第二章 腐蚀膜形貌及成份分析
摩擦腐蚀与腐蚀磨损ppt
5）材料的基体组织和性能
• 钢铁材料的基体组织与耐磨性的关系指出 ，基体组织的耐磨性—一般按铁素体、珠 光体、贝氏体和马氏体的顺序递增。
• 在实际工作中选用耐磨材料并不是如此简 单，一个普遍的观念是“硬度越高的材料 耐磨性越好”。适合于较低接触应力、较 低滑动速度的滑动磨料磨损条件。
• 相反，在高接触应力、高冲击或相对滑动 速度快、磨料硬而锐利的情况下不适用。
不形成切削
形成 切削
图2-18
脆性材料
3．微观断裂(剥落)磨损机理
• 在磨损过程中，大多数材料表面都会发生塑性变形 ，但脆性材料(如陶瓷、玻璃、碳化物等)或含有硬 而脆的第二相质点的材料在与磨料作用时，断裂机 理可能占主导地位，脆性材料或脆性相将产生断裂 或剥落，因此磨损量比塑性材料的磨损量大
施加载荷较大、磨料尖锐以 及材料的断裂韧度与硬度的 比值愈低时，材料愈趋向于 压痕断裂。材料的硬度决定 了磨料颗粒可能压入的深度。
• 犁沟变形模型如图：
图2-11 因塑性变形发生去除的两种机制 • （a）犁沟；（b） 微观切屑；（c）切屑模型
图1-4 磨料磨损机制
• 迎角(也叫冲角)是指磨料前面与材料表面间的夹 角(下图示)。
• 磨料能否切削材料与迎角α有关，只有当迎角大 于临界迎角时，才能产生切屑；反之，如果迎 角小于临界迎角，则只能产生塑性犁沟，将材料 推向沟槽的两侧及前沿。
• (3)流体(润滑)摩擦 – 相对运动的两物体表面完全被流体隔开时产生的摩擦 称为流体(润滑)摩擦。当流体为液体时称为液体摩擦 ，流体为气体时称为气体摩擦。流体摩擦时摩擦发生 在流体内部。
• (4)边界(润滑)摩擦 – 介于干摩擦和流体(润滑)摩擦之间的一种摩擦形式， 摩擦表面间存在着一层极薄的润滑膜，这层润滑膜的 存在使得边界摩擦较之干摩擦状态有很大改善，但还 不足以将两摩擦表面完全分隔开。
第二章3材料腐蚀原理
由于金属的平衡电极电位与金属本性、溶液成分、温度和压力有 关，有些情况下不易得到平衡电极电位的数值，为简便起见，通 常利用25℃时金属的标淮电极电位作为电化学腐蚀倾向的热力学 判据。 E：
该可逆电池的电动势E标与该金属电极的标准电极电位E(或表 示为E M n+/M)的关系为
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活化极化
a
浓差极化
c
电阻极化
r
金属离子进入溶液里 的速度小于电子从阳 极迁移到阴极的速度 ，则阳极上会有过多 的带正电荷金属离子 积累，阳极电位向正 方向移动，产生阳极 极化。
溶入到溶液中的 金属离子扩散缓 慢时，会使阳极 附近的金属离子 浓度增加，阻碍 金属继续溶解， 产生阳极极化。
金属表面形成钝化 膜，阳极过程受到 阻碍，金属的溶解 速度显著降低，阳 极电位剧烈向正方 向移动，称为电阻 极化
阴极极化程度越大．说明阴极过程受阻越严重。由于阴极过 程与阳极过程为共轭过程，因此阴极极化同样可以减缓金属 腐蚀。
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极化的原因
极化现象的本质在于，电子 的迁移(当阳极极化时电子离 开阳极，阴极极化时电子流 入电极)比电极反应及其有关 的连续步骤完成得快
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ห้องสมุดไป่ตู้
2、阴极过程
• 如果没有去极化剂存在，转移到阴极区的电于将积累起来 ，在阴、阳极区之间建立电场，阻碍电子进入阴极区，进 而使阳极溶解难以发生。因此、发生电化学腐蚀的基本条 件是腐蚀电池和去极化剂同时存在，或者说阳极过程和阴 极过程必须同时进行。 电化学腐蚀的阴极去极化剂有H+,O2,NO3-,Cr2O7-，高价金 属离子及一些易被还原的有机化合物等，这些去极化剂发 生的反应主要有如下几种类型：
