mai luga o le u'amea.O se ata pa'epa'e manifinifi e fa'avaivaia ai mea puipuia o le mea'ai.
I luga o le fig.Ata 4 o lo'o fa'aalia ai le malosi o le fa'aogaina o pupuni o le 2205 DSS i fofo fa'ata'ita'iga o lo'o iai le 100 g/L Cl- ma le CO2 tumu ile vevela eseese.E mafai ona iloa mai le ata e faapea pe a mafai ona i ai i le tulaga mai le -0.4 i le 0.9 V, o le anode curves i vevela eseese o loʻo i ai itulagi passivation manino, ma le mafai e le tagata lava ia corrosion e uiga i -0.7 i -0.5 V. E pei o le density faateleina le taimi nei e oo atu i le 100 μA / cm233 le anode curve e masani ona taʻua o le pitting gafatia (Eb po o Etra).A oʻo i luga le vevela, faʻaitiitia le vaeluaga o le passivation, faʻaitiitia le malosi o le tagata lava ia, o le maualuga o le corrosion o loʻo i ai nei e foliga mai e faʻateleina, ma o le polarization curve o loʻo agai i lalo i le taumatau, lea e faʻaalia ai o le ata na faia e le DSS 2205 i le faʻataʻitaʻiga fofo o loʻo galue malosi. gaoioiga.mea o loʻo i totonu o le 100 g / l Cl- ma le CO2 tumu, faʻateleina le faʻalogo i le pala, e faigofie ona faʻaleagaina e ions faʻamalosi, lea e oʻo atu ai i le faʻateleina o le pala o le matrix uʻamea ma le faʻaitiitia o le faʻafefeteina.
E mafai ona iloa mai le Laulau 4 e faapea, pe a oso aʻe le vevela mai le 30 ° C i le 45 ° C, o le gafatia o le overpassivation talafeagai e faʻaitiitia teisi, ae o le passivation o loʻo i ai nei density o le tele tutusa e faʻatupulaia tele, e faʻaalia ai o le puipuiga o le ata pasivating i lalo o nei mea. faʻateleina tulaga i le faʻateleina o le vevela.A o'o le vevela i le 60°C, e matua fa'aitiitia le malosi o le pitting, ma e fa'aalia atili lea tulaga pe a si'itia le vevela.E tatau ona maitauina i le 75 ° C o loʻo faʻaalia ai le maualuga o loʻo i ai nei i le ata, e faʻaalia ai le i ai o le faʻafefeteina o le pitting i luga o le faʻataʻitaʻiga.
O le mea lea, faʻatasi ai ma le faʻateleina o le vevela o le fofo, o le aofaʻi o le okesene ua faʻamavaeina i totonu o le vaifofo e faʻaitiitia, o le tau o le pH o le ata tifaga e faʻaitiitia, ma faʻaitiitia le mautu o le ata pasivating.E le gata i lea, o le maualuga o le vevela o le vaifofo, o le maualuga o le gaioiga o ion faʻamalosi i totonu o le fofo ma le maualuga o le faʻaleagaina o le faʻaogaina o ata tifaga o le substrate.Oxides o lo'o fa'atupu i totonu o le ata tifaga e faigofie lava ona pa'u'u ma fa'agaioi fa'atasi ma cation i totonu o le ata tifaga e fa'atupu ai fa'aputuga soluble, fa'atuputeleina ai le avanoa o le pitting.Talu ai ona o le toe faʻafouina o ata tifaga e fai si matala, o le puipuiga o le aʻafiaga i luga o le substrate e maualalo, lea e faʻateleina ai le pala o le uʻamea.O fa'ai'uga o le su'ega fa'atosina malosi e fa'atatau i fa'ai'uga ole fa'ata'ita'iga ole impedance.
I luga o le fig.O le ata 5a o lo'o fa'aalia ai O lo'o pupuni mo le 2205 DSS i se vaifofo fa'ata'ita'i o lo'o iai le 100 g/L Cl– ma le CO2 tu'u.O le mamafa o le pasivation i le taimi nei e pei o se galuega o le taimi na maua ina ua maeʻa le polarization i vevela eseese mo le 1 h i le gafatia o le -300 mV (faʻatatau i Ag / AgCl).E mafai ona iloa o le passivation i le taimi nei density tulaga o le 2205 DSS i le gafatia tutusa ma eseese vevela e matua tutusa lava, ma o le tulaga faasolosolo faaitiitia i le taimi ma e foliga mai e lamolemole.A o faasolosolo malie le vevela o le vevela, o le passivation o le taimi nei o le 2205 DSS ua faateleina, lea na ogatasi ma taunuuga o le polarization, lea na faailoa mai ai foi o uiga puipuia o le ata tifaga i luga o le substrate uamea ua faaitiitia ma le faateleina o le vevela fofo.
