点蚀形核机制的透射电子显微学研究
2018-12-13马秀良
中国材料进展 2018年11期
张 波,马秀良
(中国科学院金属研究所 沈阳材料科学国家研究中心,辽宁 沈阳 110016)
1 前 言
钝性金属材料具有优异的耐腐蚀能力,但是当其应用于含有侵蚀性阴离子(如Cl-)的环境中时,易发生点蚀。点蚀是一种腐蚀集中于金属表面很小范围内并深入到金属内部的腐蚀形态。这种腐蚀形式的破坏性和隐患性极大,而且难以控制[1-4]。点蚀已成为腐蚀领域中的经典问题,一直为人们所关注[1, 4-20]。点蚀通常分为形核、长大和稳定3个阶段。点蚀形核是点蚀发生的第一步,一旦完成就可能迅速扩展进而形成稳定的点蚀坑,所以点蚀形核发生的难易程度在一定程度上影响着材料的抗点蚀性能。延长点蚀形核的诱导期、减缓点蚀形核的速率等都将有效提高材料的抗点蚀能力,这需要对点蚀形核阶段的机理有深入的认识。近几十年来,由于受到研究手段空间分辨率的限制,虽然人们对点蚀机理的研究从未间断,但是对于点蚀形核阶段一些问题的认识尚不清楚甚至存在一些争议,这制约了对点蚀机理的深入认识及抗点蚀措施的改进。
点蚀形核机制的研究实际上就是回答点蚀“在哪里(where)、为什么(why)以及如何(how)开始”的问题。钝性金属材料的点蚀首先发生的是钝化膜的局部击破。钝化膜发生局部破坏,本质上是膜的性质不均一造成其与Cl-的交互作用存在差异导致的。钝化膜性质的不均一与两方面因素密切相关:一是材料基体的结构特征,二是钝化膜自身的性质。……
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