电化学噪声技术在铝合金大气腐蚀检测中的应用

基于电化学噪声（EN）技术建立了适合现场应用的铝合金大气腐蚀测量系统。研制了铝合金大气腐蚀传感器,构建了零阻电流（ZRA）模式的EN测量系统和软件。利用该系统在实验室模拟和户外大气环境下进行了EN测试,研究结果表明,通过电位和电流噪声信号及噪声电阻变化可以对铝合金大气腐蚀过程进行有效检测。     

铜及铜合金大气腐蚀研究进展

综述了铜及铜合金在乡村和城市、工业、海洋以及室内模拟大气环境中的腐蚀机理研究进展,概述了铜及铜合金在我国典型大气环境中的腐蚀规律,指出利用薄液膜腐蚀试验、液滴腐蚀试验、微区电化学测试、微观分析与观察以及理论模型与计算机模拟等方法是目前探索铜的大气腐蚀行为及机理的方向.     

干湿交替周浸模拟加速腐蚀试验装置的建立

设计建立了一套模拟多种大气环境,同时能够进行电化学测试的、可靠的智能型干湿交替周浸加速腐蚀实验装置。实现了模拟加速自然环境的大气腐蚀,快速评价金属材料和涂层在大气环境下的腐蚀行为和耐蚀性能的目的。     

2B06铝合金大气腐蚀过程的电化学噪声监测

采用电化学噪声EN（electrochemical noise）技术和基于Compact RIO的分布式大气腐蚀便携式现场实时监测系统,对北京地区大气环境下2B06铝合金腐蚀过程进行长期监测,并对采集的电化学噪声信号进行统计分析,探索了电化学噪声方法在铝合金腐蚀现场监测方面的应用及腐蚀速率表征参数,从而对腐蚀进行预测并减小损失。结果表明：该系统可对铝合金的大气腐蚀过程进行现场实时监测,电化学噪声电阻Rn和电流噪声标准偏差SI可作为反映铝合金大气腐蚀速率的表征参数;长期监测结果显示北京地区的2B06铝合金在相对干燥的秋冬季节腐蚀较缓。     

LYl2铝合金在海洋大气环境下加速腐蚀试验和外场暴露试验的相关性

通过对模拟海洋大气加速腐蚀试验和外场暴露试验中的LYl2铝合金初期腐蚀形貌、电位和交流阻抗等的测量和分析,研究铝合金在海洋大气环境下的初期腐蚀行为,并考察加速腐蚀试验结果和外场暴露试验结果的相关性 .结果表明:铝合金初期腐蚀表面属于吸附型阻抗类型,电位有轻微上升,腐蚀伴随着表面氧化层的开裂.外场暴露腐蚀表面自然氧化层明显龟裂,加速腐蚀表面氧化层开裂不明显.模拟海洋大气加速腐蚀试验和外场暴露试验在腐蚀形貌、电位、交流阻抗等方面具有较好的相关性.     

基于岸基与远洋移动平台的7B04铝合金腐蚀行为比较研究

目的 研究动态海洋大气环境与静态海洋大气环境对7B04铝合金腐蚀行为的影响.方法 采用7B04铝合金,分别在远洋船舶移动平台和万宁站海洋平台开展1年户外大气暴露试验,利用腐蚀形貌、腐蚀失重、力学性能表征7B04铝合金在海洋大气环境中的腐蚀规律和行为.结果 经过1年的户外大气暴露试验,在动态和静态两种海洋大气环境作用下,7B04铝合金的腐蚀类型均为点蚀,且远洋船舶移动平台7B04铝合金的腐蚀程度更严重.在远洋船舶移动平台开展动态自然环境试验的7B04铝合金腐蚀速率为67.4μm/a,在万宁站海洋平台开展静态自然环境试验的7B04铝合金腐蚀速率为16.6403μm/a,远洋船舶移动平台7B04铝合金的腐蚀速率约为万宁站海洋平台的4倍.远洋船舶移动平台试验7B04铝合金的拉伸强度、规定塑性延伸强度和断后伸长率保留率分别为91％、87.5％和54.3％.结论 7B04铝合金在远洋船舶移动平台和万宁站海洋平台的腐蚀类型均为点蚀,远洋船舶移动平台的动态海洋大气腐蚀性强于静态海洋大气,且对7B04铝合金力学性能的降低主要体现在断后伸长率方面,可显著加速7B04铝合金的腐蚀.     

