一、电化学腐蚀行为研究
1. 极化曲线测试与腐蚀速率评估
应用场景:通过测量极化试片的阳极极化曲线和阴极极化曲线,获取腐蚀电位(Ecorr)、腐蚀电流密度(Icorr)等参数,定量评估材料在特定介质中的腐蚀速率。
原理:极化试片作为工作电极,在电化学工作站中施加电位扫描,电流响应反映材料表面的氧化(阳极)和还原(阴极)反应速率,从而推导腐蚀动力学特性。
案例:研究不锈钢在氯离子溶液中的点蚀行为时,通过极化曲线确定点蚀电位(Eb)和保护电位(Ep),判断材料的耐点蚀能力。
2. 缓蚀剂性能评价
应用方式:在介质中添加缓蚀剂后,对比极化试片的极化曲线变化(如腐蚀电流密度降低、腐蚀电位偏移),评估缓蚀剂的吸附效果和抑制腐蚀的效率。
优势:可快速筛选不同类型缓蚀剂(如有机胺类、磷酸盐类),并优化其浓度配比。
二、局部腐蚀机理分析
1. 点蚀与缝隙腐蚀研究
实验设计:在极化试片表面加工缝隙(如用聚四氟乙烯夹具夹持)或预制小孔,模拟实际结构中的缝隙环境,通过电化学噪声、恒电位极化等方法监测局部腐蚀的萌生与发展。
关键参数:记录点蚀诱导时间、腐蚀电流突变点,结合表面形貌观察(如扫描电镜),分析氯离子浓度、pH 值对局部腐蚀的影响。
2. 应力腐蚀开裂(SCC)研究
结合加载装置:对极化试片施加恒定应力或交变应力,同时进行电化学极化,研究应力与腐蚀介质共同作用下的裂纹扩展行为。
典型应用:核电站用奥氏体不锈钢在高温高压水中的 SCC 研究,通过极化试片确定临界应力强度因子和腐蚀电位区间。
三、表面防护层性能评估
1. 涂层耐蚀性测试
对比实验:在极化试片表面制备涂层(如热喷涂锌层、有机涂层),通过极化曲线、电化学阻抗谱(EIS)比较涂层破损前后的腐蚀电流变化,评估涂层的屏蔽作用和阴极保护效果。
指标:涂层的电荷转移电阻(Rct)越高、腐蚀电流密度越低,表明耐蚀性越好。
2. 金属镀层电化学行为研究
应用:研究镀锌、镀镍等镀层在不同介质中的电化学极化特性,分析镀层孔隙率、厚度对腐蚀防护的影响,如镀锌层在海洋大气中的牺牲阳极保护作用。
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