AISI304不锈钢钝化膜在电解质溶液中腐蚀时的半导体性质

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电化学方法腐蚀原奥氏体晶界的研究

电化学方法腐蚀原奥氏体晶界的研究摘要：在原奥氏体不锈钢中，晶界遭受的腐蚀是一种广泛存在的问题。

因此，本研究采用电化学方法研究了原奥氏体晶界的腐蚀行为。

实验结果表明，晶界上的铬浓度较低，钝化能力较弱，会导致晶界的腐蚀。

此外，氯离子也是引起晶界腐蚀的主要因素之一。

因此，加强合金设计和合理控制工艺参数是防止原奥氏体不锈钢晶界腐蚀的有效途径。

关键词：原奥氏体，晶界腐蚀，电化学方法，铬浓度，氯离子正文：一、引言原始奥氏体不锈钢（AISI 304）是一种普遍用于工业和生活中的钢铁材料。

然而，由于在制造和使用中容易受到外界环境的影响，晶界处的腐蚀成为了制约其使用寿命的主要问题之一。

因此，研究原奥氏体晶界的腐蚀行为对于提高其抗腐蚀性能具有重要意义。

二、实验方法本研究采用电化学方法研究原奥氏体晶界的腐蚀行为。

具体实验步骤如下：（1）选取原奥氏体不锈钢试样，并对试样进行表面处理，除去试样表面的杂质和氧化物。

（2）制备电解质溶液，以模拟试样在真实环境中遭受的腐蚀。

实验中使用的电解质为3.5% NaCl溶液。

（3）将试样分为两组，一组浸泡在电解质溶液中，另一组则为对照组，不进行处理。

（4）使用电位扫描仪对试样进行电位扫描，记录试样的电位随时间的变化情况，并分析试样的阴极极化曲线和阳极极化曲线。

三、实验结果及分析实验结果显示，原奥氏体不锈钢晶界的铬浓度较低，钝化能力弱，容易出现腐蚀。

在电位扫描时，试样的阳极极化曲线表现出了加速腐蚀的趋势，说明晶界对于腐蚀的敏感性大于其它位置。

此外，氯离子也是导致晶界腐蚀的主要因素之一。

实验中，将电解质中氯含量由0.1M提高至0.5M，试样受到的腐蚀速率也相应提高。

四、结论通过电化学方法研究了原奥氏体不锈钢晶界的腐蚀行为。

实验结果表明，晶界上的铬浓度较低，钝化能力较弱，会导致晶界的腐蚀。

氯离子是引起晶界腐蚀的主要因素之一。

加强合金设计和合理控制工艺参数是防止原奥氏体不锈钢晶界腐蚀的有效途径。

3.5%25NaCl溶液中AISI304不锈钢的电化学行为及有机硅涂层的防护

ａｎｄｔｈｅｎｄｅｃｒｅａｓｅｄｇｒｅａｔｌｙａｆｔｅｒｉｍｍｅｒｓｉｏｎｆｏｒ１２０１ｄ．ＴｈｅＥＩＳｃｈａｎｇｅｄｔｏｓｏｍｅｅｘｔｅｎｔｗｈｅｎｔｈｅｓｔｅｅｌｗａｓｃｏａｔｅｄｗｉｔｈｏｒｇａｎｉｃＳｉｌｉｃ。ｎｐａｉｎｔ．ＥＩＳｃｏｎｓｉｓｔｅｄ０ｆｏｎｌｙｓｉｎａｅｃａｐａｃｉｔａｎｃｅａｒｃｄｕｒｊｎｇｉｎｉｔｉａｌｉｍｍｅｒ— ｓｉｏｎｓｔａｇｅ，ｓｈｏｗｉｎｇａｈｉｇｈｃｏｒｒｏｓｉｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ．ＴｈｅＥＩＳｃｏｎｓｉｓｔｅｄｏｆｔｗｏｃａｐａｃｉｔａｎｃｅａｒｃｓｗｈｅｎｔｈｅｃｏａｔｅｄｓａｍｐｌｅｗａｓｉｍｍｅｒｓｅｄｆｏｒｍｏｒｅｔｈａｎ１ｄ，ｏｎｔｈｅ∞ｎｔｒａｒｙ，ｔｈｅＥＩＳｃｏｎｓｉｓｔｅｄｏｆｓｉｎｇｌｅｃａｐａｃｉｔａｎｃｅａｒｃａｌｌｔｈｅｔｉｍｅｆｏｒｔｈｅｎａｋｅｄｓｔｅｅｌ．ＫＥＹＷＯＲＤＳ：ＡＩＳｌ３０４ｓｔａｉｎｌｅｓｓｓｔｅｅｌ；ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ；ｏｒｇａｎｉｃｓｉｌｉ∞ｎｐａｉｎｔ
不锈钢的自腐蚀电位随浸泡时间的延长而迅速ｉＦ是由于不锈钢表面形成钝化膜后，新鲜金属与溶液
移，这是由于不锈钢表面经过砂纸打磨以后表面露的有效接触面积减小造成的，而后趋于稳定，浸泡
出了新鲜的金属，放入到未经过除氧处理的溶液中＋
１２０天后双层电容大大增加，这是由于活性ｃｌ一离
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ＥＬＥＣＴＲＯＣＨＥＭＩＣＡＬＢＥＨＡＶｌ０ＲｏＦＡｌＳｌ３０４ＳＴＡＩＮＬＥＳＳＳＴＥＥＬＩＮ３．５％ＮａＣｌＳＯＬＵＴｌ０ＮＡＮＤＩＴＳＰＲＯＴＥＣＴⅡｏＮＢＹｏＲＧＡＮＩＣＳＩＬＩＣｌｏＮＰＡＩＮＴ

