电化学噪声的分析与应用Ⅱ.电化学噪声的应用

综述了电化学噪声在金属腐蚀与防护，化学电源，金属电沉积和生物电化学等诸多领域的应用研究现状，重点介绍了电化学噪声在金属腐蚀与防护方面，特别是在金属的局部腐蚀方面的最新研究成果及存在的问题。展望了电化学噪声在工业电化学领域与生物电化学领域的应用前景。     

模拟海洋环境浪花飞溅区的金属构筑物腐蚀监检测

建立了实验室模拟海洋环境腐蚀试验装置,可以模拟浪花飞溅区、海水潮差区、海水全浸区等多种海洋腐蚀环境。研制了一种可用于浪花飞溅腐蚀监检测的电化学传感器,利用该传感器测试了模拟腐蚀试验架浪花飞溅部位的电化学噪声特征,分析比较了不同部位噪声电阻R_n值,表明涂覆清漆的部位耐蚀性能优于裸露部位。     

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。     

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。     

采用聚类分析研究X70钢在库尔勒土壤中初期电化学噪声特征

采用电化学噪声（EN）技术研究了X70管线钢在库尔勒原土（含水量1.04%）中腐蚀初期（0 d~7 d）的腐蚀行为。通过时域谱分析、统计量分析和Q型聚类分析研究了电化学噪声特征以及相应的腐蚀状态信息,并与实际腐蚀状态和电化学阻抗谱（EIS）结果进行了对比。结果表明,基于EN统计量的谱系聚类分析法可用于解析土壤EN数据。聚类分析结果与时域分析、腐蚀形貌特征和EIS结果相吻合,且更加精确。根据聚类分析结果,可将研究体系中初期土壤局部腐蚀过程分为不稳定萌发期、快速发展期和稳定发展期三个阶段。     

铝稀土涂层在盐雾加速试验中的腐蚀行为

采用扫描电镜,X射线衍射仪和电化学噪声技术研究了高速电弧喷涂铝稀土涂层在铜加速醋酸盐雾试验中的腐蚀行为,分析了涂层腐蚀前后的形貌及成分,通过电化学噪声谱阐释了涂层的点蚀过程。研究表明:铝稀土涂层的钝化膜在腐蚀介质中容易发生点蚀和破碎,腐蚀后涂层中的孔隙和微裂纹增多,腐蚀过程中钝化膜由亚稳态点蚀逐渐转变为稳态点蚀。     

316L不锈钢在FeCl3溶液中点蚀行为的电化学噪声检测

利用电化学噪声技术检测了316L不锈钢在6％FeCl3溶液中点蚀的电化学噪声谱,观测腐蚀形貌,分析电化学噪声谱特征参数。结果表明,在浸泡初期,电流噪声波动较小,有暂态峰出现,电流功率谱密度（PSD1）的斜率变化不大,表明电极表面出现亚稳态蚀点,钝化膜溶解与修复交替进行。在腐蚀后期,PSD1出现高频白噪声水平,电流噪声波...     

X80管线钢在新洲土壤中腐蚀的电化学噪声

采用电化学工作站测试了X80管线钢在不同含水率的新洲土壤中的电化学噪声,并对噪声数据进行了谱图和频域分析。结果表明:含水率对X80管线钢在新洲土壤中的腐蚀影响较大,在低含水率(14%)和中间含水率(18%)新洲土壤中,腐蚀以点蚀为主,在高含水率(22%)土壤中以均匀腐蚀为主;随着含水率从14%增加到22%,电化学噪声谱的噪声波动持续的时间缩短;X80管线钢发生均匀腐蚀时,其功率谱密度(PSD)图高频线性段斜率较大,与腐蚀初期相比变化较大,且出现高频白噪声;当X80管线钢发生点蚀时,其PSD图高频线性段斜率较小,与腐蚀初期相比变化不大。     

电化学噪声技术检测核电环境材料的腐蚀损伤

探讨和解决了电化学噪声技术在核电环境材料腐蚀损伤检测应用的关键问题,建立了基于零阻电流（ZRA）检测的SCC电化学噪声测试体系。采用小面积的Pt或表面热喷涂陶瓷涂层的工作电极材料作为对电极,研制适用于核电现场检测的多种电化学传感器。运用Compact RIO模块化仪器和设计制作的基于ZRA电路的电化学噪声测试模块,实现电位一电流噪声的同步测量和采集。成功研制出便携式核电材料损伤检测系统。应用研制的测试系统和电化学传感器研究了高温高压和动态水环境304不锈钢的电化学噪声谱特征。并初步实现了在役核电站辅助车间不锈钢管道表面直接腐蚀检测和钢厂动力锅炉连续排污管的现场腐蚀检测,取得了比较满意的结果。     

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.     