温度对二氧化碳腐蚀产物膜形貌特征的影响
基金项目：国家重点基础研究发展规划（!"#）项目（$%!!!&’(&&)）和国家自然科学基金（*+,(&-#%&-&）资助。
作者简介：林冠发，男，%!’&年)月生，%!.(年毕业于西北大学化学专业，现为西安交通大学博士生，主要从事有机化学和材料方面的研究。
/01234：43567.&.!%’#,8+1文章编号：&-(#"-’!"（-&&)）&#"&%&%"&(温度对二氧化碳腐蚀产物膜形貌特征的影响林冠发%，-白真权%，-赵新伟%，-郑茂盛%路民旭#（%9西安交通大学材料科学与工程学院陕西西安"%&&)!；-9中国石油天然气集团公司管材研究所陕西西安"%&&’(；#9北京科技大学材料科学与工程学院北京%&&&.#）摘要：在高温高压静态釜中对#种油、套管钢材*.&、:%%&和;((进行了<=-腐蚀模拟试验。
用扫描电子显微镜（>/?）对比分析了腐蚀产物膜的厚度和表面平均晶粒大小随着温度改变的规律。
结果显示，#种材料所得到的腐蚀产物膜的纵向形貌为双层结构；其膜厚随着温度变化的最大值均在%-&@处，*.&和;((两种钢的最小值在%’&@处，而:%%&钢则在%.&@处。
#种材料成膜晶粒的尺度随着温度的变化都出现了一个峰值和一个低谷，峰值都在%-&@，低谷所对应的温度却不相同。
*.&和;((两种钢在%’&@，而:%%&则在%.&@处。
虽然#种材料腐蚀产物膜的峰值或低谷存在明显差异，但每种材料膜厚的峰值或低谷所处的温度与晶粒大小的峰值或低谷所处的温度却是相同的。
关键词：腐蚀产物膜；二氧化碳腐蚀；温度；膜厚；晶粒；形貌结构；高温高压釜；扫描电镜中图分类号：A /.!#文献标识码：B!""#$%&"%#’(#)*%+)#&,-$*.#-&"$*)/&,01&210#$&))&-1&,()&0+$%-C D *$E 25072%，-F B D G H I 50J E 25%，-G K B =L 350M I 3%，-G K /*$?2+0N H I 56%CO ?350P E #（%9!"’#$%"#&’&$()$"*+,-"’.，!"’#$"%&&)!，/0"$#；-912324#,5&&6-7+-+#,80/+$’+,，/9:/，!"’#$"%&&’(，/0"$#；#9;+"<"$()$"*+,-"’.&=>8"+$8+#$61+80$&4&(.，;+"<"$(%&&&.#，/0"$#）3/-%)*$%：A H I 8+Q Q +N 3+5R Q +8I N N +7S H Q I I T 35U N +7S E V 356N S I I 4N 35S H I I 5W 3Q +51I 5S +782Q V +5U 3+P 3U IM 2N N 31E 42S I UM 3S HH 36H 0S I 1R I Q 2S E Q I 25U H 36H 0R Q I N N E Q I 2E S +842W I ,A H I I 77I 8S N +7S I 1R I Q 2S E Q I +5S H I N 824I S H 38T 5I N N +78+Q Q +N 3+5R Q +U E 8S 25U 8Q X N S 242W I Q 26I 6Q 235N 3Y I +7S H I 8+Q Q +Z N 3+5R Q +U E 8S NM I Q I 2524X Y I U E N 356S H I N 8255356I 4I 8S Q +5138Q +N 8+R I ,A H I 2524X N 3N Q I N E 4S N N H +M S H 2S S H I N 824I N +78+Q Q +N 3+5R Q +U E 8S N 7Q +1S H I S H Q I I T 35U N +7N S I I 4N H 2W I U +E V 4I 042X I Q N S Q E 8S E Q I N 35S H I 8Q +N N N I 8S 3+5N ,A H I 12P 31E 1W 2Q 32S 3+5+72W I Q 26I S H 38T 5I N N +7S H I N 824I N 7+Q S H I S H Q I I T 35U N +7N S I I 4N 2R R I 2Q I U 2S %-&@,K +M I W I Q ，S H I13531E 1W 2Q 32S 3+5+7S H I 2W I Q 26I S H 38T 5I N N +7N 824I N 7+Q S H I N S I I 4N +7*.