电化学渗氮对不锈钢表面结构的影响
2024-04-18 14:43:13 作者:材料研究学报 来源:材料研究学报 分享至:
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陈真勇, 魏欣欣, 徐妍婷, 张波, 马秀良. 电化学渗氮对不锈钢表面结构的影响[J]. 材料研究学报, 2024, 38(3): 161-167

CHEN Zhenyong, WEI Xinxin, XU Yanting, ZHANG Bo, MA Xiuliang. Effect of Electrochemical Nitriding on the Surface Structure of Stainless Steel[J]. Chinese Journal of Materials Research, 2024, 38(3): 161-167 

DOI:10.11901/1005.3093.2023.201

电化学渗氮对不锈钢表面结构的影响

陈真勇1,2, 魏欣欣3, 徐妍婷1,2, 张波3, 马秀良3,4

1. 中国科学技术大学材料科学与工程学院 沈阳 110016
2. 中国科学院金属研究所 沈阳材料科学国家研究中心 沈阳 110016
3. 松山湖材料实验室 大湾区显微科学与技术研究中心 东莞 523830
4. 中国科学院物理研究所 北京 100190

摘要

使用原子力显微技术和透射电子显微技术等手段,研究了电化学渗氮的304L不锈钢多尺度下表面结构的演变。结果表明,在电化学渗氮电位下304L不锈钢表面发生了钝化膜的局部阴极还原、金属基体的微区阳极溶解以及溶解的金属阳离子再沉积,从而形成了起伏幅度为几十纳米的微观粗糙表面。在扫描透射成像模式下进行的超级能谱分析结果表明,表面沉积物的主要组成是Fe的氧化物,进一步佐证了在渗氮过程中发生了Fe的微区阳极溶解和Fe阳离子的再沉积过程。

关键词:材料表面与界面; 表面结构演变; 电化学渗氮; 透射电子显微技术; 原子力显微技术; 304L不锈钢
图4 304L不锈钢电化学渗氮前后的剖面显微图像

图6 304L不锈钢渗氮前后的电化学阻抗谱

结论

(1) 在电化学渗氮过程中304L不锈钢的表面变得粗糙,表面起伏幅度约为100 nm。

(2) 在电化学渗氮电位下电极表面伴随着微阳极溶解和金属离子在微阴极的再沉积,从而产生了微观起伏的粗糙表面。

(3) 电化学渗氮提高了304L不锈钢的抗点蚀性能,提高了金属/氧化膜的界面性能,支持了N使不锈钢耐蚀性提高的界面富集机制。

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