Methods of producing hydrogen include steam reforming, electrochemical decomposition of water, and the SI process. Among these methods, the Sulfur iodine process is one of the most promising processes for hydrogen production. The thermochemical sulfur-iodine (SI) process uses heat from a high-temperature-gas nuclear reactor to produce $H_2$ gas; this process is known for its production of clean energy as it does not emit $CO_2$ from water. But the SI-process takes place in an extremely corrosive environment for the materials. To endure SI environments, the materials for the SI environment will have to have strong corrosion resistance. This work studies the corrosion resistances of the Fe-Si, Ni-Ti and Ni Alloys, which are tested in SI-process environments. Among the SI-process environments, the conditions of boiling sulfuric acid and decomposed sulfuric acid are selected in this study. Before testing in boiling sulfuric acid environments, the specimens of Fe-4.5Si, Fe-6Si, Ni-4.5Si, Ni-Ti-Si-Nb and Ni-Ti-Si-Nb-B are previously given heat treatment at $1000^{\circ}C$ for 48 hrs. The reason for this heat treatment is that those specimens have a passive film on the surface. The specimens are immersed for 3~14 days in 98wt% boiling sulfuric acid. Corrosion rates are measured by using the weight change after immersion. The corrosion rates of the Fe-6Si and Ni-Ti-Si-Nb-B are found to decrease as the time passes. The corrosion rates of Fe-6si and Ni-Ti-Si-Nb-B are measured at 0.056 mm/yr and 0.16 mm/yr, respectively. Hastelloy-X, Alloy 617, Alloy 800H and Haynes 230 are tested in the decomposed sulfuric acid for one day. Alloy 800H was found to show the best corrosion resistance among the materials. The corrosion rate of Alloy 800H is measured at -0.35 mm/yr. In these results, the corrosion resistance of materials depends on the stability of the oxide film formed on the surface. After testing in boiling sulfuric acid and in decomposed sulfuric acid environments, the surfaces and compositions of specimens are analyzed by SEM and EDX.
Fatigue crack growth test or low alloy steel was performed in high temperature water. Test parameters were dissolved oxygen content. loading frequency and R-ratio ($P_{min}/P_{max}$). Since the sulfur content or the steel was low, there were no environmentally assisted cracks (EAC) in low dissolved oxygen(DO) water. At high DO, the crack growth rate at R = 0.5 tests was much increased due to environmental effects and the crack growth rate depended on loading frequency and maximized at a critical frequency. On the other hand, R = 0.7 test results showed an anomalous decrease of the crack growth rate as much different behavior from the R = 0.5. The main reason of the decrease may be related to the crack tip closure effect. All the data could be qualitatively understood by effects of oxide rupture and anion activity at crack tip.
Since 2020, the International Maritime Organization (IMO) has updated regulations on the sulfur content to be less than 0.5% in exhaust gas emitted from ships. Accordingly, the exhaust gas post-treatment device for ships, which is SOx/NOx reduction technology, was introduced. However, the exhaust gas post-treatment device is suffering corrosion because of the harsh corrosive environment formed by sulfate and chlorine oxide through the desulfurization process. In this investigation, cyclic potentiodynamic polarization (CPDP) experiment for UNS S31603 and UNS N08367 was performed in a green death solution that simulates the environment of a desulfurization device. The corrosion rate of UNS S31603 at the highest temperature was about 3 times higher than that of UNS N83067. Also, electron microscope scan revealed corrosion type UNS N83067 presents intergranular corrosion tendency. On the other hand, UNS S31603 was observed as general corrosion. The α values of UNS N08367 at 30 ℃ and 60 ℃ were higher than those of UNS S31603, thus UNS N08367 is considered to have a higher local damage tendency. Whereas, since the α value of UNS S31603 at 90 ℃ is larger than that of UNS N08367, UNS S31603 is considered to have a higher local damage trend.
Journal of the Korean institute of surface engineering
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v.54
no.1
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pp.12-17
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2021
Among the various precious metals, silver is used in various fields because of its low price than other precious metals. However, the surface of silver remains after rain in the atmosphere containing sulfur ions and chlorine ions, causing silver corrosion and discoloration. Existing documents have developed a anode to prevent corrosion but that are concentrated on secondary batteries. This study tried to prevent corrosion and discoloration of silver by using an Al sacrificial anode. Sulfuric acid decreased the potential of silver and increased the current density at active polarization and OCP. The amount of corrosion of silver with the Al sacrificial anode was reduced from 0.5 % to 6.5%. When silver is used for decoration outside, corrosion and discoloration of silver can be suppressed by installing an Al anode.
The purpose of this paper is to present the summary of trouble shooting result on the dendrite defect of SSM(Second Surface Mirror) which is one of major thermal control elements for satellite. Through this failure analysis on SSM dendrite, it is found that the dendrite defect may happen to silver coated layer of SSM if SSM is directly exposed to the environment containing sulfur or chlorine compound. As a preventive action, it is required that SSM shall not contact directly with rubber pad containing sulfur compound.