Potentiostatic polarization curves o le 2205 DSS i le ata e tasi e mafai ona fausia ma eseese vevela.(a) O le mamafa o le taimi nei ma le taimi, (e) Fa'asologa o ata tuputupu a'e.
Su'esu'e le feso'ota'iga i le va o le va'aiga o lo'o i ai nei ma le taimi i vevela eseese mo le fa'atupuina o ata e tasi, e pei ona fa'aalia i le (1)34:
O le i o le mamafa o le pasivation i le taimi nei e mafai ona fausia ai ata, A/cm2.A o le vaega o le eletise galue, cm2.K o le malifa o le pi'o ua fetaui i ai.t taimi, s
I luga o le fig.5b o loʻo faʻaalia le logI ma le logt curves mo le 2205 DSS i le eseese o le vevela i le mea e tasi e mafai ona fausia ai ata.E tusa ai ma faʻamaumauga o tusitusiga,35 pe a paʻu le laina K = -1, o le ata tifaga na faia i luga o le pito i luga o le substrate e sili atu ona mafiafia ma e sili atu le faʻafefeteina o le uʻamea i le uʻamea.Ma a oʻo i le laina saʻo K = -0.5, o le ata tifaga na faia i luga o le pito e matala, o loʻo i ai le tele o pu laiti ma e le lelei le faʻafefeteina o le uʻamea.E mafai ona iloa i le 30 ° C, 45 ° C, 60 ° C, ma le 75 ° C, o le fausaga o le ata tifaga e suia mai pores mafiafia i pores tatala e tusa ai ma le laina laina filifilia.E tusa ai ma le Point Defect Model (PDM) 36,37 e mafai ona iloa o le faʻaaogaina gafatia i le taimi o le suʻega e le afaina ai le mamafa o loʻo i ai nei, e faʻaalia ai o le vevela e aʻafia ai le fuaina o le anode i le taimi nei i le taimi o le suʻega, o lea o le taimi nei. faateleina i le faateleina o le vevela.fofo, ma le maualuga o le 2205 DSS faʻateleina, ma faʻaitiitia le faʻaleagaina.
O meatotino semiconductor o le vaega ata tifaga manifinifi fausia i luga o le DSS aafia ai lona tetee corrosion38, o le ituaiga o semiconductor ma le mamafa o le ave taavale o le vaega ata tifaga manifinifi aafia ai le ta'e ma pitting o le vaega ata tifaga manifinifi DSS39,40 lea o le capacitance C ma E o o le mea e mafai ona fa'amalieina ai le va'aiga o le MS, o le avanoa avanoa o le semiconductor e fa'atatau i le auala lenei:
I le fua fa'atatau, ε o le fa'atagaina lea o le ata pasiva i le vevela o le potu, e tutusa ma le 1230, ε0 o le fa'ataga gaogao, tutusa ma le 8.85 × 10–14 F/cm, E o le tau lona lua (1.602 × 10–19 C) ;ND o le mamafa o le n-ituaiga semiconductor foaʻi, cm–3, NA o le taliaina density o le p-ituaiga semiconductor, cm–3, EFB o le mafolafola le gafatia, V, K o Boltzmann tumau, 1.38 × 10–3 .23 J/K, T – vevela, K.
E mafai ona fa'atatau le ma'a ma le va'aiga o le laina fa'apipi'i e ala i le fa'apipi'iina o se va'aiga laina i le fua MS curve, fa'aoga fa'aoga (ND), fa'aogaina fa'atosina (NA), ma le malosi fa'alava mafolafola (Efb)42.
