Образование полупроводниковой наноструктуры на поверхности аустенитной стали

Abstract

С помощью электрохимических исследований показано, что на межфазных границах 10Х20Н9Г6/H₂SO₄ – 1 М, легированных x% масс. Y, при различных температурах существует полупроводниковый слой n-типа, обеспечивающий повышение коррозионной стойкости. Анализ импедансных данных в рамках теории Мотта-Шоттки указывает, что для данной системы полупроводниковая пленка вырождена, концентрация легирующей примеси ND превышает 1⋅10²⁷ м⁻³ и поэтому распределение носителей заряда подчиняется статистике Ферми-Дирака. Микроструктурные исследования, определение микрохимической неоднородности, состава и распределения НВ в наплавленном металле выполняли с помощью электронных микроскопов “Comebаx” фирмы “Comeсa” и “Comscan-4” с приставкой для микрорентгеноспектрального анализа “Link System 860”. Определение состава пассивных пленок проводили с помощью метода электронной ОЖЕ-спектроскопии на спектрометре JAMP-10S фирмы JEOL. Установлено, что сварные швы, микролегированные РЗМ, обладают в 3 – 4 раза большей коррозионной стойкостью по сравнению со сварными швами, полученными с помощью серийных электродов.

Внаслідок електрохимічних досліджень було показано, що на міжфазових межах 10Х20Н9Г6/ H₂SO₄ – 1M, що бyли легіровані х% за масою Y, при різних температурах існує напівпровідниковий шар n-типу, що забезпечує підвищення корозійної стійкості. Аналіз даних імпедансу в рамках теорії Мотта-Шотткі свідчить, що для даної системи напівпровідникова плівка є виродженою, концентрація легіруючої домішки ND перевищує 1⋅10²⁷м⁻³, і тому розподіл носіїв заряду підкоряється статистиці Фермі-Дірака. Мікроструктурні дослідження, визначення мікрохимічної нерівномірності, складу та розподілу НВ у наплавленому металі виконували за допомогою електронних мікроскопів “Comebax” фірми “Comeca” та “Comscan-4” з пристрієм для мікрорентгеноструктурних аналізів “Link System 860”. Визначення складу пасивних плівок проводили за допомогою методу електронної Оже-спектроскопії на спектрометрі “JAMP-10S” фірми “JEOL”. Було встановлено, що зварювальні шви, що були мікролегіровані РЗМ, мають в 3 – 4 рази більшу корозійну стійкість в порівняннізізварювальними швами, що були виготовлені за допомогою серійних електродів.

The thesis is paper to investigation of welds corrosion resistance of austenitic chrome-nickel (18-8) and chrome-nickel-molybdenum (18-8-2) stainless steel samples. The welds were micro-alloyed with rareearth metals (REM) and their compounds. Investigation has shown that the metal anodic solution was hindered and metal passivation occured more readily when welds were micro-alloyed by Y and/or its compounds and by complex mixture of Y and Ce. It was established that auto solution currents after full passivation REM-containing Cr-Ni-Mo metal are smaller than it has been observed for initial variant. Yttrium optimal content was 0,0025 – 0,0032 mass.%.A structural change leads to the micro-chemical heterogeneity decrease (especially for samples with Ni and Cr) and ensures continuous formation of passive protective films enriched with REM. The analysis of dependences Cω→∞^−2 = f(Е) were with usage of the theory Mott-Schottka’s and Grilikhes’s approach enabled to show that implantation Y in the chrome-nickel alloy converts its surface layer into the semi-conductor state. This remarkable fact leads to more uniform electrode potential distribution on metal surface of the welding compound and hinders local corrosion development.