ارزیابی رفتار نیمه هادی لایه رویین فولاد زنگ نزن 304 در محیط قلیایی

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 0/2 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.