贫铀表面脉冲电镀镍的电化学腐蚀行为(二)
2 结果与讨论2.1 线性极化电阻
采用线性极化法测定铀表面脉冲电镀镍、直流电镀镍、金属铀及金属镍样品的线性极化曲线,用Power-Corr软件中极化电阻拟合对线性极化曲线进行拟合,其结果见表1。表中腐蚀电位为线性极化前电极的开路电位。从腐蚀电位看,铀表面直流电镀镍样品的腐蚀电位明显高于裸体铀基体的腐蚀电位,而脉冲电镀镍样品的腐蚀电位又比直流电镀镍样品高,且与金属镍的腐蚀电位接近。这表明铀表面镍镀层存在一定的孔隙,在50g/gC1一电解质溶液中镍镀层与铀基体形成了腐蚀电偶对,所测得的腐蚀电位即电偶电位介于金属镍和金属铀之间,脉冲电镀镍腐蚀电位高于直流电镀镍。根据Mansfeld¨电偶腐蚀中的面积关系可知,脉冲电镀层的致密性优于直流镀层,从而对铀基体具有更好的防腐蚀性能。
从极化电阻拟合结果看,裸体铀的极化电阻最小,其电极过程阻力最小,电极反应最容易进行,因而它最容易腐蚀,腐蚀电流最大;铀表面电镀镍镀层后,其极化电阻呈数量级增加,腐蚀电流急剧下降,这说明镍镀层对铀基体的保护是有效的。从表中数据可以看出,脉冲电镀镍的极化电阻大于直流电镀镍的极化电阻,其腐蚀电流小于直流电镀镍。这主要是由于脉冲电镀镍较细的晶粒有效地降低了镀层的孔隙率、提高了镀层的致密性,从而改善了对铀基体的防腐蚀性能。
2.2 动电位极化曲线
采用动电位极化技术可以研究电极在较大极化范围内的极化特性,由于电极电位的变化,电极表面双电层特性也在不断地变化,从而直接导致电极过程动力学的变化。铀表面脉冲电镀镍、直流电镀镍、金属铀及金属镍样品的动电位极化曲线见图1。由图1可以看出,铀表面脉冲电镀镍与直流电镀镍和金属镍都具有类似的极化特性。在腐蚀电位附近,极化电流随极化过电位的增大而快速增加,表明电极过程受电子转移的电化学活化控制。当阳极极化到弱极化区后,极化电流随极化电位的升高而增大,但极化曲线的斜率愈来愈大,即电极过程的阻力越来越大,镍镀层出现了“伪钝化”现象],电子在电子导体(镀镍铀电极)与离子导体(50g/gCI一水溶液)之间的转移越来越困难。当极化电位进一步升高,极化曲线出现转折点。在转折点以上附近极化电流迅速增加,说明镍镀层出现了点蚀,局部活性点构成了大阴极小阳极的腐蚀原电池,从而加速了样品的腐蚀。
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