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純鈮的抗酸腐蝕能力(如在王水中的腐蝕速率)為何低于鈮鋯合金?

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鈮鋯合金抗腐蝕性優(yōu)于純鈮的核心原因在于合金化對(duì)氧化膜的改性:

氧化膜結(jié)構(gòu)優(yōu)化:鋯元素(電負(fù)性 1.33)與鈮(電負(fù)性 1.6)形成復(fù)合氧化膜(Nb?O?-ZrO?),其晶格缺陷(如氧空位)濃度降低,離子擴(kuò)散速率下降;

鈍化膜穩(wěn)定性:王水(濃鹽酸 + 濃硝酸)中,純鈮表面氧化膜易被 Cl?穿透,形成可溶性絡(luò)合物(如 NbOCl3),腐蝕速率約 0.1mm / 年;而鈮鋯合金中,ZrO?相(熔點(diǎn) 2715℃)可填充氧化膜孔隙,使 Cl?滲透路徑延長(zhǎng),腐蝕速率降至 0.02mm / 年以下;

陰極保護(hù)效應(yīng):鋯的標(biāo)準(zhǔn)電極電位(-1.45V)低于鈮(-1.09V),在電解液中作為陽(yáng)極優(yōu)先發(fā)生氧化,保護(hù)鈮基體免受腐蝕。


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