电化学方法和丝束电极在局部腐蚀研究中的应用

综述了常规电化学方法和扫描微探针技术的测试原理和应用现状,重点探讨了丝束电极在金属不同类型局部腐蚀研究中的应用。丝束电极技术能够获得不同位置点腐蚀电位、电流密度,从而获得界面等电位图和电流分布图等信息。丝束电极技术与常规电化学方法和微区扫描探针技术联合应用,可克服丝束电极技术只能测量宏观尺度电流电位分布不均的缺点,扩展丝束电极技术的研究范围。     

金属在流动氯化物体系中流动腐蚀的EIS研究

流动氯化物体系中碳钢、双相钢电极的电化学阻抗谱（EIS）明显不同,随着流速增大,电极表面受到的切应力增大,反应阻抗减小,电化学腐蚀加速,协同效应增强,结果使电极流动腐蚀速度增加,与碳钢相比,双相钢电极在较高流速下其电化学阻抗谱才在低频区发生特征变化,证明了曹楚南提出的不可逆电极阻抗谱理论同样适用于流动腐蚀过程中电极过程的研究,揭示了在流动体系中,当电极表面受到足够大的切应力作用时,在低频区电极电化学阻抗谱会发生特征改变,其中,电化学阻抗谱的低频感抗弧特征预示着在流动腐蚀过程中,受到强力流体力学作用的电极表面会改变其常规的溶解速度和溶解机制,同时表面伴随有坑、点局部腐蚀的发生,在此情况下,钝态金属电极的电化学阻抗谱进一步反映了电极表面受到固体颗粒摩擦或撞击的阻抗谱特征。     

AZ91D镁合金手汗腐蚀机理研究Ⅲ乳酸对AZ91D镁合金的腐蚀机制

通过电化学阻抗(EIS)和动电位极化曲线等方法研究了镁合金在乳酸和含有Cl^-的溶液中的电化学特性，发现镁合金腐蚀过程受到电极电位E、以β相为中心向外扩展的表面氧化膜的覆盖面积θ和MgH2的浓度Cm 3个表面状态变量的控制，在腐蚀过程中，β相表面氧化膜向四周扩展，覆盖了邻近很小范围的α相晶粒，从而使部分α相晶粒不受腐蚀．最后通过理论推导建立了一个新的镁合金腐蚀理论模型，并利用EIS实验证实了模型的可靠性。     

短期贮存对金属铜腐蚀电化学行为的影响

采用动电位极化(PDS)、电化学阻抗谱(EIS)、电容测量以及阵列电极等技术研究了Cu的短期贮存对其腐蚀电化学行为的影响。结果表明,金属Cu表面膜呈现p型半导体结构,经过短期贮存后载流子浓度减小,腐蚀电位正移,腐蚀电流密度下降,表面膜对腐蚀阴极过程、阳极过程均有抑制作用。Cu在NaCl液滴下呈现典型的局部腐蚀特征;经过贮存后,电极表面润湿性减弱,腐蚀活性降低,总体平均腐蚀强度减弱,但是局部腐蚀强度反而增强。     

双相钢在流动中性含砂氯化物中的磨损腐蚀

研究了双相钢在流动含砂的3.5%NaCl溶液中的磨损腐蚀规律,测定、分析了流动体系中的电化学阻抗谱,揭示了双相钢磨损腐蚀过程中电化学的作用及其机制.结果表明,腐蚀电化学因素在磨损腐蚀过程中起主要作用,流体力学因素只是加速了腐蚀电化学过程.阻抗谱在低频区出现一直线段和低频收缩现象,分别是双相钢在磨损腐蚀过程中电极处于自钝化状态,并受离子在钝化膜中的扩散、迁移过程控制和电极表面局部遭受破坏的特征.对于流动体系中电化学阻抗谱的分析,曹氏阻抗理论同样适用.     

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。     

对相钢在流动中性含砂氯化物中的磨损腐蚀

研究了双相钢在流动含砂的3．5％NaCl溶液中的磨损腐蚀规律,测定、分析了流动体系中的电化学阻抗谱,揭示了双相钢磨损腐蚀过程中电化学的作用及其机制。结果表明,腐蚀曜 磨损腐蚀过程中起主要作用,流体力学因素只是加速了腐蚀电化学过程,阻抗谱在低频区出现一直线段和低频收缩现象。分别是双相钢在磨损腐蚀过程中电极处于自钝化状态,并受离子在钝化膜中的扩散、迁移过程控制和电极表面局部遭受破坏的特征,对于流动体系中电化学阻抗谱的分析,曹氏阻抗理论同样适用。     