电化学噪声表征7075铝合金的模拟大气腐蚀过程

用电化学噪声表征7075铝合金的模拟大气腐蚀过程,旨在探索电化学噪声方法在航空器腐蚀检测上的应用.用吸附3.5%NaCl电解液的镜头纸紧贴于试样表面以模拟大气腐蚀环境,测试了7075T6铝合金的腐蚀电流、电位随浸泡时间的波动.电化学噪声实验结果显示,腐蚀初期电流波动幅度较小,正负方向幅度相当.腐蚀2h后;电流波动表现为正向锯齿波,幅度增大到0.3 μA左右;6h后电流表现为幅度不等的负向波动.可以预测2 h后铝合金钝化膜的破坏是腐蚀的主要过程,6h后钝化膜的修复则占主导地位.     

LY12铝合金在海洋大气环境下加速腐蚀试验和外场暴露试验的相关性

通过对模拟海洋大气加速腐蚀试验和外场暴露试验中的LY12铝合金初期腐蚀形貌、电位和交流阻抗等的测量和分析,研究铝合金在海洋大气环境下的初期腐蚀行为,并考察加速腐蚀试验结果和外场暴露试验结果的相关性。结果表明:铝合金初期腐蚀表面属于吸附型阻抗类型,电位有轻微上升,腐蚀伴随着表面氧化层的开裂。外场暴露腐蚀表面自然氧化层明显龟裂,加速腐蚀表面氧化层开裂不明显。模拟海洋大气加速腐蚀试验和外场暴露试验在腐蚀形貌、电位、交流阻抗等方面具有较好的相关性。     

高强铝合金6061和7075在模拟海洋大气环境中的腐蚀行为

目前,有关铝合金的腐蚀研究多集中于腐蚀溶液中,对于其在大气中的腐蚀报道较少。采用扫描电化学显微镜(SECM)研究了6061和7075铝合金在模拟海洋大气环境中的腐蚀电化学行为,利用扫描电镜(SEM)观察了腐蚀表面形貌,采用能谱仪分析了腐蚀产物的成分。结果表明:6061和7075铝合金在模拟海洋大气环境中表面不同区域活性溶解程度不同,且表面的氧化电流峰分布呈无规则状;2种铝合金中第二相腐蚀电位的不同造成了其腐蚀机理的差异;试样表面的腐蚀产物数量较少,分布不均匀,腐蚀点主要呈圆形。     

2024-T3铝合金在模拟海洋大气环境中的腐蚀行为

通过循环盐雾腐蚀实验,模拟2024-T3铝合金在海洋大气环境中的腐蚀过程。采用腐蚀质量损失测试、扫描电镜(SEM)、X射线能谱(EDS)和电化学技术分别对腐蚀117、242、362、487和598 h的2024-T3铝合金试样进行测试分析,得到腐蚀动力学、腐蚀产物和点蚀坑的形貌、腐蚀产物的成分以及表面锈层的电化学特性,研究锈层对2024-T3铝合金大气腐蚀的影响。动力学分析表明,腐蚀过程中2024-T3铝合金的表面形成了具有较好保护性的锈层;电化学测试结果表明,锈层的保护性呈现随腐蚀时间的延长先增强后减弱然后再略增强的变化过程。     

