不锈钢表面Pd系合金薄膜制备及其在不同环境中的应用

　　论文摘要：不锈钢是工业、科技、国防等领域应用最广泛的材料之一。但不锈钢在非氧化性环境例如高温稀酸介质以及含有侵蚀性离子的介质中，由于表面的钝化膜不稳定，不能有效地保护基体，腐蚀速率显著升高。本文研究了利用电沉积方法在不锈钢表面制备钯系合金薄膜的技术，通过表面镀钯层促进不锈钢的钝化，提高不锈钢在非氧化性介质中的耐蚀性。在304、316L不锈钢表面用电刷镀方法制备了结构致密、附着力良好的Pd膜，膜层厚度约2-3微米，在沸腾20% H2SO4溶液中可使不锈钢的腐蚀速率降低3个数量级以上。研发了Pd-Cu合金膜，膜层中铜的含量可以在3-6%之间调整，随Cu%提高镀膜的硬度提高，在含有400mg/L的Br-离子并加有625r/min搅拌的沸腾醋酸-甲酸混合介质中，Pd-Cu合金膜显示了优异的耐蚀性。利用脉冲镀制备了Cr-Pd合金镀层，其中Pd含量可以在10-90%之间控制，含10%Pd的Cr-Pd合金镀层在沸腾硫酸中即显示出优异耐蚀性。在模拟质子交换电池工作环境（80℃ 0.5 mol L-1 H2SO4 + 2 ppm F- 溶液）中，316L不锈钢表面镀Pd或者Cr-Pd膜层都显著提高不锈钢的耐蚀性，腐蚀速率降低约三个数量级，同时表面接触电阻大幅度降低。研究制备了不锈钢表面电沉积Pd-Co膜，膜层中Co的含量在20 at.%到60 at.%范围内可控，膜层硬度最高可达700HV左右，在含100 g/L SiO2的80℃，20 wt.% H2SO4溶液、含0.005 M Br-且有搅拌的沸腾甲乙混酸溶液和含有固态浆料的模拟PTA等环境中，Pd-Co膜层都显示了优异的耐冲刷腐蚀性能。此外，在不锈钢表面还制备了Pd-Ni-Mo合金膜，在NaOH溶液中Pd-Ni-Mo合金膜显示了优异的析氢反应活性及良好的耐蚀性，来源于合金化表面对析氢反应的高活性以及实际表面面积增大。利用此项技术可以显著提高不锈钢在特定环境中的耐蚀性，同时研究了能够对在用不锈钢设备实施大面积电刷镀钯系合金薄膜的技术，工程试验结果表明能够有效延长不锈钢在特定高温、强还原性腐蚀介质中的服役性能。

       时间：12月5日下午

　　报告人：左禹   北京化工大学

　　个人简介

　　现任北京化工大学教授，博士生导师，现任中国腐蚀与防护学会监事长、国际腐蚀理事会（ICC）理事、教育部科技委委员暨材料学部委员、金属腐蚀与防护国家重点实验室学术委员会委员兼客座研究员等学术职务。

　　主要研究方向为金属局部腐蚀机理、电化学测试及表面保护技术；负责完成了国家自然科学基金、支撑计划、国防基础及配套等各类科研项目50余项，在国内外核心学术期刊上。发表论文330余篇，获国家科技进步二等奖1项，部级科技进步奖5项。

左禹先生