&25U ;((2R R I 2Q I U 2S %’&@，7+Q N S I I 4:%%&2S %.&@,A H I W 2Q 32S 3+5N +7S H I 2W I Q 26I 6Q 235N 3Y I U +7N 824I NM 3S H S I 1R I Q 2S E Q I 7+Q S H I S H Q I I N S I I 4N I P H 3V 3S I U 2RI 2T 25U 2W 244I X ，Q I N R I 8S 3W I 4X 4,A H I S I 1R I Q 2S E Q I N 8+Q Q I N R +5U 356S +S H I R I 2T N +7S H Q I I N S I I 4N M I Q I 2442S %-&@，25U S H I S I 1R I Q 2S E Q I +7W 244I X N 7+Q *.&25U ;((M I Q I 2S %’&@25U 7+Q :%%&2S %.&@,A H I 8Q X N S 246Q 235N 3Y I N 7+Q U 377I Q I 5S 12S I Q 324N W 2Q 3I U ，V E S S H I S I 1R I Q 2S E Q I 8+Q Q I N R +5U 356S +S H I R I 2T +Q W 244I X +7S H I 2W I Q 26I S H 38T 5I N N +7N 824I N M 2N S H I N 21IM 3S H S H 2S 8+Q Q I N R +5U 356S +R I 2T +Q W 244I X +78Q X N S 246Q 235N 3Y I 7+Q I W I Q X T 35U +7N S I I 4,4#56&)0-：8+Q Q +N 3+5R Q +U E 8S N 824I ；82Q V +5U 3+P 3U I 8+Q Q +N 3+5；S I 1R I Q 2S E Q I ；N 824I S H 38T 5I N N ；6Q 235N 3Y I ；1+Q R H +4+6X ；H 36H 0S I 1R I Q 2S E Q IH 36H R Q I N N E Q I 2E S +842W I ；N 8255356I 4I 8S Q +5138Q +N 8+RI 二氧化碳腐蚀已成为油气管道腐蚀的关键性因素，给石油工业带来巨大的经济损失和灾难性后果。
高温高含硫井口防喷器用718耐蚀合金的应用研究
论文题目：高温高含硫井口防喷器用718耐蚀合金的应用研究专业：材料物理与化学硕士生：祝恒倩（签名）导师：赵国仙（签名）摘要井控设备是对油气井实施压力控制，对事故进行预防、监测、控制，实现安全钻井的可靠保证，尤其是防喷器在控制井喷时发挥着重要作用。
选用整体性能表现优良的镍基合金作为井口装置用材一定程度上满足高酸性油气田开发需要，但随着腐蚀环境日趋苛刻，材料在高温高含硫环境中的耐蚀性仍值得探讨。
本文在国内外镍基合金相关应用研究调研基础上，首先对镍基合金718在高温高含H2S/CO2的模拟油田地层产出水环境中腐蚀规律以及腐蚀行为特征进行了研究。
结果表明，在四种不同腐蚀环境中，镍基合金718腐蚀轻微且表现出均匀腐蚀特征，升高温度或者是增大H2S/CO2分压比，试样的腐蚀速率略有增加，变化不明显。