I luga o le fig.6 o loʻo faʻaalia ai le Mott-Schottky curve o le pito i luga o se ata 2205 DSS na faia i se vaifofo faʻataʻitaʻiga o loʻo i ai le 100 g / l Cl- ma tumu i le CO2 i se gafatia (-300 mV) mo le 1 itula.E mafai ona va'aia o 'ele'ele manifinifi uma e faia i le vevela 'ese'ese o lo'o iai uiga o le n+p-type bipolar semiconductors.O le n-ituaiga semiconductor o loʻo i ai le filifiliga o le anion solution, lea e mafai ona puipuia ai faʻamaʻi uamea uʻamea mai le faʻasalalau atu i totonu o le fofo e ala i le ata pasi, ae o le p-type semiconductor e iai le filifiliga o le cation, lea e mafai ona puipuia ai anion corrosive i fofo mai passivation crossings O le ata tifaga e sau. i fafo i luga o le mea'ai 26 .E mafai foi ona iloa o loʻo i ai se suiga sologa lelei i le va o pupuni fetaui e lua, o le ata o loʻo i totonu o se tulaga faʻapipiʻi mafolafola, ma e mafai ona faʻaogaina le Efb fusifusi mafolafola e fuafua ai le tulaga o le malosi o le semiconductor ma iloilo lona eletise eletise. mautu43..
E tusa ai ma le MC curve fetaui iʻuga o loʻo faʻaalia i le Laulau 5, o le faʻaogaina o le faʻaogaina (ND) ma le faʻaogaina o le mauaina (NA) ma le malosi faʻapipiʻi Efb 44 o le faasologa tutusa o le tele na fuafuaina.O le tele o le va'a fa'aogaina o lo'o i ai nei e tele lava ina fa'aalia ai le fa'aletonu o le vaega o le va'aiga avanoa ma le fa'aogaina o le ata fa'afefe.O le maualuga o le faʻaogaina o le faʻapipiʻi faʻapipiʻi, o le faigofie foi lea o le malepelepe o le ata tifaga ma maualuga le avanoa o mea e pala45.E le gata i lea, faatasi ai ma le faasolosolo malie o le vevela o le fofo, o le ND emitter concentration i le ata tifaga na siitia mai le 5.273 × 1020 cm-3 i le 1.772 × 1022 cm-3, ma le maualuga o le NA host concentration mai le 4.972 × 1021 i le 4.592. ×1023.cm - e pei ona faʻaalia i le ata.3, o le paʻu paʻu mafolafola e mafai ona faateleina mai le 0.021 V i le 0.753 V, o le numera o ave i le fofo faʻateleina, o le tali i le va o ions i le fofo faʻateleina, ma faʻaitiitia le mautu o le ata tifaga.A'o fa'atupula'ia le vevela o le vaifofo, o le la'ititi o le tau a'ai o le fa'ata'atiaga o le laina fa'atatau, o le tele fo'i lea o le tele o fe'avea'i i totonu o le vaifofo, o le maualuga fo'i lea o le fua o le fa'asalalauina i le va o ion, ma o le tele fo'i o le aofa'i o avanoa avanoa i luga ole vai. luga o le ata tifaga., ma faʻaitiitia ai le uʻamea uʻamea, mautu ma le faʻafefeteina 46,47.
O le vailaʻau vailaʻau o le ata e iai sona aafiaga taua i le mautu o uʻamea uʻamea ma le faʻatinoga o semiconductors, ma o le suiga o le vevela e iai sona aafiaga taua i le fausiaina o se ata uʻamea.I luga o le fig.O le Ata 7 o lo'o fa'aalia ai le XPS atoa ole fusi ole pito i luga ole ata 2205 DSS i se vaifofo fa'atusa e iai le 100 g/L Cl- ma le CO2 tumu.O elemene autu i ata tifaga e faia e meataalo i vevela eseese e tutusa lava, ma o vaega autu o ata tifaga o Fe, Cr, Ni, Mo, O, N, ma C. O le mea lea, o vaega autu o le ata tifaga o Fe Fe. , Cr, Ni, Mo, O, N ma C. Container with Cr oxides, Fe oxides and hydroxides ma sina vaega itiiti o Ni ma Mo oxides.
XPS 2205 DSS spectrum atoa e ave ile vevela eseese.(a) 30°C, (b) 45°C, (c) 60°C, (d) 75°C.
