碳钢在模拟混凝土孔隙溶液中的均匀腐蚀

【作者】 孙利； 邱杰； 孙阳庭； 刘园园； 蒋益明； 李劲； Digby.D.Macdonald；

【机构】 复旦大学材料科学系； Department of Nuclear Engineering,University of California at Berkeley；

【摘要】 碳钢作为主要的核废料外包装材料,与混凝土孔隙水（饱和Ca（OH）₂+NaOH,pH=13.5）接触并发生全面腐蚀。通过优化的电化学阻抗谱（EIS）和混合电势模型（MPM）,其中包括点缺陷模型（PDM）、广义Butler-Volmer方程（GBVE）和量子机械隧穿模型（QMT）,来描述部分阴极动力学反应过程及阳极电化学溶解反应。结果表明腐蚀速率（CR）在-0.1VSCE～0.2V_SCE下独立于施加电位,但会随温度升高和pH降低而增大,并满足ln（CR）=15.08-4663/T及CR=4.07×10⁶exp×（-1.17pH）函数关系。钝化膜的厚度随施加电位、温度和pH的增加而线性增加,且膜中的主要缺陷形式为阳离子间隙,并呈现n型半导体类型。氢电极反应（阴极）依赖于施加电位,并随温度升高而增大。更多还原