硫化氢(H2S)腐蚀导致金属管道腐蚀减薄甚至发生氢脆断裂,是长距离管道运输油气过程中最为严重的问题之一。金属在H2S环境中(Fe-H20-H2S)表面会形成复杂晶型的腐蚀产物膜,而不同晶型的腐蚀产物膜不同程度的影响后续腐蚀进程,但对于腐蚀产物膜对金属管线腐蚀的影响规律缺乏系统研究,因此本文从以下几个方面进行研究:首先,利用固相合成法在不同条件下制备陨铁矿、磁黄铁矿和黄铁矿型硫铁化合物。当Fe:S为1:1,合成温度区间为300-500℃时,随着温度的增加,陨铁矿逐渐向磁黄铁矿转变;当Fe:S为1:2,合成温度区间为400-800℃时,产物均为具有半导体性质的黄铁矿。Seebeck系数/电导率测试仪的测试结果表明,Fe:S为1:2合成温度在400、600、800℃和Fe:S为1:1合成温度在400-500℃时,所制备的硫铁化合物的半导体类型均由p型转变为n型,并且发现随温度增加,黄铁矿的电阻率逐渐下降。TEM、XRD等测试结果发现,600℃时Fe:S为1:2所获得的黄铁矿发生相变,转变为了磁黄铁矿。电化学测试结果发现,相变后的磁黄铁矿耐腐蚀性能明显下降。其次,在不同温度条件下,利用化学气相沉积法(CVD)在X80钢表面制备不同晶型的硫铁化合物(Fe-S)薄膜,包括一硫化铁(FeS),黄铁矿(FeS2)和磁黄铁矿(Fe7S8)。利用电化学方法研究了 Fe-S薄膜的耐腐蚀性和阻氢性能。结果表明,形成Fe-S薄膜后显著提高X80钢的氢阻隔性,并且发现阻氢性能与Fe-S薄膜的晶体结构和缺陷密切相关,当薄膜存在缺陷时将导致孔隙率增加,薄膜的耐蚀性能和阻氢性能下降。此外,300℃条件下制备的FeS薄膜具有最小氢扩散系数(D≈2.64×10-7 cm2/s)和表面吸附氢浓度(Capp≈1.12 μmol/cm3),表明该温度合成的FeS薄膜具有最佳的氢阻隔性和优异的耐腐蚀性能。