在模拟最苛刻腐蚀条件下，经过720h的腐蚀，四点弯曲SCC试样未发生断裂，缝隙腐蚀试样局部特征不明显且失重很小，表现出良好的抗应力腐蚀和缝隙腐蚀能力。
其次，对未腐蚀试样和经苛刻条件腐蚀后试样表面钝化膜进行XPS深度溅射表明，腐蚀前钝化膜是一个具有双极性的薄膜，由两层构成，表层主要为Ni、Cr的氢氧化物和氧化物，内层主要为Ni、Cr的氧化物。
腐蚀后，钝化膜外层存在大量金属硫化物，过渡层以Ni、Cr的氢氧化物为主，内层为金属氧化物及其对应的金属单质。
膜层结构向硫化物的转变，加重了镍基合金718的腐蚀。
最后，对镍基合金718在模拟高含H2S/CO2腐蚀条件下进行了极化曲线、动电位循环极化曲线及交流阻抗谱测试。
无缝隙镍基合金718试样的电化学测试结果表明，相较于单独的CO2腐蚀体系，H2S的加入造成钝化膜稳定性下降，极化曲线出现多次活化-钝化转变，交流阻抗曲线的拟合结果也表明，H2S的存在使得极化电阻减小，活性离子穿过钝化膜所产生的阻力下降，保护性能降低。
缝隙腐蚀试样的电化学测试结果表明，在H2S/CO2共存腐蚀体系中，不同温度条件下的循化极化曲线均相交于阳极极化区，显示良好的钝化和再钝化能力，且随温度升高，EIS图谱拟合的容弧抗半径逐渐减小，缝隙腐蚀敏感性增加；对比仅含CO2和仅含H2S条件下的循环极化曲线发现，溶液中高含量CO2的存在增大合金的缝隙腐蚀倾向，而在H2S腐蚀体系中718合金的封闭滞后环面积则很小，显示较强耐蚀能力，同时H2S环境中的腐蚀极化电阻大于CO2腐蚀条件下的极化电阻。
薄膜形貌实验报告
一、实验目的1. 了解薄膜制备的基本原理和方法。
2. 掌握薄膜形貌分析的基本技术。
3. 通过实验，观察和分析薄膜的形貌特征。
二、实验原理薄膜形貌是指薄膜的表面结构、晶粒大小、晶界、缺陷等特征。
薄膜形貌对薄膜的性能具有重要影响。
本实验通过制备不同类型的薄膜，利用扫描电子显微镜（SEM）观察和分析薄膜的形貌特征。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：ZnO、Cu、SiO2等。
2. 实验仪器：磁控共溅射设备、扫描电子显微镜（SEM）、光致发光测量系统（PL）、紫外-可见吸收谱（UV-Vis）系统、X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）等。
四、实验方法1. 薄膜制备：采用磁控共溅射法制备ZnO、Cu掺杂ZnO、SiO2等薄膜。
将靶材放置在溅射室中，通过调整射频功率、靶材与基底的间距、溅射气体压力等参数，制备不同厚度的薄膜。
2. 薄膜形貌分析：a. X射线衍射（XRD）分析：通过XRD分析薄膜的晶体结构，确定薄膜的物相和晶体取向。
b. 扫描电子显微镜（SEM）观察：利用SEM观察薄膜的表面形貌、晶粒大小、晶界、缺陷等特征。
c. 光致发光（PL）测量：通过PL测量薄膜的发光特性，分析薄膜的缺陷类型和浓度。
d. 紫外-可见吸收谱（UV-Vis）分析：通过UV-Vis分析薄膜的光吸收特性，了解薄膜的禁带宽度。
五、实验结果与分析1. ZnO薄膜：XRD分析结果显示，ZnO薄膜为六方纤锌矿结构，晶粒大小约为100nm。
SEM观察发现，ZnO薄膜表面较为平整，晶粒呈短柱状，晶界清晰。
2. Cu掺杂ZnO薄膜：XRD分析结果显示，Cu掺杂ZnO薄膜为替位掺杂的（002）单一相。
SEM观察发现，适量的Cu掺杂能够促进ZnO薄膜的结晶特性和（002）择优取向，晶粒大小约为200nm。
PL测量结果显示，Cu掺杂ZnO薄膜的发光峰位置红移，发光强度增强。
3. SiO2薄膜：XRD分析结果显示，SiO2薄膜为立方相结构。
SEM观察发现，SiO2薄膜表面较为平整，晶粒大小约为100nm。
材料腐蚀与防护第二章精品PPT课件
•组织的不均匀性 • 物理状态不均匀性，如应力的影响
2. 2 电极与电极电位
一：电极
一个完整的腐蚀电池，是由两个电极组成。一般把电池 的一个电极称作半电池