铝合金在海洋环境中的腐蚀研究(Ⅱ)--海水全浸区16年暴露试验总结

总结了铝合金在青岛海域海水全浸区暴露16年的腐蚀结果，防锈铝LF2Y2，LF6M（BL），F21M，180YS在海水全浸区有好的耐蚀性，工业纯铝L4M，锻铝LD2CS的耐蚀性较差，无包铝层的硬铝LY12CZ和超硬铝LC4CS在海水中的耐蚀性很差，硬铝，超硬铝的包铝层起牺牲阳极作用，使基体受到保护，海生物污损对铝合金在海水中的腐蚀有明显影响，镁、锰能提高铝的耐海水腐蚀性，硅明显降低铝的耐蚀性，铜严重损害铝的耐蚀性，腐蚀电位较负的铝合金耐海水腐蚀性较好，腐蚀电位较正的铝合金耐海水腐蚀性较差。     

Al及Al合金在舟山海域的腐蚀行为

报告Al及Al合金在舟山海域的飞溅区、潮差区和全浸区3种试验条件下暴露2、4、8年的腐蚀结果及其在海水环境中的腐蚀行为.Al及Al合金在海洋环境中的平均腐蚀率较低,主要因点蚀、缝隙腐蚀而受到破坏,硬Al、超硬Al的包Al层对基体起着牺牲阳极保护作用.在飞溅区,Al及Al合金对局部腐蚀较敏感,点蚀密度较大.在飞溅区,二种带包Al层的LC4CS(BL)、LY11CZ(BL)耐蚀性较好,L3M和LF11M的耐蚀性较差;在潮差区和全浸区180YS和LF2Y2表现出较好的耐蚀性.LF11M在潮差区的耐蚀性较好,而在飞溅区和全浸区的耐蚀性较差.     

铝合金在海洋环境中的腐蚀研究（Ⅰ）：——海水潮汐区16年暴露试验总结

总结了铝合金在青岛海域海水潮汐区暴露16年的腐蚀试验结果，防锈铝LF2Y2、LF6M（BL）、F21M、180YS在海水潮汐区有好的耐蚀性，工业纯铝L4M、锻铝LD2CS的耐蚀性较差，硬铝LY11CZ（BL）、LY12CZ（BL）和超硬铝LC4CS（BL）的包铝层起着牺牲阳极作用，使基体受到保护，海生物污损对铝合金的腐蚀有明显影响，镁，锰能提高铝在海水潮汐区的耐蚀性，硅明显降低铝的耐蚀性，铜严重损害铝的耐蚀性。     

铝合金在海洋环境中的腐蚀研究(Ⅲ)--海水飞溅区16年暴露试验总结

获得了10种铝合金在青岛海域海水飞溅区暴露16年的腐蚀结果，总结了它们在飞溅区的腐蚀行为和规律。在飞溅区，铝合金对点蚀、缝隙腐蚀较敏感。L4M在飞溅区的耐点蚀性能较差。LF2Y2、LF3M的耐点蚀性能好于L4M。在10种铝合金中LD2CS的耐点蚀性能最好。180YS、LF21M除点蚀、缝隙腐蚀外还发生层间腐蚀。LY11CZ（BL）、LY12CZ（BL）和LC4CS（BL）的包铝层起着牺牲阳极的作用，基体受到有效保护。铝合金在飞溅区的缝隙腐蚀比点蚀严重。在海水飞溅区暴露的铝合金，开始4年的点蚀速度较快，4年后点蚀速度随时间逐渐减慢。暴露8－16年，铝合金的点蚀深度没有明显加深。     

铝合金在海水中的耐蚀性与腐蚀电位的关系

依据铝合金在青岛海域的暴露腐蚀结果和腐蚀电位数据,讨论了铝合金在海水中的耐蚀性与腐蚀电位的关系.结果表明,耐海水腐蚀性能相似的铝合金,其海水腐蚀电位-时间曲线的形状、特性也相似.耐海水腐蚀性能较好的铝合金,其初始电位、稳定电位均较负,达到稳定的时间较长、稳定电位波动较大.耐蚀性较差的铝合金则相反.     

