Antimony microelectrode for measurement of the near-surface pH during corrosion of untreated and nitrided 316L stainless steel

• Autorzy: Flis-Kabulska I. , Flis J.

Identyfikatory

DOI

10.15199/40.2017.12.2

Warianty tytułu

PL

Antymonowa mikroelektroda do oznaczania pH przy powierzchni podczas korozji niemodyfikowanej i azotowanej stali nierdzewnej 316L

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

A simple antimony microelectrode was prepared for facile measurements of pH at a small distance from the examined surface. It can be easily placed at a fixed and reproducible distance. The microelectrode enabled a measurement of a decrease of pH during pit formation on untreated stainless steel 316L, and of a rise of pH on plasma nitrided steel in the active potential region. The latter was ascribed to binding of protons into NH4+ following the reduction of nitrogen from steel. Measurements of changes of pH close to the surface can contribute to identification of electrode processes occurring at chosen potentials.

PL

Przygotowano prostą mikroelektrodę Sb do łatwego pomiaru pH w małej odległości od badanej powierzchni. Może ona być łatwo umieszczana w wyznaczonej, odtwarzalnej odległości. Mikroelektroda umożliwiła zmierzenie spadku pH podczas tworzenia wżerów na niemodyfikowanej stali nierdzewnej 316L, i wzrost pH na plazmowo azotowanej stali w zakresie potencjałów stanu aktywnego. Wzrost pH został przypisany związywaniu protonów do NH4+ w wyniku redukcji azotu ze stali. Pomiary zmian pH blisko powierzchni mogą przyczynić się do identyfikacji procesów elektrodowych zachodzących przy wybranych potencjałach.

Słowa kluczowe

EN

Sb microelectrode; near-surface pH; nitrided steel

PL

mikroelektroda Sb; pH; stal azotowana

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Ochrona przed Korozją
• Rocznik: 2017
• Tom: nr 12
• Strony: 396--399
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Flis-Kabulska I.

• Uniwersytet im. Kardynała Stefana Wyszyńskiego (UKSW), Warszawa

autor

Flis J.

• Instytut Chemii Fizycznej PAN, Warszawa

Bibliografia

• [1] Buck R.P. et al. 2002. “Measurement of pH. Definition, standards and procedures (IUPAC Recommendations 2002)”. Pure and Applied Chemistry 74 (11) : 2169–2200.
• [2] Cavington A.K., R.G. Bates, R.A. Durst. 1985. “Definitions of pH scales, standard reference values, measurements of pH and related terminology”. Pure and Applied Chemistry 57 (3) : 531–542.
• [3] Flis Janusz 2010. “Corrosion and passivation of plasma nitrided stainless steels”. Surf. Eng. 26 (1–2): 103–113.
• [4] Flis-Kabulska Iwona, Tadeusz Zakroczymski, Janusz Flis. 2016. „Elektroda antymonowa do pomiaru pH” Wzor użytkowy PL 68548.
• [5] Flis-Kabulska Iwona, Yong Sun, Janusz Flis. 2013. “Monitoring the near-surface pH to probe the role of nitrogen in corrosion behaviour of low-temperature plasma nitrided 316L stainless steel”. Electrochim. Acta 104 : 208–215.
• [6] Grabke H.J. 1996. „The role of nitrogen in the corrosion of iron and steels“. ISIJ International 36 (7) : 777–786.
• [7] Ives D. J. G., G.J. Janz. 1961. “Reference Electrodes: Theory and Practice”. Academic, New York : 336–356.
• [8] Izquierdo Javier, Livia Nagy, Agnes Varga, Juan J. Santana, Geza Nagy, Ricardo M. Souto. 2011. “Spatially resolved measurements of electrochemical activity and pH distributions in corrosion processes by scanning electrochemical microscopy using antimony microelectrode tips”. Electrochim. Acta 56 (24) : 8846–8850.
• [9] Jargelius-Pettersson R.F.A. 1999. “Electrochemical investigations of the influence of nitrogen alloying on pitting”. Corros. Sci. 41 (8) : 1639–1664.
• [10] Klocke Donald J., A. Norman Hixson. 1972. “Solubility of ferrous ion in aqueous ammoniacal solutions”. Ind. Eng. Chem. Process Des. Dev. 11 (1): 141–146.
• [11] McCafferty E. 2001. “Effect of ion implantation on the corrosion behavior of iron, stainless steels, and aluminum – A Review”. Corrosion 57 (12): 1011–1029.
• [12] Menthe E., K.-T. Rie, J.W. Schulze, S. Simson. 1995 “Structure and properties of plasma nitrided stainless steel”. Surf. Coat. Technol. 74–75 : 412–416.
• [13] Sorensen S.P.L. 1909. Enzymstudien. II: Mitteilung. Uber die Messung und die Bedeutung der Wasserstoffionenkoncentration bei enzymatischen Prozessen”. Biochemische Zeitschrift 21 : 131–304.
• [14] Spies H.-J. 2014. “Corrosion behaviour of nitrided, nitro-carburized and carburized steels” in “Thermochemical surface engineering of steels” (Eds. Eric J. Mittemeijer and Marcel A.J. Somers), 792 pages; Woodhed Publishing (2014); Ch. 6, 267–309.
• [15] Sun Yong, Tom Bell, Zoltan Kolosvary, Janusz Flis. 1999. ”The response of austenitic stainless steels to low-temperature plasma nitriding”. Heat Treat. Met. 26 (1) : 9–16.
• [16] Szklarska-Smialowska Zuzanna 2005. “Pitting and Crevice Corrosion”. NACE, Houston.
• [17] Uhl Alfred, Wilhelm Kestranek. 1923. “Die elektrometrische Titration von Sauren und Basen mit der Antimon-Indikatorelektrode”. Monatshefte für Chemie 44 (1–2) : 29–34.
• [18] Vonau Winfried, Ulrich Guth. 2006. “pH monitoring: a review”. J. Solid State Electrochem. 10 (9) : 746–752.
• [19] Wiliamson Donald I., Orhan Ozturk, Rong Wei, Paul J. Wilbur. 1994. “Metastable phase formation and enhanced diffusion in fcc alloys under high dose, high flux nitrogen implantation at high and low ion energies“. Surf. Coat. Technol. 65 (1–3) : 15–23.
• [20] Zhang Z.L., Tom Bell. 1995. “Structure and corrosion resistance of plasma nitride stainless steel”. Surf. Eng. 1 (2): 131–136.