一般认为，电子导体(金属等)与离子导体(液、 固体电解 质)相互接触，并有电子在两相之间迁移而发生氧化还原反应 的体系，称为电极
单电极 多电极 在讨论腐蚀问题时，通常规定电位较低的电极称为负 极，电位较高的电极称为正极。
三：腐蚀电池的工作历程 1.阳极过程 2.电流通路 3.阴极过程
次生产物
四：电化学腐蚀 反应的必要条件
• 热力学不稳定金属，如铁； • 离子型电解质导体，水或其它导电溶液 • 氢离子或溶解氧等电子接受体。
五：分类 根据电池电极大小，分为宏观电池和微观电池 1.宏观电池：其电极用肉眼可观察到 1)不同的金属置于不同的电解质溶液中
3．1 腐蚀电池
一： 金属腐蚀电化学现象
金属在电解质中的腐蚀是电化学腐蚀过程，它具有一 般电化学反应的特征。
二：腐蚀原电池
条件
1.化学位有差异（电极电势不一样）的物质通过某种方式 接触
2.带电粒子传输的介质
腐蚀电池：原电池在讨论腐蚀问题时称作腐蚀原电池， 简称腐蚀电池
与原电池区别： 原电池：化学能转化为电能，作有用功 腐蚀电池：只导致金属破坏而不能对外作有用功的短路 电池
2)不同的金属与同一电解质溶液相接触。
3)浓差电池。
同一种金属浸入同一种电解质溶液中，若局部的浓 度(或温度)不同，即可形成腐蚀电池。
2 ห้องสมุดไป่ตู้电池：
由于金属表面的电化学不均匀性，在金属表面上出现 许多微小的电极由此而构成的电池称为微电池。
肉眼难以辨别电极的极性
腐蚀 第2章 腐蚀热力学
Fe Fe2++2e
i corr
lg i
平衡电位 – 热力学, E0 H2/H+ , E0 Fe/Fe2+ …. 非平衡电位 – 动力学/测量, 腐蚀电位，混合电位或偶合电位
2.2 金属在介质中的腐蚀倾向
2.2.1 腐蚀倾向热力学判断
从热力学可知，判断化学变化的方向和限度，对于不同 的条件，有不同的热力学判据。 对于孤立体系可用熵变判据； 对于等温等容下的体系，可用亥姆霍兹自由能判据； 在等温等压条件下，可用吉布斯自由能判据： 自发过程
+
i — i 组分内电位 i — i 组分外电位 I — i 组分表面电位
i＝ i + i 电功 i
相
当两相电化学位相等，电化学平衡建立：
Me Men+ + ne 对应电位差为平衡电极电位
Fe Fe 2+ + 2e Fe 2+ + 2e Fe
电荷平衡： ia = ic 物质平衡： M = Mn+
化学热力学- 化学位不同 相间粒子转移，粒子自发地从高化学位相转入低化学 位相，直到两相化学位相等。 iI = 0 在电场作用下，两相电化学位不同 相间粒子转移，带电粒子自发的从高电化 学位相转入低电化学位相，直到两相的电化学位相等。 iI = 0 电化学位与化学位关系： i= I + nFI ＝ 化学功 + 电功
腐蚀热力学 （反应方向） 电极电位 （产生原因，双电层模型，腐蚀电池）
应用 （电动序，电偶序，电位-pH图）
2.1 电极体系和电极电位
2.1.1 双电层
腐蚀总是发生在相间界面，重要概念－电极电位，即电极各 相间电位差之和。双电层普遍存在－相间电位差本质原因
第二章干法刻蚀的介绍
第二章干法刻蚀的介绍2. 1刻蚀、干法刻蚀和湿法腐蚀2. 1 .1关于刻蚀刻蚀，是指用化学或物理方法有选择地从硅片表面去除不需要的材料的过程。
刻蚀的基本目的，是在涂胶(或有掩膜)的硅片上正确的复制出掩膜图形[1]。
刻蚀，通常是在光刻工艺之后进行。
我们通常通过刻蚀，在光刻工艺之后，将想要的图形留在硅片上。
从这一角度而言，刻蚀可以被称之为最终的和最主要的图形转移工艺步骤。
在通常的刻蚀过程中，有图形的光刻胶层〔或掩膜层)将不受到腐蚀源显著的侵蚀或刻蚀，可作为掩蔽膜，保护硅片上的部分特殊区域，而未被光刻胶保护的区域，则被选择性的刻蚀掉。
2.1.2干法刻蚀与湿法刻蚀在半导体制造中有两种基本的刻蚀工艺：干法刻蚀和湿法腐蚀。
