Page 41 - 腐蚀与防护2024年第十一期

褚栋良, 等: 在含 U 模拟地下水溶液中 p H 对纯铁腐蚀行为和还原沉积 U 的影响
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弱酸性条件下, 溶液中 H 含量较大, 使纯铁试样表 化学体系特征, 用 Zview 软件拟合得到该腐蚀体系
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面活性增强, 加速试样的腐蚀; 在弱碱性条件下, 纯 的等效电路如图4所示。相应拟合获得的溶液电阻
铁试样表面形成钝化膜, 对纯铁的腐蚀起到抑制作 等电
R s 、 常相角元件参数Y 0 以及电荷转移电阻R t
用, 进而提升了纯铁试样的耐蚀性。 化学参数如表3所示。从拟合数据可以看出, 随着
2.2 电化学阻抗谱 p H 的增大, 电荷转移电阻逐渐增加, 这表明纯铁的
纯铁在含 U 模拟地下水中的电化学阻抗谱 耐蚀性逐渐提升。
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( EIS ) 如图 2 和 3 所示。从 N yq uist图可见: 不同
p H 条件下, 电化学阻抗谱均为单一的容抗弧, 未出
现斜率为45° 直线段, 表明不同 p H 条件下纯铁试样

的反应机制相同, 均由电荷转移过程控制; 随着 p H
的降低, 容抗弧半径逐渐减小, 当 p H 为9.2时容抗
弧半径最大, H 为5.2时容抗弧半径最小。高频区
p
的容抗弧与界面电荷的传递及金属表面钝化膜的致
密性相关。容抗弧的半径越大, 电荷转移电阻越大,
试样的耐腐蚀性能越好。所以随着 p H 的降低, 纯
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图2 纯铁在不同 p H 的含 U 模拟地下水中的 N yq uist 图
铁在含 U 模拟地下水环境中的耐蚀性逐渐降低。
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Fi g .2 N yq uistdia g ramof p ureironinsimulated g roundwater
结 合Bode 图及纯铁在模拟地下水溶液中腐蚀电 containin gU atdifferent p H

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图3 纯铁在不同 p H 的含 U 模拟地下水中的 Bode图
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Fi g 3 Bodedia g ramsof p ureironinsimulated g roundwatercontainin gU atdifferent p H a am p litudevsfre q uenc y dia g ram

b p hasean g levsfre q uenc y dia g ram
2.3 模拟地下水中 U 含量的变化
图5为不同 p H 条件下模拟地下水中 U 含量
随浸泡时间的变化曲线。从图5中可以看出, 在试

图4 纯铁在含 U 模拟地下水中的等效电路
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Fi g .4 E q uivalentcircuitof p ureironinsimulated
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g roundwatercontainin gU
表3 等效电路的各参数值

Tab.3 Parameters ofthee q uivalentcircuit
-n
2
2
/(·
/(·
/(·
p H R s Ωcm ) R ct Ωcm ) Y 0 Ss · cm -2 )

-4
5.2 129.4 2635 1.90×10

-4
6.2 121.2 5248 1.75×10

-4
7.2 128.7 6099 1.50×10 图5 不同 p H 条件下模拟地下水中 U含量随浸泡时间的变化曲线

8.2 123.8 10305 1.39×10 -4
Fi g .5 CurvesofUcontentwithimmersiontimeinsimulated

-4
9.2 126.7 17180 2.38×10
g roundwateratdifferent p H
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