Shim, Byeong Yun;Kim, Hanul;Han, Chang Nam;Jang, Young Bae;Yun, Jeong Woo
Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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v.23
no.4
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pp.79-85
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2016
It is imperative to find environment-friendly coatings as an alternative to the currently used hexavalent chromate conversion coatings for the purpose of improving the anti-corrosion properties of aluminum alloys. Hence, in this study, the corrosion properties of a trivalent chromate conversion coating solution are analyzed and measured. Because of the presence of multiple components in trivalent chromate conversion coating solutions, it is difficult to control plating, attributed to their mutual organic relationship. It is of significance to determine the concentrations of the components present in these coatings; hence, qualitative and quantitative analysis is required. The coating solution contained not only an environment-friendly component chromium(III), but also zirconium, fluorine, sulfur, and potassium, in the coating film. These metals are confirmed to produce a film with improved corrosion resistance to form a thin layer. The excellent corrosion resistance for the trivalent chromate solution is attributed to various inorganic and organic additives.
Suyeon Kim;Aye Myint Myat Kyaw;Chaeun Kim;Yewon Jang;Youri Han;Li Oi Lun
Journal of the Korean institute of surface engineering
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v.57
no.4
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pp.325-330
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2024
When seawater is used in electrochemical devices, issues arise such as the adsorption of chloride ions blocking the active sites for Oxygen reduction reactions (ORR) in seawater batteries, and the occurrence of Chlorine evolution reactions (ClER) in seawater electrolysis due to chloride anions (Cl-) competing with OH- for catalytic active sites, potentially slowing down Oxygen evolution reactions (OER). Consequently, the performance of components used in seawater battery and seawater electrolysis may deteriorate. Therefore, conventional alloys are often used by coating or plating methods to minimize corrosion, albeit at the cost of reducing electrical conductivity. This study thus designed a corrosion-resistant layer by doping carbon with Nitrogen (N) and Sulfur (S) to maintain electrical conductivity while preventing corrosion. Optimal N,S doping ratios were developed, with corrosion experiments confirming that N,S (10:90) carbon exhibited the best corrosion resistance performance.
The hot corrosion properties of heat-resistant steels were investigated in an oxidation atmosphere including artificial ash and sulfur dioxide. The heat-resistant steels of T22, T92, T122, T347HFG, Super304H and HR3C were evaluated at 620, 670 and $720^{\circ}C$ for 400 hours. The relationship between the corrosion rate and the temperature followed a bell-shaped curve with a peak rate at around $670^{\circ}C$. The corrosion rates showed a decreasing tendency as the chrome contents of these steels increased from 2.15 wt.% to 24.5 wt.%, and austenitic steels had a lower corrosion rate than ferritic steels. Sulfidation by $SO_2$ as well as molten salt corrosion also had an effect on the total corrosion rate, especially showing an increase in the corrosion rate in ferritic steels. Regardless of the chrome content in the steels and irrespective of the test temperature, the corrosion scale was composed of an outer oxide and an artificial ash mixed layer, a middle oxide layer and inner sulfide, and a mixed oxide layer. As the chrome content increased, the proportion of chrome oxide in the corrosion scale increased. Before spalling of the corrosion scale, voids and cracks were initiated in the sulfide and the mixed oxide layer or at the interface with the substrate.
The engine of a large ship operates under wet conditions using a fuel such as bunker C oil, which includes sulfur and many impurities. A cylinder liner made of cast iron is very susceptible to damage such as scuffing on the surface. This scuffing can reliably be attributed to the destruction of the oil film and the corrosion wear caused by water and sulfur included in the fuel, along with abrasion impurities and poor lubricants. In this study, a reciprocating friction and wear test was carried out with a cast iron specimen, which was used to simulate an engine cylinder in a corrosive environment. Base-oil and stirred oil containing distilled water, NaCl solution, and dilute sulfuric acid were used as lubricants. The friction surface was analyzed using a microscope and EDAX, and the friction coefficient was measured using a load-cell under each experimental condition. We then attempted to investigate the damage to the cylinder liner using the results.
In the paper, corrosion behavior of T91 steel in different concentrations of NaHSO3 solution was studied in combination with scanning electron microscope (SEM) and electrochemical measurements. The results showed that the steel exhibited active anodic dissolution characteristics in the solution, and NaHSO3 concentration affected both cathodic and anodic behaviors. The steel surface was covered by intact corrosion products in the solutions, but the compactness and mechanical properties of the corrosion products degraded with the increase of NaHSO3 concentration. In low-concentration NaHSO3 solution the steel tended to undergo uniform corrosion with slight corrosion pits, but its corrosion mode gradually transited to localized corrosion as the NaHSO3 concentration increased. The mechanical property degradation of the corrosion products caused by sulfur compounds and the pH decrease of the solution are the important factors to accelerating its corrosion process.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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