干法刻蚀，是利用气态中产生的等离子体，通过经光刻而开出的掩蔽层窗口，与暴露于等离子体中的硅片行物理和化学反应，刻蚀掉硅片上暴露的表面材料的一种工艺技术法[1]。
该工艺技术的突出优点在于，可以获得极其精确的特征图形。
超大规模集成电路的发展，要求微细化加工工艺能够严格的控制加工尺寸，要求在硅片上完成极其精确的图形转移。
任何偏离工艺要求的图形或尺寸，都可能直接影响产品性能或品质，给生产带来无法弥补的损害。
由于干法刻蚀技术在图形轶移上的突出表现，己成为亚微米尺寸下器件刻蚀的最主要工艺方法。
在特征图形的制作上，已基本取代了湿法腐蚀技术。
对于湿法腐蚀，就是用液体化学试剂(如酸、碱和溶剂等)以化学的方式去除硅片表面的材料。
当然，在通过湿法腐蚀获得特征图形时，也要通过经光刻开出的掩膜层窗口，腐蚀掉露出的表面材料。
但从控制图形形状和尺寸的准确性角度而言，在形成特征图形方面，湿法腐蚀一般只被用于尺寸较大的情况(大于3微米)。
由于这一特点，湿法腐蚀远远没有干法刻蚀的应用广泛。
但由于它的高选择比和批量制作模式，湿法腐蚀仍被广泛应用在腐蚀层间膜、去除干法刻蚀残留物和颗粒等工艺步骤中。
2. 2干法刻蚀的原理2. 2. 1干法刻蚀中的等离子体干法刻蚀工艺是利用气体中阴阳粒子解离后的等离子体来进行刻蚀的。
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第二章矿化度对CO2腐蚀膜特征的影响腐蚀产物膜的性质，在测定其力学性能之前为了比较全面的了解CO2有必要观察其形貌弄清其成份。
本实验用型号为剑桥S-360的扫描电镜（SEM）观察腐蚀膜形貌，借助X射线（XRD）测定其成份。
先介绍下SEM 及XRD的原理。
2.1.1扫描电镜原理本试验借助SEM对腐蚀产物膜进行形貌分析。
SEM以类似电视摄影显像的方式，利用细聚焦电子束在样品表面扫描是激发出来的各种信号来调制成像的。
在入射电子束被轰击出来并离开样品表面的样品的核外电子叫做二次电子。
这是一种真空中的自由电子。
由于原子核和外层价电子间的结合能很小，因此外层的电子比较容易和原子脱离，使原子电离。
一个能量很高的入射电子射入样品时，可以产生许多自由电子，这些自由电子中90%是来自样品原子外层的价电子。
二次电子的能量较低，一般不超过8×10－19J(50eV)。
大多数二次电子只带有几个电子伏的能量。
二次电子一般都是在表层5~10nm深度范围内发射出来的，他对样品的表面形貌非常敏感，因此，能非常有效地显示样品的表面形貌[16]。
2.1.2 X射线原理本试验借助XRD对腐蚀产物膜进行物相分析。
我们知道，每种结晶物质都有自己特定的晶体结构数，如点阵类型、晶胞大小、原子数目和原子在晶胞中的位置等。
X射线在某种晶体上的衍射必然反映出带有晶体特征的特定的衍射花样（衍射位置θ、衍射强度I）。
根据衍射线条的位置经过一定的处理便可以确定物相是什么，这就是定性分析；根据衍射线条的位置和强度便可以确定物相有多少，这便是定量分析。
本试验用定性分析。
X射线定性分析是基于以下事实进行的：目前所知宇宙中的结晶物质，之所以表现出种类的差别，是由于不同的物质各具有自己特定的的原子种类、原子排列方式和点阵参数，进而呈现出特定的衍射花样；多相物质的衍射花样互不干扰，互相独立，只是机械地叠加；衍射花样可以表明物相中元素的化学结合态。
这样，定性分析原理就十分简单，只要把晶体（几万种）全部进行衍射或照相，再进行衍射花样存档，实验时，只要把试样的衍射花样与标准的衍射花样相对比，从中选出相同者就可以确定了[16]。
2.2实验方法2.2.1试样准备试样材料是普通N-80钢，其化学成分见表2.1。
尺寸为20×12×4(单位mm)的片状（上端中间有一直径2mm左右的圆孔）和直径为72mm 圆心角为60°宽为12mm厚为4mm的弧形状，片状试样下端（6mm左右）的厚度用锯锯除一半以便安装。
所有的试样在试验之前由400#、600#逐级打磨到800#砂纸状。
