بررسي رفتار الكتروشيميايي فولاد زنگ نزن 304 در ناحيه رويين گذرا

Investigation of the Electrochemical Behavior of 304 Stainless Steel in Transpassive Region

در اين تحقيق، خواص لايه رويين گذرا تشكيل شده بر روي فولاد زنگ نزن 304 در محلول 5/0 مولار اسيد سولفوريك با استفاده از روش طيف سنجي امپدانس الكتروشيميايي بررسي شد. براي اين منظور، لايه هاي رويين گذرا به صورت پتانسيوديناميك در پتانسيل هاي انتخابي در مدت زمان 30 دقيقه تشكيل و سپس آزمون هاي طيف سنجي امپدانس الكتروشيميايي انجام شدند. براي آزمون هاي طيف سنجي امپدانس الكتروشيميايي، از پتانسيل تحريك 10 ميلي ولت و دامنه فركانسي 100 كيلو هرتز تا 10 ميلي هرتز استفاده شد. نتايج نشان داد كه در بازه پتانسيلي 85/0 تا VSCE 90/0، در فركانس هاي بالا يك حلقه خازني و در فركانس هاي كم يك حلقه القايي مشاهده مي شود. حلقه خازني در فركانس هاي بالا نشان دهنده انتقال عيوب توسط ميدان با قدرت بالا در لايه رويين گذرا و حلقه القا به واسطه رفتار آرامش بار منفي سطحي تشكيل شده توسط تجمع جاهاي خالي كاتيوني در فصل مشترك لايه رويين گذرا / محلول بود. اين در حالي است كه در محدوده پتانسيلي 95/0 تا VSCE 00/1، علاوه بر دو حلقه فوق، يك رفتار شبه خازني در فركانس هاي كم نيز مشاهده شد كه ناشي از آزاد شدن اكسيژن بود. در اين ناحيه، افزايش پتانسيل تشكيل لايه منتج به كاهش هم زمان مقاومت بار منفي سطحي، مقاومت در برابر مهاجرت عيوب و القاي مربوط به جذب اجزاي الكتروشيميايي شد.

In this study, the properties of transpassive film formed on 304 stainless steel in 0.5 M sulfuric acid has been examined using electrochemical impedance spectroscopy (EIS). For this purpose, transpassive films were formed potentiostatically at selected potentials for 30 minutes and then EIS measurements were done. For EIS measurements, an excitation voltage of 10 mV and an applied frequency ranging from 100 kHz to 10 mHz have been used. Results showed that in the potential rang 0.85-0.90 VSCE, a high frequency capacitive and a low frequency inductive observed. The high frequency capacitive loop reflects the high field assisted migration of defects in the transpassive film, and the inductive loop at intermediate frequencies is due to the relaxation of the negative surface charge formed by the accumulation of cation vacancies at the transpassive film/solution interface. In addition, in the potential rang 0.95-1.00 VSCE, the faradic pseudo capacitance is detected. In this region, by increasing the potential, Rt, RSC and LSC are decreased.