不銹鋼具有良好的生物相容性、高耐腐蝕性和優異的機械性能，被廣泛應用于工業和生物醫學領域。然而，當該類材料長時間暴露在腐蝕性環境中時，局部點蝕會嚴重限制使用壽命。例如，使用不銹鋼作為植入材料，受到局部腐蝕會釋放有毒金屬離子，引起嚴重的炎癥和感染。不銹鋼上的局部腐蝕是不可避免的，它會給工業應用帶來經濟損失、事故和設備損壞，了解不銹鋼在各種侵蝕性環境中的局部腐蝕行為至關重要。

寧夏大學材料與新能源學院吳斌濤教授團隊與中船黃埔文沖船舶有限公司邵丹丹工程師團隊合作研究了316不銹鋼在Cl⁻和Br⁻離子中的腐蝕行為，發現發現Br⁻離子更容易造成點蝕，對不銹鋼的腐蝕破壞更嚴重，而加入Cl⁻離子會降低凹坑的生長穩定性，進一步提高不銹鋼的點蝕抗性。該研究成果以“A protective role of Cl⁻ ion in corrosion of stainless steel”為名發表于腐蝕頂刊“Corrosion Science”（卷 226, 111631）。文章第一作者為博士研究生邵澤西（現就讀天津大學）和寧夏大學碩士研究生生禹棟楠，通訊作者為吳斌濤。

圖 1.（a）氯化鉀溶液中腐蝕試樣動態電位試驗后的點蝕形貌及其尺寸;（b） KBr溶液;（c） KCl + KBr混合溶液。

圖 2.腐蝕試樣在浸泡 0.5 至 0 V 的不同腐蝕性溶液下的恒電位極化。

圖2顯示了在0.5 V電位下啟動的不同溶液中腐蝕試樣的恒電位極化。電流密度的不斷增加，這是由于表面凹坑中溶液濃度的增加引起的，這表明凹坑在電荷轉移控制下生長。當電位降低到0 V時，電流密度降低。這意味著凹坑保持擴散控制的生長，在金屬表面產生鹽膜。很明顯，最大溶解電流密度 i_{diss,max Br}^-> i_{diss,max Br}^-_+Cl^-> i_{diss,max Cl}^-，表明 Cl⁻離子降低形成的凹坑的生長穩定性，進一步提高316 L合金的抗點蝕性能。

圖 3.循環恒電位脈沖：（a）和（b）KCl溶液;（c）和（d） KBr 溶液;（e）和（f） KCl + KBr 溶液。

對不同溶液下的樣品進行了恒電位脈沖技術（PPT）測試，圖3顯示了恒定電位下的電流密度變化。結果表明，在KCl溶液中，電流密度的最大值在最初的5個脈沖周期中逐漸減小，然后隨著脈沖時間的增加而增加。這種現象說明了Cl⁻離子在不同的相上形成橫向延伸的鈍化膜。而在KBr溶液中，電流密度的最大值呈下降趨勢，表示Br⁻離子由于其高吸附系數而與鈍化膜反應形成可溶性絡合物，降低了不銹鋼耐腐蝕性。

圖 4.PPT試驗后試樣表面點蝕形貌：（a）KCl溶液;（b） KBr溶液;（c） KCl + KBr混合溶液。