O le fatuga autu o le ata tifaga e fesoʻotaʻi ma le thermodynamic meatotino o mea faʻapipiʻi i totonu o le ata pasi.E tusa ai ma le malosi o le fusifusia o elemene autu i le ata tifaga, tuʻuina atu i le laulau.6, e mafai ona iloa o le tumutumu spectral uiga o Cr2p3/2 ua vaevaeina i uʻamea Cr0 (573.7 ± 0.2 eV), Cr2O3 (574.5 ± 0.3 eV), ma Cr(OH)3 (575.4 ± 0. 1 eV) e pei o. o loʻo faʻaalia i le Ata 8a, lea o le oxide na faia e le elemene Cr o le vaega autu lea i totonu o le ata, lea e taua tele i le faʻaleagaina o le ata ma lona gaioiga eletise.Ole maualuga ole maualuga ole Cr2O3 ile vaega ata e maualuga atu nai lo le Cr(OH)3.Ae ui i lea, a'o fa'atupula'ia le vevela o le vaifofo mautu, e faasolosolo malie lava ona fa'avaivaia le pito maualuga o le Cr2O3, a'o fa'atupula'ia le tumutumu o le Cr(OH)3, lea e fa'aalia ai le suiga manino o le Cr3 + autu i le ata tifaga mai le Cr2O3 i le Cr(OH) 3, ma faateleina le vevela o le vaifofo.
O le malosi o le fusifusia o tumutumu o le fusi o alaleo o Fe2p3 / 2 e masani lava ona aofia ai le fa pito i luga ole tulaga metallic Fe0 (706.4 ± 0.2 eV), Fe3O4 (707.5 ± 0.2 eV), FeO (709.5 ± 0.1 eV ) ma FeOOH (713.1). eV) ± 0.3 eV), e pei ona faʻaalia i le Ata 8b, Fe o loʻo i ai i le ata tifaga faʻaalia i foliga o Fe2 + ma Fe3 +.Fe2+ mai le FeO e pulea Fe(II) i pito pito i lalo ole malosi, ae o Fe3O4 ma Fe(III) FeOOH e pule ile maualuga maualuga o le malosi e fusifusia ai48,49.O le malosi o le Fe3 + peak e maualuga atu nai lo le Fe2 +, ae o le faʻatusatusaina o le Fe3 + peak e faʻaitiitia i le faʻateleina o le vevela o le vaifofo, ma faʻateleina le malosi o le Fe2 + peak, e faʻaalia ai se suiga i le mea autu i le ata tifaga mai Fe3+ i le Fe2+ e fa'ateleina ai le vevela o le vaifofo.
O faʻailoga faʻapitoa o Mo3d5 / 2 e masani ona aofia ai tulaga maualuga e lua Mo3d5 / 2 ma Mo3d3 / 243.50, ae o Mo3d5 / 2 e aofia ai metallic Mo (227.5 ± 0.3 eV), Mo4 + (228.9 ± 0.2 eV) ma Mo6 + (209.4 eV) ), ae o le Mo3d3 / 2 o loʻo iai foʻi le uʻamea Mo (230.4 ± 0.1 eV), Mo4 + (231.5 ± 0.2 eV) ma le Mo6 + (232, 8 ± 0.1 eV) e pei ona faʻaalia i le Ata 8c, o lea o loʻo iai le elemene Mo i le sili atu ma le tolu valence. tulaga o le ata tifaga.O le malosi faʻapipiʻi o faʻamaʻi faʻapitoa o Ni2p3 / 2 e aofia ai le Ni0 (852.4 ± 0.2 eV) ma le NiO (854.1 ± 0.2 eV), e pei ona faʻaalia i le Ata 8g taʻitasi.O le uiga maualuga N1s e aofia ai le N (399.6 ± 0.3 eV), e pei ona faʻaalia i le Ata 8d.O pito maualuga o le O1 e aofia ai le O2- (529.7 ± 0.2 eV), OH- (531.2 ± 0.2 eV) ma le H2O (531.8 ± 0.3 eV), e pei ona faʻaalia i le Ata. O vaega autu o le ata tifaga (OH- ma O2 -) , lea e masani ona faʻaaogaina mo le faʻamaʻiina poʻo le hydrogen oxidation o Cr ma Fe i totonu o le ata tifaga.Ole maualuga ole malosi ole OH- na fa'atupula'ia tele a'o si'itia le vevela mai le 30°C i le 75°C.O le mea lea, faʻatasi ai ma le faʻateleina o le vevela, o le mea autu autu o le O2- i le ata tifaga e suia mai le O2- i le OH- ma le O2-.