钢筋钝化膜半导体性能的MottSchottky研究

钢筋钝化膜半导体性能的MottSchottky研究一、内容概览钢筋作为建筑材料，在现代建筑中扮演着至关重要的角色，它主要承担着承受压力、抗拉断和传递荷载等关键功能。

钢筋的钝化膜是一种化学现象，指的是钢筋表面形成的一层氧化膜，这层膜可以保护钢筋免受腐蚀。

而金属氧化物半导体的MottSchottky研究，则是研究这类半导体材料在电场作用下，电子能带结构和导电机制的一种技术手段。

在一项关于钢筋钝化膜半导体性能的研究中，研究者们可能会聚焦于钝化膜的微观结构、形成机制以及与金属导体的界面反应等方面。

他们可能会探讨如何通过改变钝化条件来优化钝化膜的耐蚀性，或者研究如何在极端环境下（如高温、高湿环境）维持钝化膜的效果。

他们还可能探索如何将这种研究应用于实际建筑材料的开发中，以提高建筑物的耐久性和安全性。

钢筋钝化膜的形成和性质与MottSchottky效应的研究对象——金属氧化物半导体材料——是两个截然不同的领域。

钢筋的钝化处理是一种工程技术应用，而MottSchottky效应则属于物理学和材料科学的研究范畴。

在撰写关于钢筋钝化膜半导体性能的MottSchottky研究的文章时，应确保文章的内容和焦点与该领域的实际研究相关，并清晰地区分这两个不同的研究领域。

1. 钢筋的广泛应用与重要性强度与稳定性：钢筋因其高强度和良好的韧性，能够有效提高建筑结构的承载能力和抗震性能。

耐久性：经过适当处理的钢筋能够在各种环境条件下保持长期稳定，不易发生腐蚀或劣化。

经济性：与其他建筑材料相比，钢筋的成本相对较低，且能够为建筑提供较高的性价比。

施工效率：钢筋的加工和连接方式简便，有利于提升施工速度和施工效率。

工业化生产：钢筋的工厂化生产和预制构件能够满足大规模建设的需要，实现资源的优化配置和成本节约。

钢筋的性能研究和改良对于推动建筑行业的科技进步、节能减排以及实现可持续发展具有重大意义。

在钢筋的广泛应用中，我们必须认识到钢筋表面钝化膜的形成对其性能的影响。

不锈钢载波钝化膜的半导体性质

ｃｅｐａｎｓｔｆｃｏｉｅｓｍｉｎｕｔｇｂｈｖｒｏｅｆｍｒｄｏ０ｔｉ１ＢｓｅｙｕｊｇＡ．．帅ｘｌｉａｉａｔｒｙｔｅｃｄｃｉｅａｉｆｔｌｆｍｅｎ３４８ａｎｅｔｌ吕Ｖｓｌｈｏｎｏｈｉｏ８ｅｂｎ
维普资讯
２０年第６０２０卷
第１，３ —３期０６
化学学报
ＡＣｒＧＭＩＡ￣ｑＣＡＡＨＩＣＩ
Ⅷ ．６０．２００２Ｎ口１．３０—３６
