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冷却水流量计不锈钢电极的抗腐蚀性能,主要原因是由于表面覆盖着一层极薄(约1nm厚)致密的钝化膜。这是这层钝化膜隔离了腐蚀性流体介质,成为不锈钢电极防护的基本屏障。
不锈钢电极钝化具有动态特征,不应看作腐蚀完全停止,而是形成扩散的阻挡层,使阳极反应速度大大降低。
对不锈钢电极,通常在冷却水流量计有还原剂(如氯离子)情况下倾向于破坏钝化膜,而在氧化剂(如空气和水)存在时能保持或修复钝化膜。
不锈钢电极放置于空气和水中会形成氧化膜,但这种膜的保护性不够完善,速度也很慢,不锈钢电极用XPS(X-ray photoelectronspectroscopy)光电能谱设备进行的表面化学分析量化图。
是未经工艺处理的电磁流量计电极表面向内不同深度主要元素铬(Cr)、氧(O)、铁(Fe)的含量比率。可以看到,在深度约1nm位置铬的含量约20%,即表示钝化膜为贫铬层。右图为经过机械研磨抛光或酸洗、化学抛光等工序进行钝化处理工艺措施,使铁与铁的氧化物比铬与铬的氧化物优先溶解,去掉了贫铬层,造成铬在不锈钢表面的富集,在深度约1nm位置铬的含量约达30%。
这种富铬钝化膜的极化电位(SCE)可达1.0V,接近贵金属金、铂的极化电位,因此,冷却水流量计不锈钢得以提高抗腐蚀的稳定性。不同的钝化处理方法也会影响膜的成分与结构,从而影响不锈性。
如通过电化学改性处理,可使钝化膜具有多层结构,在阻挡层形成CrO3或Cr2O3,或形成玻璃态的氧化膜,使不锈钢能发挥最大的耐蚀性。
不锈钢电极的耐腐蚀主要依靠表面钝化膜,如果钝化膜不完整或有缺陷,不锈钢仍会被腐蚀,当然仍然会出现流体噪声。