I luga o le fig.O le Ata 9 o lo'o fa'aalia ai le fa'ata'ita'iga o le fa'ata'ita'iga 2205 DSS ina ua mae'a fa'ata'atiaga malosi i se vaifofo fa'ata'ita'i o lo'o iai le 100 g/L Cl- ma le CO2 tumu.E mafai ona iloa i luga o le pito i luga o faʻataʻitaʻiga polarized i vevela eseese, o loʻo i ai lua pala o tikeri eseese, e tupu lenei mea i se vaifofo o ions faʻamalosi, ma faʻatasi ai ma le faateleina o le vevela o le vaifofo, e sili atu le ogaoga o le pala i luga o le. luga o faʻataʻitaʻiga.mea'ai.Ole numera ole lua lua ile vaega ole vaega ma le loloto ole nofoaga ole a'a e fa'atupula'ia.
Pi'o a'a o le 2205 DSS i vaifofo fa'ata'ita'iga o lo'o iai le 100 g/l Cl– ma le CO2 tumu i le vevela eseese (a) 30°C, (b) 45°C, (c) 60°C, (d) 75°C c.
O le mea lea, o le siʻitia o le vevela o le a faʻateleina ai le gaioiga o vaega taʻitasi o le DSS, faʻapea foʻi ma le faʻateleina o le gaioiga o ion faʻamalosi i totonu o se siosiomaga faʻamalosi, e mafua ai se tulaga faʻaleagaina i luga o le faʻataʻitaʻiga, lea o le a faʻateleina ai le gaioiga o le pitting., ma o le a faateleina ai le fausiaina o lua pala.Ole fua ole fa'atupuina o oloa o le a fa'atupula'ia ma o le a fa'aitiitia le fa'aleagaina ole meafaitino51,52,53,54,55.
I luga o le fig.10 o lo'o fa'aalia ai le morphology ma le loloto o le pitting o se fa'ata'ita'iga 2205 DSS polarized fa'atasi ai ma se fa'ata'ita'iga fa'akomepiuta fa'akomepiuta ultra maualuga.Mai le fig.O le 10a o loʻo faʻaalia ai na faʻaalia foʻi ni pu laiti laiti e faʻataʻamilo i lua tetele, o loʻo faʻaalia ai o le ata pasi i luga o le faʻataʻitaʻiga na faʻaumatia vaega ma le faʻavaeina o lua ele i le taimi nei, ma o le loloto pito i luga ole 12.9 µm.e pei ona faaalia i le Ata 10b.
O le DSS o loʻo faʻaalia ai le sili atu o le faʻafefeteina, o le mafuaʻaga autu o le ata o loʻo faia i luga o le uʻamea o loʻo puipuia lelei i le fofo, Mott-Schottky, e tusa ai ma iʻuga XPS o loʻo i luga ma tusitusiga e fesoʻotaʻi 13,56,57,58, o le ata tifaga tele. e ui atu i mea nei O le fa'agasologa lea o le fa'ama'iina o Fe ma le Cr.
Fe2+ e faigofie ona faʻamavae ma faʻafefe i le faʻaoga 53 i le va o le ata ma le fofo, ma o le cathodic reaction process e faʻapea:
I le tulaga pala, o se ata e lua-laupapa fausaga e fausia, lea e masani ona aofia ai se vaega totonu o le uʻamea ma le chromium oxides ma se pito i fafo o le hydroxide, ma ions e masani ona tupu i totonu o pores o le ata.O le vailaʻau vailaʻau o le ata pasi e fesoʻotaʻi ma ona uiga semiconductor, e pei ona faʻamaonia e le Mott-Schottky curve, e faʻaalia ai o le tuufaatasiga o le ata pasivating o le n + p-ituaiga ma e iai uiga bipolar.O faʻaiʻuga XPS o loʻo faʻaalia ai o le pito i fafo o le ata tifaga e masani lava ona aofia ai Fe oxides ma hydroxides o loʻo faʻaalia ai meatotino semiconductor n-ituaiga, ma o le pito i totonu e tele lava ina aofia ai Cr oxides ma hydroxides o loʻo faʻaalia ai meatotino semiconductor p-type.