不锈钢载波钝化膜的半导体性质
张俊喜，。乔亦男曹楚南，张鉴清・
周国定。
（上簿电力学院电化学研究室
国家电力公司热力设备腐蚀与防护重点实验室上海２０９）０ｏｏ
杭州３０２）１０７沈阳１０１）１Ｏ６金属腐蚀与防护国家重点实验室
（浙江大学化学系（中国科学院金属研究所摘要
运用交漉阻抗法和光电化学法研究了不锈钢载波钝化膜层的半导体性质．讨论了交流阻抗测试中扰动频率
ｐｓｉａｏａｓｖｆｎ．ｉ
Ｋｅ￣ｒｓＡ．Ｖ＋ｐｓｉｆｎ．ｐｓｉｅｆｍ，ｓｍｉｏｄｃｉｇｐｏｅｔｓａＩｅｓｓｅｙｄａｓｖｉａｏａｓｖｄｅｃｎｕｔｒｐｒｅ，ｉｌｓｔｌｎｉＩｅ
ＳｍｉｏｄｃｉｇＰｏｅｔｓｏｓｖｅｃｎｕｔｎｒｐｒｅｆＰ￣ｅＦｉＦｒｄｏｌｉｌｍｏｍｅｉ

不锈钢钝化膜耐蚀性与半导体特性的关联研究

通过极化曲线 & 交流阻抗谱和钝化膜半导体特性等电化学测量 ! 研究了经电化学阳极氧化处理的不锈
’ 钢钝化膜在 %’& *BCD$ E+F- 溶液中耐蚀性能与其半导体特性的关系 ! 进一步探索电化学改性处理不锈钢钝化膜的耐蚀机理 ’ 结果表明 ! 不锈钢钝化膜在负于平带电位范围表现为 ! 型半导体 ! 在高于平带电位范围表现为 " 型半导体 ! 这主要与组成钝化膜的 G4 和 F8 氧化物半导体性质有关 ’ 与自然条件下形成的不锈钢钝化膜比较 ! 发现经过电化学阳极氧化后不锈钢钝化膜具有较低的施主与受主浓度 ! 平带电位负移 ! 说明阴离子在钝化膜表面发生吸附 ’ 低的施主与受主浓度及钝化膜表面负电荷的增强 ! 可有效排斥侵蚀性 F-D在钝化膜表面的特性吸附 ! 有利于提高不锈钢的耐局部腐蚀性能 ’ 关键词 " 不锈钢 ! 钝化膜 ! 耐腐蚀性 ! 电化学阻抗谱 ! 半导体特性
对于 , 型半导体 #
% ! *+ 3 *()(678 + %! !!!4&-9 &
其中 ! !4 是真空介电常数 ! ! 为半导体介电常数 $ 取值 %:’;%! & 为电子电荷 ! -5 和 -9 分别为施主和受主浓度 ! ( 是所施加的电位 ! (67 为平带电位 ! * 是玻尔兹曼常数 ! + 为绝对温度 ’ 由此测量不同电位下的空间电荷层电容 ! 并通过 %<%! 对电位 ( 作图 ! 可判定半导体的类型 ! 并获得半导体的两个重要参数 ! 施主或受主的浓度和平带电位 ’ 与本征半导体相比 ! 金属或合金钝化膜的 ,-..))/0-..12 线性范围比较窄 ! 施主或受主的浓度范围一般在 %4%=>%4!!