微机在线变频采样技术在交流阻抗测量中的应用

<正> 前言交流阻抗测量技术是近代腐蚀电化学研究的重要手段。以往人们利用频域法进行交流阻抗的测量,即以小幅度正弦波作为激励信号,以频率作为独立变量。频域法存在着测量时间过长,致使电极表面状态发生变化,难以揭示电极的瞬态变化过程。     

表面处理对40Cr钢腐蚀疲劳寿命的影响

采用旋转弯曲疲劳试验机和电极电位测量装置研究了40Cr钢经表面处理后(离子氮化、化学镀镍、喷铝和电镀锌铁合金)在3%NaCl溶液中的腐蚀疲劳行为,并且监测了腐蚀疲劳过程中这4种表面处理后材料的腐蚀电位。结果表明,4种表面处理均能改善40Cr钢的腐蚀疲劳性能,且金属材料在腐蚀疲劳过程中腐蚀电位的变化,在一定程度上反映了腐蚀疲劳断裂过程的重要阶段,揭示了腐蚀疲劳过程的电化学行为。     

锅炉电极材料交流腐蚀特性与选型研究

通过控制电流密度模拟电极锅炉的工况，开展TA2钛合金、304不锈钢和20#钢3种电极材料耐腐蚀实验和电化学实验，测量得到3种电极材料在不同浓度磷酸三钠溶液和不同电压下腐蚀前后电极腐蚀速率、极化电位和导电性等变化规律。结果表明，20#钢的腐蚀电流密度约为304不锈钢的4倍，钛电极的20倍。20#钢电极表面生成疏松的腐蚀产物，耐蚀性最差；钛电极的耐蚀性最好，但价格高；304不锈钢在500 A/m2的交流干扰下不能完整钝化，表面发生点蚀，但综合考虑耐腐蚀性、导电能力和经济性原则，在锅炉预期寿命较长的情况下，应选用不锈钢作为电极材料。     

阵列电极技术在腐蚀领域的应用进展

阵列电极是由一系列规则排列的微电极阵列组成的复合电极,可以实现传统电化学测量中对大面积电极的统计平均信号的获取,而且可以给出电极微区的电位和电流大小和分布信息,从而准确表征电极表面的电化学不均匀性。本文就阵列电极技术在腐蚀领域的应用进展,及其优势与不足进行了总结,并对该技术的发展前景进行了展望。     

微细阵列群电极电解加工关键技术研究

提出了基于阴极优化的微细阵列圆柱凸台群电极电化学腐蚀加工法。根据电化学腐蚀基本原理,通过有限元方法分析计算群电极电化学腐蚀加工过程中的电极表面电场分布,以电流密度分布均匀性为目标,优化设计阴极形状,并进行阵列群电极制备。在制备出直径均匀的阵列群电极的基础上,探索用局部涂胶保护法制备大长径比的盘状阵列群电极,用于微细孔电解加工,进一步提高电解加工的定域性。     

表面粗糙度对304不锈钢早期点蚀行为影响的电化学方法

采用动电位扫描、电化学阻抗谱和电化学噪声等方法研究了4种不同表面粗糙度304不锈钢电极在质量分数为3％的NaCl溶液中的早期腐蚀行为.随着不锈钢电极表面粗糙度的下降,304不锈钢自腐蚀电位与点蚀电位均有所上升;电荷转移电阻噪声电阻明显升高,而电位标准偏差与电流标准偏差则有所降低;粗糙度0.25μm的电极在阻抗谱低频区出...     

电化学测试技术在垢下腐蚀中的应用

针对垢下腐蚀进行了简要分析,着重介绍了电化学测试技术在垢下腐蚀研究领域中的应用现状,并进一步展望了垢下腐蚀研究中电化学测试技术今后的发展方向。目前,线性极化、电化学阻抗谱(EIS)、电化学噪声分析(EN)与丝束电极(WBE)技术是研究垢下腐蚀行为的最优选择。为了弥补采用单一电化学测试技术的不足,两种及以上电化学测试技术联合运用将会成为垢下腐蚀电化学测试技术的主流方向。     

用丝束电极研究金属/有机涂层体系的进展

综述了丝柬电极在研究金属／有机涂层体系方面所取得的进展。丝柬电极将大面积的有机涂层分成很多区域，通过测量不同区域的电化学参数以研究涂层下金属腐蚀行为和涂层局部缺陷，丝束电极测试显著提高了金属／有机涂层体系电化学测试的重现性和可靠性；并且能根据涂层缺陷出现几率快速、定量地评价有机涂层防护性能。此外，丝柬电极在研究金属不同局部腐蚀类型方面也具有独特的优势。     

