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Journal of the Korean Chemical Society (JKCS)

ISSN 1017-2548(Print)
ISSN 2234-8530(Online)
Volume 28, Number 5
JKCSEZ 28(5)
October 20, 1984 

The Early Stages of Formation of the Passivation Film on Iron Electrode. Electrochemical and Automatic Ellipsometry Investigation

철전극 표면 부동화막의 생성과 초기단계의 변화
In-Hyeong Yeo, Woon-kie Paik

여인형, 백운기
염기성 용액에서 기계적으로 연마한 고순도 철의 전위를 환원 전위로부터 부동화 전위로 급격히 변화시켜서 부동화 막이 전극표면에 형성되게 하면서 철의 반사율 변화와 타원편광반사법(Ellipsometry) 측정을 하였다. 철 표면이 부동화 될때 일어나는 반사광의 편광 파라메터(Δ, ψ)와 반사율(R) 변화를 자동화된 타원편광반사계로 기록하였고, 이로부터 철을 부동화 상태에 들어가게 하는 표면막의 두께(τ)와 광학상수(n, k)들의 변화하는 값을 계산할 수 있었다. 광학상수 값들로 나타나는 막의 성질이 시간에 따라 급격한 전이를 하는 것은 관찰되지 않았으며, 비교적 짧은 시간(수초)내에 정상 상태 값에 접근하였다. 효과적으로 부동화를 일으키는 막의 두께는 14 ~ 23Å의 범위에 있었다. 형성된 부동화 막은 용액의 pH가 큰 경우에는 얇고 치밀한 구조를 가진 것으로 보이며, pH가 작은 경우에는 두께는 두껍지만 pH가 큰 경우보다 덜 치밀한 부동화 막이 형성되는 것으로 보였다. 이들 부동화 막은 약간의 흡광성을 가지는 것으로 나타났다.

Ellipsometric and reflectance measurements were made with magneto-optically self-nulling ellipsometer on the iron surface being passivated. The passivation was induced by abruptly changing potential of the mechanically polished high purity iron from the reduction potential to the oxidation potential in basic solutions. From the differences in the optical paramates(Δ, ψ) and reflectance (R) between the reduced (film-free) and oxidized (film-covered) states, the thickness(τ) and optical constants (n, k) of the film in the early stage of its formation were computed as functions of pH and time. From the computed values, it was deduced that the properties of the anodic film did not undergo a drastic change with time which would indicate a transformation of the film before effective passivity is attained, and that the film reached its stady state within a few second. The thickness of anodic film was 14 ~ 23Å. The anodic films also seemed to have small values of optical absorption coefficient. The film formed in high pH environments had thinner and denser structure than that formed in low pH.

271 - 278
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