铝及铝合金在热带海洋地区大气腐蚀

报道了8种牌号四大类铝及铝合金在热带海洋大气环境下1年、3年、6年和10年的试验结果.结果表明:1) 初期(1年)腐蚀失重较低的是L3M、LF21Y2、LY12CZ;而经过长期(10年)暴露后,腐蚀失重较低的是LF2Y2、L3M;初期和长期腐蚀失重相差不大的是LF2Y2,10年与1年的腐蚀失重相比增加不到1倍;2) 防锈铝不一定比纯铝耐蚀性好,但从长期耐蚀性来说,防锈铝LF2Y2是耐蚀性最好的;3) 铝及铝合金在海洋大气环境中,腐蚀量与试验时间大部分遵循幂函数规律;4) 铝及铝合金的化学成分及含量与腐蚀率没有明显的规律.     

GALVANIC CORROSION AND PROTECTION OF GECM／LY12CZ COUPLES UNDER DIFFERENT ATMOSPHERIC EXPOSURE CONDITIONS

Galvanic, compatibility between graphite epoxy composite materials (GECM) and LY12CZ aluminum alloy was evaluated in different atmospheric corrosion environments and by laboratory electrochemical measurements. Open circuit potential electrochemical measurements showed a relatively large potential difference about 1 volt between the GECM and LY12CZ aluminum alloy, and this difference provided the driving force for galvanic corrosion of the LY12CZ aluminum alloy as an anode. Having been exposed for 1, 3 or 5 years in Beijing, Tuandao and Wanning station, GECM/LY12CZ couples showed significant losses of strength and elongation. Protective coatings and non-conductive barriers breaking the galvanic corrosion circuit were evaluated under the same atmospheric corrosive conditions. Epoxy primer paint, glass cloth barriers and LY12CZ anodizing were effective in galvanic corrosion control for GECM/LY12CZ couples.     

包铝层对铝合金腐蚀行为的影响

对LC4CS、LY12CZ、LF6M三种铝合金在厦门海域全浸区有、无包铝层的条件下的腐蚀行为及腐蚀数据进行了对比研究。同时,通过自腐蚀电位和电偶电流的测量,对LF6M（包铝）在厦门海域潮差区的反常腐蚀行为进行了分析。     

NaCl溶液中LC4,LY12及纯铝腐蚀过程的电化学噪声特征

应用电化噪声（electrochemical noise)技术对航空铝合金结构材料LC4，LY12及纯铝在质量分数为2．0％的NaCl溶液中的腐蚀过程进行了研究，发现不同材料在发生点蚀时其电化学噪声的时域谱波形特征各不相同，电化学噪声的频域谱SPD（spectra power density)曲线的三个特征参数：白噪声水平W，截止频率fc和高频线性部分的斜率K均随浸泡时间的延长而变化，在发点蚀时三者均趋于极值，但三者都不能单独正确地表征点蚀的强度和趋势，实验结果时表明：点蚀时，从不同材料的SPD曲线获得的点蚀参数SE和SG的数值具有一致性，且与未点蚀时的参数值存在着明显的区别，一般在而，点蚀发生时，SE＞5且SG＜1；非点蚀时，二者的取值正好相反，因此，二者可以很好地表征点蚀的发生。     

Electrochemical noise monitoring of the atmospheric corrosion of steels: identifying corrosion form using wavelet analysis

The early stage atmospheric corrosion of T91 and Q235B steels exposed to Tianjin’s urban atmosphere over 20 days was studied using two electrochemical probes via an electrochemical noise (EN) technique. To identify the corrosion process and the corrosion form of the two steels, EN data were analysed by statistics and wavelet transform. The results revealed that the wavelet energy of decomposed EN mainly located at high-frequency level for Q235B steel, whereas it mainly located at the low-frequency level for T91 steel. Analyses of surface images confirmed that Q235B steel underwent uniform corrosion whereas T91 steel suffered from localised corrosion. The obtained noise resistance correlated well with weight loss data.