一种用于原位测量盐酸露点腐蚀的电化学阻抗探针

设计了一种用于原位测量盐酸露点腐蚀的电化学阻抗探针,该探针结构简单且不需要外接参比电极和对电极。在不同pH的盐酸溶液中,通过探针和传统三电极测量结果对比验证了探针测量腐蚀相关参数的准确性,最后将探针用于原位测量盐酸露点腐蚀。结果表明：相比于原位挂片法,探针不仅可快速监测盐酸露点腐蚀的动态变化过程,还可快速获得瞬时腐蚀速率等电化学参数。     

PCB-HASL电路板在NaHSO_3/Na_2SO_3溶液中的腐蚀电化学行为

采用电化学阻抗谱(EIS)和扫描Kelvin探针技术(SKP)研究了热风整平无铅喷锡处理印制电路板(PCB-HASL)在模拟电解质0.1 mol/LNaHSO3以及不同pH值的0.1 mol/LNaHSO3/Na2SO3溶液中的腐蚀行为与机理,探讨了浸泡时间和pH值对其腐蚀机理转变的影响,通过OM,SEM结合EDS对PCB-HASL表面上腐蚀产物形核和扩展行为进行了观察和分析.结果表明,PCB-HASL试样在酸性NaHSO3/Na2SO3溶液体系中的腐蚀形式类似点蚀,浸泡前期腐蚀坑加速扩展,腐蚀产物主要为Sn的氧化物和硫酸盐.NaHSO3溶液能够活化PCB-HASL试样表面,且腐蚀坑形核仅发生在浸泡初期.而在中性或碱性NaHSO3/Na2SO3溶液体系中,PCB-HASL试样表面腐蚀坑形成受到抑制,电解质溶液通过氧化膜向电极界面的传输过程限制了电极反应速率.     

NaCl液滴下304不锈钢表面电化学性质研究

利用丝束电极技术研究NaCl液滴下304不锈钢表面电化学参数分布及其随腐蚀时间的变化规律。结果表明,液滴下不锈钢丝束电极表面的腐蚀电位分布和电偶电流分布均呈现空间、时间上的不均匀性;丝束电极表面随机形成局部阴极区和阳极区,而且随着腐蚀时间的延长,局部区域的极性发生反转。液滴下电极表面的腐蚀程度和不均匀程度均随腐蚀时间的延长先增加后减小,在腐蚀12 h时达到最大。     

局部交流阻抗扫描技术对金属电偶腐蚀的研究

局部交流阻抗扫描技术,原位测定金属/溶液体系中电极表面局部交流阻抗的分布,以研究电极表面局部电化学行为。本文叙述该技术的实验方法及所研制的扫描探头,并建立实验装置。该技术不受溶液电导率的限制,具有快速、准确、灵敏等特点。对腐蚀电偶电极阻抗分布的测试结果表明,在阴极极化条件下,电偶的局部腐蚀得到不同程度的控制,据此可确定电偶腐蚀行为及其最佳保护参数。     

316L不锈钢大气腐蚀的电化学噪声检测:理论模型与应用

采用电化学噪声(EN)技术针对大气环境下不同腐蚀状态的316L不锈钢试片进行了EN检测,并研究EN特征参数如电位噪声标准偏差、电流噪声标准偏差、谱噪声电阻和噪声电阻与腐蚀速率之间的关系。实验结果表明,当相对湿度增加时,电流噪声标准偏差及其功率谱密度(PSD)增大,电位噪声标准偏差及其PSD减小,谱噪声电阻值减小。当湿度较高时暴露2 a的316L不锈钢试样由于腐蚀动力学发生变化,出现表征钝化膜破裂修复的暂态峰;而空白试样由于钝化膜较为完整,因此电流噪声波动幅值较小。电化学噪声的Thevenin等效电路的模型分析结果表明,电位噪声、电流噪声以及噪声电阻的主要影响因素是溶液电阻Rs以及工作电极和对电极的阻抗模值(Z_a和Z_c)。谱噪声电阻的影响因素除了R_s、Z_a和Z_c外,还包括工作电极EN的PSD影响。本文建立的EN电化学等效电路模型分析为大气环境下金属材料的EN检测的可靠性奠定基础,未来有望应用于金属装备或构件在其他工业大气环境中的腐蚀检测。