Skip to main content
SUPERVISOR
Masoud Atapoor,Mohmmad ali Golozar
مسعود عطاپور (استاد راهنما) محمدعلی گلعذار (استاد راهنما)
 
STUDENT
AhmadReza Dorali
احمدرضا درعلی بنی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1390

TITLE

The semiconducting properties of passive films formed on AISI 304 in alkaline solutions
Nowadays, stainless steel reinforcements appear as an effective solution to increase the durability of reinforced concrete structures exposed to very aggressive environments. AISI 304 stainless steel is widely used as reinforcement in concrete. The high corrosion resistance of this type of stainless steel is due to formation of a thin film (a few nm thickness), but highly protective that limits ionic and electronic conductivity. The barrier properties of passive film deteriorates and, consequently breaks down due to presence and diffusion of chloride ions. In this work the properties of passive film formed on AISI 304 stainless steel in 0.2 M NaOH solution was investigated. In the potential rang of passive film formation, growth of the passive film reduced current density and increased polarization resistance. The point defects within the passive film were cation vacancies. Therefor, the passive film was identified as the p-type one. The electron acceptor density decreased with increasing the passive film formation potential. The thickness of the passive film was increased linearly with the film formation potential. These observations were in good agreement with the predictions of the point defect model. Also, it was concluded that, the corrosion current density increased and corrosion potential decreased by increasing the chloride concentrations. The point defect density within the passive film increased with increasing the chloride concentration. The effect of immersion time in the absence and presence of chloride ion was also evaluated using EIS technique. In chloride containing solutions, the impedance parameters were lower than no chloride solution. Also, by increasing the chloride content, impedance parameters were decreased more quickly. Keywords: stainless steel, passive film, electrochemical impedance, pitting corrosion, Mott–Schottky analyses
امروزه استفاده از فولادهای زنگ نزن به عنوان یکی از مهم ترین روش های افزایش پایداری بتن های تقویت شده در محیط های بسیار خورنده است. فولاد زنگ نزن 304 یکی از مهم ترین انواع فولادهای زنگ نزن می باشد که بطور عمده در بتن ها مورد استفاده قرار می گیرد. مقاومت به خوردگی این نوع فولاد به خاطر تشکیل فیلم محافظ می باشد که ضخامت این فیلم در حدود چند نانومتر بوده و اغلب اوقات باعث کاهش هدایت یونی و الکترونی می شود. یون کلر با نفوذ در لایه رویین خواص حفاظتی آن را کاهش داده و نهایتا منجر به شکست لایه رویین می گردد. در این تحقیق خواص لایه رویین تشکیل شده بر روی فولاد زنگ نزن 304 در محلول هیدروکسید سدیم 2/0 مولار در پتانسیل های مختلف بررسی شد. در محدوده پتانسیل رویین شدن، رشد لایه رویین باعث کاهش چگالی جریان و افزایش مقاومت پلاریزاسیون شد. لایه رویین تشکیل شده به علت غلظت بالاتر گیرنده های الکترونی (جاهای خالی کاتیونی) نسبت به دهنده های الکترونی (جاهای خالی اکسیژنی) رفتار نیمه هادی نوع-p را نشان داد. با افزایش پتانسیل تشکیل لایه رویین، مقادیر چگالی گیرنده های الکترونی کاهش و ضخامت لایه رویین به طور خطی افزایش یافت که مطابق پیش بینی مدل عیب نقطه ای بود. در ادامه اثر یون کلر بر روی خواص الکتروشیمیایی و نیمه هادی لایه رویین تشکیل شده مورد ارزیابی قرار گرفت. افزایش یون کلر موجب افزایش چگالی جریان خوردگی وکاهش پتانسیل خوردگی گردید. غلظت عیوب موجود در لایه رویین در حضور یون کلر، افزایش یافته در حالی که مقاومت پلاریزاسیون کاهش یافت. هم چنین اثر زمان غوطه وری بر رفتار الکتروشیمیایی لایه رویین در حضور یون کلر مورد ارزیابی قرارگرفت. نتایج نشان داد که در محلول فاقد یون کلر با گذشت زمان، مقادیر امپدانس الکتروشیمیایی افزایش یافت. در محلول های حاوی یون کلر، مقادیر امپدانس در مقایسه با محلول های بدون کلر کمتر بود. از طرف دیگر با افزایش یون کلر مقادیر امپدانس الکتروشیمیایی در زمان های کوتاه تری،کاهش یافت. کلمات کلیدی فولاد زنگ نزن، لایه رویین، امپدانس الکتروشیمیایی، خوردگی حفره ای، آزمون موت- شاتکی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی