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裂解炉管内壁结焦是影响乙烯裂解效率的重要因素,而采用低氧分压方法在炉管(FeCrNi合金)内壁形成氧化膜能有效的抑制结焦与渗碳。然而,目前氧化膜的常规表征方法尚缺乏对氧化膜的全面与深入认知。本论文采用电化学技术与微观表征技术相结合,研究了氧化工艺参数和表面状态对HK40合金表面低氧分压氧化膜的形貌、成分及电化学行为的影响。 研究了HK40合金表面低氧分压氧化膜的形貌成分。发现氧化膜由MnCr2O4尖晶石层、Cr203层和Si02层组成。随氧化时间延长、表面变形量增大、氧化温度和露点升高,氧化膜增厚,表面逐渐富集片状氧化物,SiO2颗粒数量逐渐增多且尺寸增大,并从氧化膜,基体界面深入基体。 极化曲线分析结果表明,随氧化温度、露点升高和氧化时间延长,氧化膜对基体保护作用增强,但当露点升至15℃时,氧化膜对基体保护作用显著下降;砂纸打磨试样的氧化膜对基体保护作用最好,喷砂试样表面氧化膜对基体保护作用最差。 电化学阻抗(EIS)分析结果表明,氧化膜的EIS曲线具有两个时间常数,表现双容抗特性。计算得出高频容抗弧代表Cr2O3层,低频代表MnCr2O4层。Cr2O3层的厚度远大于MnCr2O4层,但缺陷较多。随氧化时间延长、表面变形量增大、氧化温度和露点升高,Cr2O3层增厚,电阻呈增大的趋势;MnCr2O4层的厚度和电阻均呈增大的趋势。氧化初期以Cr2O3生长为主,氧化后期以MnCr2O4生长为主。