310S不锈钢成膜电位对膜的半导体性能有哪些影响

随着成膜电位的正移，I、11区M-S直线的斜率均呈增大的趋势，说明随着成膜电位的正移，膜内杂质密度下降。这可能是由于随着成膜电位的正移膜的有序度增加。另外，随着电位正移，膜层表面的氧化物和水化物，如Cr23和Fe（OH）2等可氧化为高价态的氧化物，使得膜内可动载流子的数量减少。

　　5氯离子对钝化膜Mot-Schottky曲线的影响Cl-很容易诱发金属及合金产生点蚀现象，从而造成金属或合金的失效，点蚀发生的根本机制在于氯离子容易使钝化膜局部破坏，因此研究氯离子对钝化膜的破坏机制十分必要。依据PDM模型1151（点缺陷模型），钝化膜中的各种高浓度的点缺陷形式，如金属空缺（V）和氧空缺（V"）等处于稳态的钝化膜，金属基体/膜界面钝化膜的生长与膜/电解液界面钝化膜的溶解存在一种动态平衡。当钝化膜处于含有侵蚀性离子（如Cl-）溶液中，膜/电解液界面的氧空缺可吸附Cl-并与其通过Mot-SchottkyPair反应产生氧空缺/金属离子空缺对，生成的氧空缺又可以与膜/溶液界面其他的Cl-继续反应，产生更多的金属离子空缺（见）。因此金属离子的产生过程是自催化过程，多余的金属离子空缺在金属基体/膜界面局部堆积，将金属基体与钝化膜隔离，阻止了钝化膜的继续生长。这样钝化膜的动态平衡遭受破坏，只溶解而不再继续生长。最终，由于局部钝化膜的完全溶解或局部张力使钝化膜产生穿透性破裂，导致点蚀的发生、发展。因此钝化膜中含有越多的氧空缺和金属离子空缺，即钝化膜中的施主或受主的浓度越大，钝化膜越容易受到破坏。

　　是将工作电极置于0V成膜1小时，然后在不同浓度的NaCl溶液中所测的Mot-Schottky曲线。由图可以看出，随着溶液中氯离子浓度的增加，I和区S直线的斜率分别减小，表明膜内的杂质浓度减小。实验结束后观察试样表面，发现高浓度氯离子溶液中，试样表面明显地存在点蚀坑。实验结果与PDM理论模型相一致。

　　6钝化膜的XPS分析钝化膜的组成会影响到膜的半导体性能，因此研究钝化膜的组成对了解钝化膜的半导体性能十分必要，为獬射前后膜的全谱图及膜中铁和铬元素的特征峰。可以看出，獬射后全谱图中铁的含量已经相当低了，而铬的含量相对增加5期李金波等：310S不锈钢钝化膜半导体性能研究铁的化合物组成。经过与各元素特征峰的标准结合能比较可以看出，溅射前铁主要以Fe3+的形式存在，即Fe23；溅射后铁的存在形式增加，有Fe（），Fe2+，Fe0和Fe2+的过渡态，以及Fe3+的形式存在，但是铁氧化物的含量却大大地减小了。对铬而言，溅射前后均主要以Cr23的形式存在。通过XPS分析可以得到，304L不锈钢在NaHC3溶液中所形成的钝化膜呈双层膜结构，内层以铬的氧化物（Cr23）组成；外层主要以铁的氧化物（Fe23，FeO）的形式存在。Fe23，和FeO呈n型半导体特征，而Cr23呈p型半导体特征，这就解释了电容测量中M~S直线出现转型的原因。

　　腐蚀科学与防护技术3结论1.310S不锈钢在NaHC3溶液中所形成的钝化膜呈I-r-p型半导体结构，随着测试频率的降低及成膜电位的负移，Mot-Schottky曲线的斜率减小，表明膜内的杂质密度增加，表明钝化膜的重掺杂、高度简并特性；2氯离子的加入使得M-S直线的斜率减小，增加膜内的杂质密度，增加了基体材料的点蚀敏感性，容易造成点蚀的发生；3.XPS测试结果表明钝化膜主要由内层的铬氧化物（C-2O3）和外层的铁氧化物（Fe23，FeO）组成。