不锈钢钝化膜在不同环境下半导体特性的研究的开题报告

不锈钢钝化膜在不同环境下半导体特性的研究的开题报告1.研究背景不锈钢具有优良的抗腐蚀性能和耐久性，广泛应用于各种领域。

然而，在一些特定的环境中，不锈钢表面容易形成钝化膜层，使不锈钢的半导体特性发生改变。

因此，钝化膜在不同环境下半导体特性的研究具有重要的理论和应用意义。

2.研究目的本研究旨在系统地研究不锈钢钝化膜在不同环境下半导体特性的变化规律，探索影响钝化膜半导体特性的关键因素，为进一步提高不锈钢的性能提供理论和实验依据。

3.研究内容（1）不锈钢钝化膜的制备方法及特性分析对不锈钢表面钝化膜的制备方法进行总结和比较，并通过扫描电子显微镜、电化学阻抗谱等分析方法，研究钝化膜的成分组成、厚度、电学性质等特性。

（2）钝化膜在不同环境下的半导体特性研究通过控制不同的环境因素（如温度、湿度、氧化剂浓度等），研究钝化膜在不同环境下的电学、光电、热电等半导体特性的变化规律，探索不同环境因素对钝化膜半导体特性的影响机理。

（3）关键因素的分析和对比通过对不同环境下钝化膜半导体特性的分析和对比，探索影响钝化膜半导体特性的关键因素，并为进一步提高不锈钢的性能提供理论和实验依据。

4.研究方法（1）实验法：采用电化学阻抗谱、光电学、热电学等实验方法，研究不锈钢钝化膜在不同环境下的半导体特性。

（2）理论分析法：结合实验结果，分析钝化膜半导体特性变化的机理和影响因素，并探索半导体特性的优化途径。

5.预期成果（1）总结不锈钢钝化膜制备方法及特性分析。

（2）揭示不锈钢钝化膜在不同环境下半导体特性的变化规律和机理，并分析影响半导体特性变化的关键因素。

（3）为进一步提高不锈钢的性能，提供理论和实验依据。

AISI304不锈钢钝化膜在电解质溶液中腐蚀时的半导体性质

AISI304不锈钢钝化膜在电解质溶液中腐蚀时的半导体性质王超1,支玉明2,盛敏奇1,钟庆东1,周国治1,3,鲁雄刚1,褚于良4(1.上海大学现代冶金与材料制备重点实验室,上海200072; 2.宝山钢铁股份有限公司,上海201900;3.北京科技大学冶金与生态工程学院,北京100083;4.上海大学分析测试中心,上海200444)摘要:应用电位-电容测试和M ott-Schottky分析技术研究了AISI304不锈钢钝化膜在电解质溶液中的半导体性质。

结果表明,不锈钢钝化膜在氢氧化钠溶液中,随着浸泡时间延长,半导体类型转变电位发生负移;在硫酸、硫酸钠两种溶液中转变电位无明显变化。

随着腐蚀时间的延长,溶液中不锈钢钝化膜的载流子密度逐渐增加,其载流子密度在几种溶液中从小到大的顺序依次为硫酸钠,氢氧化钠,硫酸。

不锈钢在三种溶液中的M o tt-Scho ttky曲线均出现频率分化,其原因可能为钝化膜中载流子的产生-复合存在时间效应;在氢氧化钠溶液中,钝化膜腐蚀的主要原因为富铬层导电能力增强;在硫酸、硫酸钠两种溶液中,钝化膜腐蚀的主要原因为富铁层导电能力的增强。

关键词:M o tt-Scho ttky分析;不锈钢;腐蚀;载流子;时间效应;导电能力中图分类号:T G172.6 文献标识码:A 文章编号:1005-748X(2009)06-0369-04Semiconductor Characters of Passive Film on AISI304Stainless Steel Surface in Electrolytesduring Corrosion ProcessWANG Chao1,ZH I Yu-m ing2,SH ENG M in-qi1,ZH ONG Qing-dong1,CH OU Kuo-chih1,3,LU Xiong-gang1,CH U Yu-Liang4(1.Shanghai U niv ersity,Shanghai200072,China; 2.Baoshan Ir on&Steel Co.,Ltd.,Shang ha i201900,China;3.U niv er sity of Science and T echnolog y Beijing,Beijing100083,China;4.A nalysis and T est ing Center,Shang hai U niv er sity,Shang hai200444,China)Abstract:T he semico nduct or cha racters of A ISI304st ainless steel s passive film during co rr osio n pro cess in thr ee typical electro ly tes w ere investig ated by using pot entia-l capacit ance measurement and M ott-Schottky analy sis.Passiv e film on the surface of the stainless steel w as constructed fro m t wo different types o f semiconducto r film in electro ly tes under study.In sodium hy dr ox ide,the semico nduct or-t ype-transitio n potential had an obvious negative drifting,w hile in the other tw o elect ro lyt es,the t ransitio n potential had no obvious change w ith immer sion time.Charg e carr ier density in the passiv e film increased wit h immer sion time.T he charg e carr ier densit y at1000H z in these thr ee so lutio ns could be listed in an ascending o rder o f sodium sulfate,sodium hydro xide and sulfuric acid.Fr equency dependence,appeared in all M o tt-Scho ttky plots of AISI304stainless steel's passive film,co uld be attr ibut ed to the time effect in generatio n-recombination pro cess of char ge car rier s.T he main cause of passive film's cor ro sion o n the st ainless steel sur face in sodium hydro xide solut ion was the r ising conductibility of chro mium-rich lay er,while in the other tw o so lutions it w as due to the ascending conductance o f ir on-rich layer.Key words:M ott-Schottky analysis;stainless steel;cor rosion;charg e car rier;t ime effect;conductibility不锈钢的耐腐蚀性能很大程度上决定于表面钝收稿日期:2008-10-11;修订日期:2008-11-26基金项目:国家自然科学基金(Gr ant N o.50571059, 50615024),2007教育部新世纪优秀人才支持计划项目(N CET-07-0536),教育部创新团队IRT0739项目资助。

