بررسی تشکیل و انحلال لایه پسیو بر آلیاژ گاما تیتانیم آلومیناید

در این کار تحقیقاتی به بررسی رفتار پسیواسیون و پایداری آلیاژ گاما تیتانیم آلومیناید در الکترولیت های اسیدی اسید سولفوریک، اسید نیتریک و اسید پرکلریک پرداخته شده است. به منظور بررسی رفتار پسیواسیون این آلیاژ و همچنین دست یافتن به درکی مناسب از خواص حفاظت کنندگی و ویژگی های الکتریکی لایه پسیو تشکیل شده در سطح این آلیاژ که به عنوان یک نیمه هادی در نظر گرفته میشود از تکنیک های الکتروشیمیایی مانند پلاریزاسیون پتانسیودینامیک، طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی و آنالیز مت شاتکی، و از مدل عیب نقطه ای (point defect model) برای تحلیل رفتار الکتروشیمیایی استفاده شده است. بررسی های انجام شده نشان داد این آلیاژ همانند فلزات سازنده آن دارای رفتار پسیواسیون است. تحت تاثیر خاصیت اکسیدکنندگی محیط اسیدی در محیط هایی مانند اسید سولفوریک، اسید نیتریک و اسید پرکلریک منحنی پلاریزاسیون و منطقه پسیواسیون این آلیاژ تغییر می کند. افزایش خاصیت اکسیدکنندگی سبب ایجاد مناطق پتانسیلی پسیواسیون باریک تر با جریان پسیواسیون بیشتر می شود. بنابر بررسی های مت شاتکی لایه اکسید تشکیل شده در سطح آلیاژ، لایه ای نیمه هادی نوع n با دانسیته نقایص در محدوده(cm-3) 1020-1019 است که تشکیل لایه اکسید با خاصیت حفاظت کنندگی خوب را در سطح این آلیاژ نشان می دهد. علاوه بر این تاثیر متغیرهای گوناگون بر رفتار پسیواسیون و خواص لایه پسیو این آلیاژ بررسی شده است که از جمله این فاکتورها میتوان به غلظت الکترولیت (ph الکترولیت)، سرعت تشکیل لایه پسیو و پتانسیل تشکیل لایه پسیو اشاره کرد. افزایش غلظت، افزایش سرعت روبش و پتانسیل تشکیل کمتر منجر به افزایش دانسیته نقایص در محدوده اشاره شده می شود. برای بررسی میزان پایداری لایه اکسید تشکیل شده در سطح این آلیاژ از تست پلاریزاسیون چرخه ای در دوالکترولیت پایه مختلف حاوی یون های کلر با مقادیر مختلف استفاده شد و بدین ترتیب اثر مقدار یون کلر در محلول و همچنین اثر الکترولیت پایه بر پایداری لایه پسیو مورد بررسی قرار گرفت. آلیاژ گاما تیتانیم آلومیناید در حضور یون کلر دچار خوردگی حفره ای و افزایش غلظت یون کلر منجر به افزایش تعداد و اندازه حفرات شد. برای مشخصه یابی لایه پسیو تشکیل شده در سطح این آلیاژ از تکنیک پراش اشعه ایکس کمک گرفته شد. نتایج این مشخصه یابی حضور اکسید آلومینیوم کریستالی را در کنار فازی آمورف در این لایه نشان داد و فاز آمورف به اکسید تیتانیم تشکیل شده در سطح نسبت داده شد.