銅電極在弱堿性介質(zhì)中腐蝕行為的研究-全文預(yù)覽
【正文】 cyclicvoltammetiy,ellipsometry,effective— mediummodel,corrosion 銅及其合金是應(yīng)用廣泛的金屬 ,但同時也是容 易被腐蝕的材料 ,其腐蝕機理和防 護一直是人們關(guān) 注的問題 .人們利用各種電化學(xué)方法 .如動電位掃 描 ,電化學(xué)阻抗譜 ,旋轉(zhuǎn)圓盤電極等方法研究了銅腐 蝕的動力學(xué)過程 ....一 ,并借助于多種現(xiàn)代化測試手 段 ,如 x光電子能譜法 ,x射線衍射法 ,橢圓偏光法 , 光電化學(xué)方法和掃描電鏡等等 u??JoZ,對銅表面氧 化膜的化學(xué)組成 ,結(jié)構(gòu) ,形貌等進行了分析測定 ,在 這些研究的基礎(chǔ)上提出了可能的銅氧化膜生長機 理 .研究結(jié)果表明 .銅的腐蝕產(chǎn)物與腐蝕介質(zhì)組成 , 口 H值 ,極化條件 ,溫度等因素有很大關(guān)系但目前對 銅的腐蝕 ,鈍化機理中的許多重要問題還存在 著爭 論 .例如 ,一般認為在堿性介質(zhì)中腐蝕會生成 Cu20 及 CuO/Cu(OH),的混合物 to].Ord 等學(xué)者認為銅 電極表面的鈍化主要是因為反應(yīng)生成了致密的 Cu,O,它對電極具有一定的保護作用 Ya~mshita及其同事認為 CuO 更為致密 ,更能起到保 護作用 l5l5這表明目前對銅電極的研究雖多 ,但對氧 化膜的組成以及膜的生長規(guī)律還需要進行更多的研 究工作 . 橢圓偏光法是通過分析入射橢圓偏振光在樣品 表面反射時光偏振狀態(tài)所發(fā)生的變化來確定樣品或 表面薄膜的光學(xué)常數(shù)和厚度等物理量的 方法這些 物理量的改變可以直接或間接地提供在表面或界面 上發(fā)生的物理 ,化學(xué)變化的信息 1].橢圓偏光法作 為一種靈敏的現(xiàn)場測試手段 ,和電化學(xué)等技術(shù)相結(jié) 合 ,可以對金屬腐蝕過程中膜的生成與溶解 ,膜的變 形等現(xiàn)象進行動態(tài)檢測 ,進而可以更合理地推測有 關(guān)電化學(xué)反應(yīng)機理 . 本文利用循環(huán)伏安法和現(xiàn)場橢圓偏光法對銅在 弱堿性介質(zhì)中的溶解 ,鈍化過程進行了研究 .根據(jù)有 效介質(zhì)膜模型處理了光學(xué)試驗結(jié)果 ,得到了不同周 期 ,不同電位下對應(yīng)氧化膜的組成及厚度的變化 ,有 助于更全面地認識銅腐蝕 ,鈍化過程 ,進而為銅 材料 的使用和保護提供理論依據(jù) . 1實驗 實驗采用三電極體系 .參比電極為飽和甘汞電 極 (SCE),本文報道的電位如不特別指明均相對于 此電極 .輔助電極為大鉑片 .工作電極為純度為 %(質(zhì)量分數(shù) )的圓形銅塊封裝于聚四氟乙烯 中僅露出直徑為 ,經(jīng) 90 號水砂紙 和絨布機械拋光后 ,用丙酮 ,重蒸水 ,乙醇 ,重蒸水依 次沖洗干凈后放入電解池 .電解液為硼砂一硼酸緩 沖溶液 ,其中 Na,2B4O7(北京市化學(xué)試劑廠 )濃度為 ?L..,通過加入 HBO7(北京市新光化學(xué)試 劑 廠 )調(diào)節(jié)溶液【為 ,溶液采用分析純試劑和重 蒸水配制 ,在循環(huán)伏安實驗前先通入氮氣 后將工作電極在一 5n 以移去空 氣中形成的氧化膜 .實驗在室溫下進行 . 電化學(xué)實驗使用 PARCM175信號發(fā)生器 , PARCM173恒電位儀和四川儀表廠 TYPE3036X— Y 記錄儀 。銅電極在弱堿性介質(zhì)中腐蝕行為的研究 2G01年第 59 卷 第 8期 .12161221 化學(xué) ACFACIK’~ l籃 雷驚雷 銅電極在弱堿性介質(zhì)中腐蝕行為的研究 李凌杰張勝濤 c 蔡生民 a李荻楊邁之 a (北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院北京 100871) (北京航空航天大學(xué)材料科學(xué)與工程系北京 100083) (重慶大學(xué)應(yīng)用化學(xué)系重慶 4ooo44) 摘要應(yīng)用循環(huán)伏安法和現(xiàn)場橢圓偏光法研究了弱堿性介質(zhì)中銅的腐蝕 ,鈍化過程 ,井用二組分有效介質(zhì)模型對光 學(xué)實驗結(jié)果進行了擬舍結(jié)果表明金屬銅在腐蝕達副穩(wěn)態(tài)時其表面氧化膜具有一定的組成和厚度 。CuO 的還原可以在小于一 045V()的電位范圍內(nèi)與 CuaO 的 還原同時進行 .橢圓偏 光實驗不僅與電化學(xué)和光電化學(xué)實驗的結(jié)果一致 ,還能定量地確定膜的厚度 ,折射率等性質(zhì) 。通過 △一曲線 可以定量地求得膜的折射率 ,厚度等數(shù)值 11].從圖 中可以看出 ,第一循環(huán)內(nèi)電位往正電位方向掃描時 , △值在一 ～ +025V之間逐漸減小 ,對應(yīng)于銅
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