304L不锈钢钝化膜的半导体性能研究

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｐａｓｓｉｖｅｆｉｌｍｆｏｒｍｅｄｏｎ３０４ＬｓｔａｉｎｌｅｓｓｓｔｅｅｌｉｎｓｕｌｆｕｒｉｃａｃｉｄｓｏｌｕｔｉｏｎｗｅｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｂｙｃａｐａｃｉｔａｎｃｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｂａｓｅｄｏｎＭｏｔｔ — ＳｃｈｏｔｔｋｙａｎａｌｙｓｉＳ，ａｎｄｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｆｉｌｍｆｏｒｍａｔｉｏｎｐｏｔｅｎｔｉａ１．ｆｏｒｍａｔｉｏｎｔｉｍｅａｎｄｐＨｖａｌｕｅｏｆｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅｏｎｔｈｅｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｅｐａｓｓｉｖｅｆｉｌｍｗｅｒｅａｌｓｏｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｒｅｖｅａｌｅｄａｎｐ－ｎ — Ｐｔｙｐｅｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｏｆｐａｓｓｉｖｅｆｉｌｍｏｎｓｔａｉｎｌｅｓｓｓｔｅｅｌ，ｔｈｅｉｍｐｕｒｉｔｙｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｐａｓｓｉｖｅｆｉｌｍｉｎｃｒｅａｓｅｄｗｉｔｈｔｈｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｐｏｔｅｎｔｉａｌｃｈａｎｇｉｎｇｔｏｐｏｓｉｔｉｖｅ，ａｎｄｄｅｃｒｅａｓｅｄｗｉｔｈｐｒｏｌｏｎｇｉｎｇｔｈｅｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎｔｉｍｅ，ｔｈｉＳｃａｎｂｅｉｌｌｕｓｔｒａｔｅｄｂｙｔｈｅｃｈａｎｇｉｎｇｏｆｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｔｈｅｐａｓｓｉｖｅｆｉｌｍｆｏｒｍｅｄｏｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆｏｒｍａｔｉｏｎｐｏｔｅｎｔｉａｌＳａｎｄｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎｔｉｍｅ．ＴｈｅｐＨｖａｌｕｅｓｏｆｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅｃａｎｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙａｆｆｅｃｔｔｈｅｆｌａｔ

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结果表明,不锈钢钝化膜在氢氧化钠溶液中,随着浸泡时间延长,半导体类型转变电位发生负移;在硫酸、硫酸钠两种溶液中转变电位无明显变化。

随着腐蚀时间的延长,溶液中不锈钢钝化膜的载流子密度逐渐增加,其载流子密度在几种溶液中从小到大的顺序依次为硫酸钠,氢氧化钠,硫酸。

联系方式:王超,wangchao6260@hotma 化膜的致密性及导电能力,于是关于不锈钢钝化膜的研究成为金属腐蚀与防护研究领域的一个热点。

李金波等[1]的研究工作已经证明不锈钢表面的钝化膜是具有半导体性质的金属氧化膜,这层氧化膜由p型富铬层与n型富铁层组成;程学群等[2]用EIS 和M ott-Schottky曲线研究了316L不锈钢在醋酸369第30卷第6期2009年6月腐蚀与防护CO RRO SION&PRO T ECT IO NV ol.30 N o.6June2009溶液中钝化膜的电化学性质。

