金属学报

作者：王慕亮, 孙玉朋, 陈磊, 魏洁, 董俊华

单位：1 中国科学技术大学 材料科学与工程学院 沈阳 110016；2 中国科学院金属研究所 沈阳材料科学国家研究中心 沈阳 110016

关键词：耐蚀钢筋,混凝土模拟液,钝化膜,电化学测试,

基金：辽宁省科技重大专项项目(2020JH1/10100001)

针对不同Cr含量(0、3%和9%，质量分数)的耐蚀钢筋(20MnSi钢、3Cr钢和9Cr钢)在模拟高碱性混凝土孔隙液中的钝化行为，采用电化学测试技术(开路电位、EIS抗谱、极化曲线以及Mott-Schottky曲线)研究了钢筋表面钝化膜性能随时间的变化特征，并通过XPS对钝化膜成分与结构进行了分析。结果表明，在模拟高碱性混凝土孔隙液中，钢筋表面会生成层状结构钝化膜，钝化膜的结构、组成及保护性与钢筋中Cr元素含量和钝化时间密切相关。20MnSi钢钝化膜的外层主要为Fe(Ⅲ)化合物，内层主要为Fe(Ⅱ)氧化物；3Cr钢和9Cr钢钝化膜的外层由Fe(Ⅲ)和Cr(Ⅲ)的氧化物和氢氧化物组成，内层由Fe(Ⅱ)氧化物和Cr(Ⅲ)的化合物组成。3种钢筋形成的钝化膜在-0.8~0.2 V (vs SCE)电位区间内表现为n型半导体，且随浸泡时间增加，钝化膜中缺陷减少，钢的腐蚀电流密度减小，耐腐蚀性能有所提高。Cr含量越高，相同时间形成的钝化膜点缺陷密度越低，钝化膜越致密，钢筋耐腐蚀性能越好。

来源：2025年第6期

《金属学报》期刊编辑部

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