γ_Ν相在3.5%NaCl溶液中钝化膜的半导体性能

采用等离子体源渗氮技术在AISI 304L奥氏体不锈钢表面制备高氮面心结构的γΝ相层。运用电化学的方法测试了γΝ相层在3.5%(质量分数) NaCl溶液中的阳极极化曲线和Mott-Schottky曲线,并借助点缺陷模型(PDM)计算了γΝ相层钝化膜的施主浓度、受主浓度、平带电位和氧空位扩散系数。结果表明:γΝ相层钝化膜的阳极极化曲线呈现活化溶解-自钝化-过钝化溶解过程,自腐蚀电位Ecorr较原始不锈钢提高了323 mV (SCE),维钝电流密度Ip降低一个数量级,耐蚀性能明显提高。γΝ相层钝化膜具有双层结构,在负于平带电位区间内钝化膜呈p型半导体性质,在高于平带电位区间内钝化膜呈n型半导体性质,且相比原始不锈钢,γΝ相层钝化膜内施主浓度和受主浓度更低,平带电位负移。根据PDM模型计算出原始不锈钢和γΝ相层钝化膜内氧空位扩散系数分别为1.22×10-16和7.96×10-17cm2/s,说明γΝ相层钝化膜绝缘性和致密性更好。

核电用304L奥氏体不锈钢等离子体源渗氮

对核电用304L奥氏体不锈钢进行450℃×6 h等离子体源渗氮处理,对比研究了渗氮前后改性层的组织与性能。结果表明:304L奥氏体不锈钢渗氮后,表面获得了厚度约为15μm,峰值氮浓度可达25at%的单一面心结构的γ_Ν相改性层,其最大显微硬度高达1320 HV0.025,干摩擦条件下,γ_Ν相改性层的磨损体积由原始不锈钢的0.102 mm^3降低至9.26×10^(-3)mm^3,磨损机制由黏着磨损转变为氧化磨损,耐磨性能显著提高。在3.5%Na Cl溶液和p H=8.4硼酸溶液中,γ_Ν相改性层的自腐蚀电位比原始不锈钢分别提高了323 m V和75 m V,耐蚀性能明显改善。