有关腐蚀介质中的半导体行为,以往研究得最多的电解质体系是氯化钠溶液、硫酸钠溶液和硼砂-硼酸缓冲溶液,其中林玉华等[3]研究了经电化学阳极氧化处理的不锈钢钝化膜在5%N aCl溶液中耐蚀性能与其半导体特性的关系,探索了电化学改性处理不锈钢钝化膜的耐蚀机理;钟庆东等[4]为了解室温硫化(RTV)涂膜在电解质液膜下的半导体转变规律,采用M ott-Scho ttky 分析技术研究了该涂膜在5%硫酸钠溶液中浸泡时的半导体导电行为,说明M ott-Schottky分析技术在研究膜层于电解质溶液中的半导体行为方面,不仅仅限于金属钝化膜;李楠等[6]通过动电位极化曲线和M ott]Scho ttky分析等电化学测试手段,探讨了轧制纳米块体304不锈钢与普通304不锈钢在0.05m ol/L H2SO4+0.05m ol/L NaC1溶液中钝化膜的耐Cl-侵蚀性能;葛红花等[7]通过M ott-Schottky分析、EIS及阳极极化曲线研究了硼酸-硼砂缓冲溶液中硫离子对不锈钢钝化膜耐蚀性能的影响。

虽然对于不锈钢在电解质溶液中的钝化行为应用半导体理论已经做了大量的讨论,但是在溶液中不锈钢钝化膜随浸泡时间和测试频率的不同,其载流子密度的变化及差异,几乎还没有涉及到。

本工作通过电位-电容测试和M ott-Schottky分析,研究了304不锈钢表面在硫酸、氢氧化钠、硫酸钠溶液中形成钝化膜的半导体性质。

1 实验方法与原理将 10mm、高1cm的304不锈钢柱形试样,经除油和除锈处理,其中一个横截面焊接长15cm的塑料皮包覆的铜导线,钢柱外部套 16m m,长2cm 的PVC工程塑料管,使另一个圆柱横截面与塑料管环截面同心、共面,在塑料管和钢柱之间灌注环氧树脂,固化后打磨,露出未接导线的圆柱横截面作为工作面,用金相砂纸逐级打磨并抛光至800目,用去离子水、无水乙醇、去离子水依次清洗,空气中干燥后备用。

电化学实验在三电极体系中进行,辅助电极为Pt电极,参比电极为饱和甘汞电极(SCE)。

试验用化学药品均为分析纯,用去离子水配制成5%的溶液(硫酸为0.5m ol/L)。

被测溶液在水浴锅中恒温30 。

电极在不同浸泡时间进行中频区(500H z、1000H z、3000H z)电位-电容测试,载流子密度计算及其随时间的变化比较一律采用1000H z 数据。

测试仪器为CH I660C型电化学工作站(上海辰华公司生产)。

Peterson等[8-10]的研究证明,当金属电极表面的半导体膜处于电解质溶液中时,半导体膜有耗尽的空间电荷层存在,其电容-电位关系符合著名的M ott-Schottky公式:对于n型半导体有:1C2sc=20eN D(U-U fb-kTe)对于p型半导体有:1C2sc=-20eN A(U-U fb-kTe)其中:C sc为空间电荷层电容; 为半导体的介电常数(本文取常用的15.6F/m)[5]; 0为真空介电常数(8.854 10-12F/m);e为电子电量;N D,N A分别为供体密度和受体密度;U为外加电位;U fb为平带电位;k为波尔兹曼常数;T为绝对温度。

所以,通过电容-电位测试得到C-2sc与外加电位U的直线关系,根据斜率可以求得N D和N A,对掺杂半导体来说,载流子密度与供体密度或受体密度相等。

电化学测试得到的电容实际上为C sc与C H(H elm ho ltz层电容)的串联电容,于是1/C=1/C sc+1/C H,但相对于C sc来说,C H较大,所以进行M ott-Schottky分析时C H的影响常常不予考虑[11]。

实验中不锈钢表面钝化膜均为在空气及溶液中自然生长而成。