腐蚀电化学中的频谱分析研究

简要介绍了我们实验室中进行的电化学阻抗频谱(EIS)与孔蚀诱导期中电化学噪声(EN)的谱功率密度(SPD)的研究进展。通过引入定态过程稳定性条件,导出了具有2和3个时间常数EIS的法拉第导纳公式,将它们应用于EIS数据分析的工作也正在进行中;发展了混合电位下的EIS理论并成功地应用于界面型缓蚀剂研究。证明了孔蚀诱导期中EN的SPD的特征是:极低频率下为“白噪声”,在较高频率下则转变为f~n噪声,n的数值在2至4之间。导出了相应的理论公式。     

腐蚀电化学中的频谱分析研究

简要介绍了我们实验室中进行的电化学阻抗频谱(EIS)与孔蚀诱导期中电化学噪声(EN)的谱功率密度(SPD)的研究进展。通过引入定态过程稳定性条件,导出了具有2和3个时间常数EIS的法拉第导纳公式,将它们应用于EIS数据分析的工作也正在进行中;发展了混合电位下的EIS理论并成功地应用于界面型缓蚀剂研究。证明了孔蚀诱导期中EN的SPD的特征是:极低频率下为“白噪声”,在较高频率下则转变为f~n噪声,n的数值在2至4之间。导出了相应的理论公式。     

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。     

Corrosion electrochemical behavior of brass tubes in circulating cooling seawater

Electrochemical impedance spectroscopy(EIS) and electrochemical noise(EN) were used to study the corrosion electrochemical behavior of brass tubes in circulating cooling seawater using the developed sensor. EIS study shows that the inhibitor can lead to the formation of corrosion products on metal surface, which will then inhibit the corrosion process. When the flow rate of the seawater increases, the diffusion of oxygen speeds up and the action of filming on HA177-2 tube accelerates, resulting in decrease of corrosion rate. EN analysis shows that the flow rate of the seawater has little effect on pitting susceptivity of HSn70-1 tube; however the pitting susceptivity of HA177-2 tube increases with increasing flow rate. Good agreement is observed between the spectral noise resistance R30(f) calculated from EN data and the modulus of impedance. It is shown that the electrochemical noise technique can be used in corrosion monitoring.     

ELECTROCHEMICAL NOISE FEATURES OF PURE ALUMINUM DURING PITTING CORROSION IN NEUTRAL NaCl SOLUTION

Spontaneous electrochemical noise (EN) can be a rich source of information concerning the processes simultaneously occurring at a corroding interface. Potential noise fluctuations during the free corrosion of pure aluminum in different concentration of neutral sodium chloride solution are investigated, and the breakdown and restoration of passive metal's film are studied using potentiodynamic scanning (PDS) measurements and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) technique. Two capacitance loops are observed in the Nyquist plots in two kinds of concentration, and the corrosion process is under activation control at first, then become diffusion control within the oxide film and corrosion products of (Al(OH)p-mCl-m) accumulated on the surface of the corroding electrode. It is suggested that the pitting corrosion is much easier to occur for pure aluminum in 7.0wt% than in 2.0wt% NaCl solution, and the high concentration of chloride ion in solution inhibits the repassivation of a metastable pit. The co     

NaCl溶液中Al-Li合金腐蚀过程的电化学特征

采用电化学噪声技术，结合电化学阻抗谱及极化曲线测量，研究了峰时效，AA2195－T8铝合金在3．0％NaCl溶液中的腐蚀电化学特征，结果表明，腐蚀初期，合金表面钝化膜上不断有孔核的形成与恢复，并导致阻抗谱上感抗成分的存在。随腐蚀时间的延长，其感抗成分消失且阻抗模值降低。阳极极化时，由于其孔蚀电位与自腐蚀电位接近，钝化电位区间很小；随腐蚀时间的延长，极化电阻先增加而后减小，自腐蚀电流则呈相反趋势变化。     

Corrosion of LY12 aluminum alloy in sodium chloride solution

1　INTRODUCTIONBecauseofitshighmechanicalperformanceandlowdensity ,LY12alloy(USAA2 0 2 4 )iswidelyusedintheaircraftindustryfornumerousapplicationssuchasfuselage ,doorskin ,dorsalfinandtrailingedgepanels .Nevertheless ,thisalloycaneasilybeaffectedbylocalizedcorrosion ,suchaspittingandexfoliation ,especiallyinchloridecontainingenvironment .Thislocalizedattackcanresultinprematurebreakdownofstructuralparts[1] .Inordertominimizethelocalizedattackonthealuminumalloy ,thecorrosionmecha nismshou…     

微晶化对纯铝点蚀行为的影响

通过磁控溅射技术在玻璃基体上制备了晶粒尺寸在400 nm左右微晶铝膜.利用动电位极化曲线及电化学噪声技术研究了微晶铝在酸性氯化钠溶液的腐蚀行为.结果表明,微晶铝自腐蚀电位升高,自腐蚀电流明显减小,维钝电流、点蚀击破电位显著升高;微晶化对纯铝点蚀行为有两方面的影响,一方面点蚀孕育速度增大,另一方面点蚀牛长速度降低,导致微晶化后纯铝的耐点蚀性能增强.