用丙酮溶液清洗除油后，用704胶把圆弧状试样（6个）固定在φ为72的圆柱形的聚四氟乙烯试样架上，弧形状试样之间的缝隙用704胶涂满。
备第二天用。
表2.1 普通N80钢的化学成分（wt%）2.2.2气氛控制第二天，把片状试样（3个）用塑料绳穿起来绑在试样架的圆环上，下端卡在试样架的圆环上，以防釜内溶液流动时滑落。
将圆弧状试样上残留的704胶用棉纱小心地擦去，再用丙酮擦洗试样架上所有的试样，除去油渍。
把试样装入釜内，溶液倒入其中密封后，通入二氧化碳气体除去溶液中的溶解氧，持续通入二氧化碳气体达2小时，使之达到饱和。
保持二氧化碳气流的稳定，使二氧化碳的分压为1Mpa。
2.2.3腐蚀介质表2.2 NaCl溶液表2.3 NaCl和CaCl2的混合溶液2.2.4装置本实验使用的是大连科茂实验设备有限公司制造的四体磁力驱动反应釜，容积为3L，加热功率为1.5KW，最大工作压力2Mpa，最大工作温度180℃。
在一次实验中可模拟4种不同溶液的腐蚀状况。
每个釜中的聚四氟乙烯试样架上装六个圆弧形试样和三个片状试样。
2.2.5实验条件本实验温度为80℃，二氧化碳分压为1Mpa，流速为1m/s，腐蚀时间为144小时,溶液占釜内容积的2/3.2.2.6试样后处理实验结束后，将试样背面（凹面处）的704胶用棉纱擦除。
在本实验中，由于腐蚀产物为与表面附着力比较强的碳酸亚铁，所以可以用棉纱轻轻擦洗表面，处理干净的试样用棉纱沾丙酮轻擦除油，待晾干后放入自封袋中密封以防试样氧化。
弧形试样用来做扫描电镜，片状试样用来做X射线（外层和用800#砂纸轻轻磨去外层的内层）、截面照相、显微硬度和纳米压痕。
做截面照片用的试样，把试样拦腰踞断，把半片试样放入镶嵌机中，截面朝下，再加碳粉，高压高温将碳粉融化把试样压在其中露出截面，用320#、400#、600#、800#号砂纸逐级打磨截面，然后在抛光机上抛光，以备照相，照完相的截面可用来打显微硬度。
在做纳米压痕前片状试样要用抛光机把表层比较疏松的膜抛去露出致密光滑的腐蚀膜内层。
2.3结果与讨论2.3.1腐蚀膜截面比较上层是固体碳粉，中间是腐蚀膜，下层比较亮的是金属基体。
放大倍数均为200倍。
腐蚀介质为NaCl溶液时形成的腐蚀膜截面比较0.5%NaCl溶液形成的腐蚀膜 2%NaCl溶液形成的腐蚀膜3.5%NaCl溶液形成的腐蚀膜 5.5%NaCl溶液形成的腐蚀膜7.5%NaCl 溶液形成的腐蚀膜 15%NaCl溶液形成的腐蚀膜从腐蚀膜截面照片可以看出随着腐蚀介质浓度的增加，腐蚀膜致密度下降厚度增加，介质浓度达3.5%时膜最疏松厚度最大，然后随着介质浓度的增加膜又变薄致密度增加，15%NaCl溶液形成的腐蚀膜也较厚但已比较致密。
这可能是因为随着矿化度的增加水的导电性增强，金属越容易被腐蚀，但当介质中离子浓度很大时，二氧化碳的溶解度下降，CO腐蚀膜生成量减少，逐渐致密。
2腐蚀介质为NaCl+CaCl2溶液时形成的腐蚀膜截面比较2%NaCl+0.1%CaCl2溶液形成的膜 2%NaCl+0.5%CaCl2溶液形成的膜2%NaCl+1.5%CaCl2溶液形成的膜 3.5%NaCl+0.1%CaCl2溶液形成的膜3.5%NaCl+0.5% CaCl2溶液形成的膜 3.5%NaCl+1.5%CaCl2溶液形成的膜溶液时腐蚀膜较薄，随着离子浓度的腐蚀介质为 2%NaCl+0.1%CaCl2溶液形成的膜较增加膜的厚度增加并基本一致，只是2%NaCl+1.5%CaCl2致密，可见混合溶液的矿化度对腐蚀膜截面形貌影响不大。
2.3.2腐蚀膜表面形貌比较用剑桥S-360型扫描电镜观察腐蚀膜表面形貌。
放大倍数均为1000倍。