2205 DSS e maualuga le tete'e ona o le maualuga o le Cr17.54 o lo'o i totonu ma fa'aalia ai tulaga eseese o le pitting ona o le microscopic galvanic corrosion55 i le va o fausaga lua.Pitting corrosion o se tasi lea o ituaiga sili ona taatele o le pala i le DSS, ma o le vevela o se tasi lea o mea taua e aʻafia ai le amio o le pitting corrosion ma e iai se aʻafiaga i le thermodynamic ma le kinetic process o le DSS reaction60,61.E masani lava, i se vaifofo faʻataʻitaʻiina ma le maualuga o le Cl- ma le CO2 tumu, o le vevela e aʻafia ai foi le faʻavaeina o le pitting ma le amataina o taʻetaʻe i le taimi o le faʻalavelave faʻafefe o loʻo taʻe i lalo o le faʻalavelave faʻafefe, ma o le vevela ogaoga o le pitting e fuafua e iloilo. le tete'e o le pala.DSS.O meafaitino, lea e atagia ai le maaleale o le uʻamea matrix i le vevela, e masani ona faʻaaogaina e avea o se faʻamatalaga taua i le filifilia o mea i totonu o faʻainisinia talosaga.O le averesi o le vevela mataʻutia o le 2205 DSS i le faʻataʻitaʻiga fofo o le 66.9 ° C, o le 25.6 ° C maualuga atu nai lo le Super 13Cr stainless steel ma le 3.5% NaCl, ae o le maualuga o le pitting loloto na oʻo i le 12.9 µm62.O faʻaiʻuga eletise na faʻamaonia atili ai o vaega faʻalava o le vaega o le vaega ma taimi vaapiapi faʻatasi ma le faʻateleina o le vevela, ma aʻo faʻaitiitia le faʻaogaina o le vaega mai le 79 ° i le 58 °, o le tau o le | Z|fa'aitiitia mai le 1.26×104 i le 1.58×103 Ω cm2.tau felauaiga tetee Rct faaitiitia mai le 2.958 1014 i le 2.541 103 Ω cm2, fofo tetee Rs faaitiitia mai le 2.953 i le 2.469 Ω cm2, ata tifaga tetee Rf faaitiitia mai le 5.430 10-4 cm2 i le 1.147 10-3 cm2.O le faʻauluina o le fofo faʻamalosi e faʻateleina, o le faʻamautu o le faʻamaufaʻailoga uʻamea matrix e faʻaitiitia, e faʻamavae ma faigofie ona taʻe.O le maualuga o le faʻaleagaina o le tagata lava ia na faʻateleina mai le 1.482 i le 2.893 × 10-6 A cm-2, ma le faʻaitiitia o le malosi o le tagata lava ia mai le -0.532 i le -0.621V.E mafai ona iloa o le suiga o le vevela e aʻafia ai le faʻamaoni ma le mamafa o le ata tifaga.
I se isi itu, o se maualuga maualuga o le Cl- ma se vaifofo tumu o le CO2 faasolosolo malie ona faateleina le malosi o le adsorption o Cl- i luga o le luga o le ata tifaga pasi ma le faateleina o le vevela, o le mautu o le ata tifaga e le mautu, ma le puipuiga o le aafiaga i luga o le e vaivai le mea'ai ma fa'atupula'ia le fa'ama'i ile pitting.I lenei tulaga, o le gaioiga o ion corrosive i le fofo e faateleina, o le okesene e faaitiitia, ma o le ata tifaga o mea corrosive e faigata ona vave toe maua, lea e maua ai tulaga sili atu ona lelei mo le adsorption atili o ion corrosive i luga o le fogaeleele.Fa'aitiitia meafaitino63.Robinson et al.[64] na faʻaalia ai faʻatasi ai ma le siʻitia o le vevela o le vaifofo, o le tuputupu aʻe o lua faʻavavevave, ma o le fua o le faʻasalalauina o ion i totonu o le fofo e faʻateleina foi.A oʻo atu le vevela i le 65 °C, o le faʻamavaeina o le okesene i totonu o se vaifofo o loʻo i ai Cl-ions e faʻagesegese ai le faʻaogaina o le cathodic, o le fua o le pitting e faʻaitiitia.Han20 su'esu'e le a'afiaga o le vevela ile amio a'a ole 2205 duplex u'amea u'amea ile si'osi'omaga CO2.O faʻaiʻuga na faʻaalia ai o le siʻitia o le vevela na faʻapupulaina ai le aofaʻi o mea e pala ma le vaega o faʻalavelave faʻafefe i luga o le mea.E faʻapea foʻi, pe a oʻo i le 150 ° C le vevela, o le ata o le oxide i luga o le fogaeleele e malepe, ma o le maualuga o vaʻa e sili ona maualuga.Na su'esu'eina e Lu4 le a'afiaga o le vevela ile amio a'a ole 2205 duplex u'amea u'amea mai le passivation i le fa'agaoioia i totonu ole si'osi'omaga geothermal o lo'o iai CO2.O a latou taunuʻuga o loʻo faʻaalia ai i le vevela o le suʻega i lalo ifo o le 150 ° C, o le ata na faia o loʻo i ai se fausaga amorphous uiga, ma o le atinaʻe i totonu o loʻo i ai se faʻamauaʻoa nickel, ma i le vevela o le 300 ° C, o le mea e maua ai le pala o loʻo i ai se fausaga nanoscale. .-polycrystalline FeCr2O4, CrOOH ma NiFe2O4.