腐蚀介质为NaCl溶液时形成的腐蚀膜表面形貌0.5%NaCl溶液形成膜形貌 2%NaCl溶液形成膜形貌 3.5%NaCl溶液形成膜形貌 5.5%NaCl溶液形成膜形貌7.5%NaCl 溶液形成膜形貌 15%NaCl溶液形成膜形貌腐蚀介质为NaCl+CaCl2溶液时形成的腐蚀膜表面形貌2%NaCl+0.1%CaCl2溶液形成膜形貌 2%NaCl+0.5%CaCl2溶液形成膜形貌2%NaCl+1.5%CaCl2溶液形成膜形貌 3.5%NaCl+0.1%CaCl2溶液形成膜形貌3.5%NaCl+0.5%CaCl2溶液形成膜形貌 3.5%NaCl+1.5%CaCl2溶液形成膜形貌当腐蚀介质为NaCl 溶液时，随着溶液浓度的增加，腐蚀膜在N80钢基体上堆积越来越致密，浓度为5.5%时最为致密，然后膜的晶体逐渐均匀但致密度下降。
当腐蚀介质为NaCl 和CaCl 2的混合物时，随着溶液浓度的增加，腐蚀膜的形貌变化较大，当溶液为3.5%NaCl+1.5%CaCl 2时，腐蚀膜堆积最不致密而且晶体很不均匀。
前面的实验内容只是从表象上观察了腐蚀膜，但是腐蚀膜的成份是什么为什么会呈现如此形貌有待进一步研究。
2.3.3 X 射线衍射结果2.3.3.1 腐蚀介质为NaCl 时膜的成份（NaCl 溶液为:第1组0.5%,第2组2%，第3组3.5%,第4组5.5%,第5组7.5%，第6组15%）2030405060708090100-10001002003004005006007008009001000110012001300●●●●●●●●●●●●衍射强度2θ第 1 组第 2 组第 3 组第 4 组第 5 组第 6 组●FeCO 3表层 成 份将X 射线。
衍射花样与粉末衍射卡组（PDF ）对照核查得知，腐蚀介质为NaCl 溶液时形成的腐蚀膜的表层成份为FeCO 32030405060708001002003004005006007008009001000●●● ● ● ●● ● ●●衍射强度2θ第1组第2组第3组第4组第5组第6组内 层 成 份●FeCO 3将X 射线。
衍射花样与粉末衍射卡组（PDF ）对照核查得知，腐蚀介质为NaCl 溶液时形成的腐蚀膜的内层成份也是FeCO 3203040506070802004006008001000衍 射 强 度2θ第4组表层与内层衍射花样比较表层内 层任选一组表层与内层衍射花样做对比也能证明，膜的表层与内层成份是一样的都为FeCO 32.3.3.2腐蚀介质为NaCl+CaCl 2时腐蚀膜的成份（溶液浓度为：第7组2%NaCl+0.1%CaCl 2, 第8组2%NaCl+0.5%CaCl 2,第9组2%NaCl+1.5%CaCl 2,第10组3.5%NaCl+0.1%CaCl 2,第11组3.5%NaCl+0.5%CaCl 2,第12组3.5%NaCl+1.5%CaCl 2）20304050607080-50050100150200250300350400450500550600650700750800850●●●●●●●衍射强度2θ第7组第8组第9组第10组第11组第12组●FeCO 3表层成份将X 射线。
衍射花样与粉末衍射卡组（PDF ）对照核查得知，峰值与 PDF 上FeCO 3的三强峰没有正好对上而是有少许的偏移，但这偏移是全部峰值的偏移，所以仍可以断定腐蚀介质为NaCl+CaCl 2溶液时腐蚀膜的表层成份是FeCO 3.2030405060708050100150200250300350400450500550600650700750●●●●●●●●衍射强度2θ第7组第8组第9组第10组第11组第12组●FeCO 3将X 射线。
衍射花样与粉末衍射卡组（PDF ）对照核查得知，峰值与 PDF 上FeCO 3的三强峰没有正好对上而是有少许的偏移，但这偏移是全部峰值的偏移，所以可以断定腐蚀介质为NaCl+CaCl 2溶液时腐蚀膜的内层成份是FeCO 3.203040506070800100200300400500600衍射强度2θ表层内 层第10组表层与内层衍射花样比较任取第10组表层与内层衍射花样做对比也可证明膜的表层与内层成份是一样的。
腐蚀介质为NaCl+CaCl 2混合溶液时，衍射峰的宽度明显增加，这可能是因为腐蚀介质的改变使得腐蚀膜的内应力增加导致的。