I luga o le fig.11 o se ata o le pala ma le fa'avaeina o ata o le 2205 DSS.A'o le'i fa'aogaina, 2205 DSS o lo'o fa'atūina se ata fa'agasolo i le ea.A maeʻa ona faʻatofuina i totonu o se siosiomaga e faʻataʻitaʻiina se vaifofo o loʻo i ai fofo ma le maualuga o le Cl- ma le CO2, o lona luga e vave ona siʻosiʻomia e le tele o ions faʻamalosi (Cl-, CO32-, ma isi).).J. Banas 65 na oʻo mai i le faaiuga e faapea, i totonu o se siosiomaga o loʻo i ai i le taimi lava e tasi le CO2, o le mautu o le ata pasivating i luga o le mea o le a faʻaitiitia i le taimi, ma o le carbonic acid ua fausia e foliga mai e faʻateleina ai le conductivity o ions i le pasivating. fa'avae.ata tifaga ma le faʻavaveina o le faʻamavaeina o ion i totonu o se ata pasiva.ata tifaga.O le mea lea, o le ata tifaga i luga o le faʻataʻitaʻiga faʻataʻitaʻiga o loʻo i totonu o se tulaga paleni malosi o le faʻamavaeina ma le toe faʻafouina66, Cl- faʻaitiitia le fua o le faʻavaeina o le ata tifaga, ma faʻaalia ni pu laiti i luga o le vaega lata ane o le ata tifaga, pei o fa'aalia i le Ata 3. Fa'aali.E pei ona fa'aalia i le Ata 11a ma le b, e aliali mai i le taimi e tasi tama'i lua e le mautu.A'o fa'atupula'ia le vevela, e fa'atupula'ia le gaioioiga o iona pala i le vaifofo i luga o le vaega o le ata, ma fa'atupula'ia le loloto o tama'i lua e le mautu se'ia o'o ina fa'aulu atoa le vaega o le ata e le manino, e pei ona fa'aalia i le Ata 11c.Faʻatasi ai ma se faʻaopoopoga atili i le vevela o le mea faʻafefeteina, o mea o loʻo i totonu o le CO2 faʻafefeteina e faʻavavevave, lea e oʻo atu ai i le faʻaitiitia o le pH o le vaifofo, o se faʻaopoopoga i le mamafa o lua pito sili ona le mautu i luga o le SPP. , O le loloto o le lua pala muamua e faʻalauteleina ma faʻalolotoina, ma le ata pasivating i luga o le faʻataʻitaʻiga Aʻo faʻaitiitia le mafiafia, o le pasivating o le ata e sili atu ona faʻafefe i pitting e pei ona faʻaalia i le Ata 11d.Ma o fa'ai'uga fa'aeletise na fa'amaonia mai ai o le suiga o le vevela e iai sona a'afiaga i le fa'amaoni ma le mamafa o le ata.O le mea lea, e mafai ona iloa o le pala i vaifofo tumu i le CO2 o loʻo i ai le maualuga o le Cl- e matua ese lava mai le pala i fofo o loʻo i ai le maualalo o le Cl-67,68.
Fa'agasologa o le pala 2205 DSS ma le fa'avaeina ma le fa'aleagaina o se ata fou.(a) Fa'agasologa 1, (b) Fa'agasologa 2, (c) Fa'agasologa 3, (d) Fa'agasologa 4.
O le averesi o le vevela vevela o le 2205 DSS i totonu o se vaifofo faʻataʻitaʻiga o loʻo i ai le 100 g / l Cl- ma le CO2 tumu o le 66.9 ℃, ma le maualuga o le loloto o le pitting o le 12.9 µm, lea e faʻaitiitia ai le faʻaleagaina o le 2205 DSS ma faʻateleina le lagona i le pitting .faateleina le vevela.
Taimi meli: Feb-16-2023