基于同心圆三电极阵列的局部电化学测试方法

设计了同心圆三电极阵列,将局部电化学测试方式由扫描探针转变为高速切换离散的电极单元,并基于此发展了一种适用于液滴体系局部腐蚀电化学测试方法。该方法不仅能够实现液滴与电极界面腐蚀电位及电偶电流分布特征的表征,而且能够实现局部电极位置的电化学阻抗谱、极化曲线等电化学测试。基于测试数据的分析,可以获得界面电化学反应及传质等动力学过程的局部电化学信息,用于研究电极/液滴界面双电层以及附近的扩散层等电极过程的动力学机制。该方法可应用于多种非均相介质腐蚀电化学研究体系,也为工业领域电化学工程及腐蚀监测技术发展提供了一种可供选择的解决方案。     

L-抗坏血酸(维生素C)在3.5%NaCl溶液中的电化学行为

采用动电位极化曲线和电化学阻抗谱研究了L-抗坏血酸在3.5%Na Cl溶液中对Q235钢的电化学行为。电化学测试结果表明,L-抗坏血酸的加入导致Q235电极的腐蚀电位正移,对阳极、阴极反应均有抑制作用,是一种以抑制阴极反应为主的混合型缓蚀剂。L-抗坏血酸在Q235钢表面的吸附遵从Langmuir等温吸附,能够在Q235表面形成吸附型保护膜,阻挡侵蚀性离子的侵蚀。     

铁氧化菌对20钢在模拟油田采出液中电偶腐蚀的影响

采用丝束电极测试、耦合电流测试、电化学阻抗谱测试等电化学方法，结合表面形貌分析技术，研究了模拟油田采出液中铁氧化菌(IOB)对CaCO₃+SiO₂沉积层覆盖金属与裸金属之间电偶腐蚀行为的影响。结果表明，IOB增强了沉积层覆盖金属与裸金属之间的电偶效应。在丝束电极测试中，浸泡前6 d内IOB体系的峰值电流密度小于无菌体系，但随着浸泡时间的延长出现反转。电化学阻抗谱测试表明沉积层覆盖金属作为阳极，其表面保护层较为疏松，而裸金属作为阴极，其表面保护层较为致密。IOB促进了沉积层覆盖金属的局部腐蚀，抑制了裸金属的局部腐蚀。     

交流杂散电流对地下金属设备腐蚀的影响

为了解决交流杂散电流对地下设备的腐蚀问题,为变电站接地网腐蚀防护提供依据。通过外加1.2 V,50 Hz的交流电流,在模拟的某变电站pH值=4的酸性土壤溶液中,测试了Q235钢的极化曲线、电位电流-时间曲线和腐蚀速率,分析了交流杂散电流对变电站接地网的腐蚀影响。结果表明:在交流电的正半周期,交流电加速了Q235钢的腐蚀;在交流电的负半周期,Q235钢接地体受到析氢的腐蚀。在模拟条件下测试7天,外加1.2 V,50 Hz交流电时试样经4次90°弯折后脆断;未加交流电时试样经6次90°弯折才出现裂纹。交流杂散电流使试样的腐蚀速度增加了18.8%。     

Q235钢焊缝在亚硫酸铵介质中的腐蚀行为

针对Q235钢焊缝在亚硫酸铵介质中腐蚀严重的实际，采用三电极电化学研究法和金相组织分析法研究了J420焊条焊接Q235钢的焊缝在亚硫酸铵介质中的腐蚀行为。研究结果表明，Q235钢用J420焊条焊接后，焊缝的组织特点决定了其耐腐蚀性较差。温度升高、亚硫酸铵溶液浓度增大，均可以促使焊缝的腐蚀速率增大。     

苯磺酸钠掺杂聚吡咯薄膜的制备及其性能测定

文章利用恒电位法在Q235电极表面制备了苯磺酸钠掺杂聚吡咯薄膜,并采用电化学阻抗谱和极化曲线对其防腐性能进行了研究。结果表明:制备聚吡咯膜的较为优化的条件为:电化学聚合电压为1.0 V,pH为3,电化学阻抗谱和极化曲线表明相对于空白Q235和Q235/聚吡咯,Q235/苯磺酸+聚吡咯具有更好的抗腐蚀性能。     

着色探伤剂在弱酸条件下对碳钢焊缝腐蚀影响

采用电化学噪声测试技术和电化学极化技术,研究了着色探伤渗透剂在pH值为6.1,温度为21℃的雨水中对Q235钢及含有焊缝的Q235钢腐蚀快慢的影响。试验结果表明,着色探伤渗透剂能减缓雨水对Q235钢和含有焊缝的Q235钢的腐蚀,着色探伤渗透剂对碳钢的耐腐蚀能力提高明显,对含有焊缝的碳钢耐腐蚀能力提高不如碳钢。     

植物提取物自组装膜在盐酸中对Q235钢的缓蚀作用

以铁线蕨植物提取物(ACE)为成膜物质,在Q235钢表面自组装得到缓蚀膜。通过极化曲线和电化学阻抗谱测试研究了该自组装膜对Q235钢在1 mol/L HCl溶液中的缓蚀性能。结果表明,该自组装膜对Q235钢的阴、阳极腐蚀反应均有抑制作用,可明显减缓Q235钢在盐酸溶液中的腐蚀,且缓蚀作用随ACE质量浓度的增大而增强。ACE分子在Q235钢表面的吸附遵从Langmuir和Frumkin吸附模型,为单分子层吸附,吸附分子之间存在横向吸引力。     

镍磷化学镀层在北方重工业城市雪水中的耐蚀性

为了改善Q235钢在空气污染较为严重的环境中的耐蚀性,以北方重工业城市之一的抚顺望花区的雪水为腐蚀溶液,考察了化学镀镍层在该介质中的耐蚀行为。采用金相显微镜观察了镍磷镀层的表面形貌,通过冷冻-加热循环试验考察了镀层的结合力,借助动电位极化、电化学阻抗谱等方法评价了镀层在雪水中的耐蚀性,测试和观察了浸泡实验的腐蚀速率和表面形貌。结果表明,Ni-P镀层可在Q235钢表面均匀沉积且较为致密,与基体之间有良好的结合力。镀层的自腐蚀电流密度较Q235钢低,电荷转移电阻更大,腐蚀速率是Q235钢的1/3～1/2。Ni-P镀层明显改善了Q235钢在污染较为严重的雪水中的耐蚀性,可作为Q235钢腐蚀防护的一种措施。     

镀锌表面薄涂层耐蚀性能的电化学评价方法研究

采用盐雾试验与电偶腐蚀测试技术研究了热镀锌钢板表面薄涂层在含氯离子环境中的腐蚀行为和电化学特性。试验结果表明:通过对短期电偶腐蚀试验结果中腐蚀电量与时间进行线性拟合处理,可获得腐蚀电量与电偶腐蚀时间的线性拟合方程,并以此外推得到涂层盐雾试验失效时的腐蚀电量。通过对4种不同耐蚀性能的涂层进行盐雾和电化学试验比较,证明不同涂层盐雾试验失效时,其腐蚀电量值基本一致,电化学方法与盐雾试验结果吻合。     

模拟工业大气环境中碳钢和耐候钢的腐蚀行为研究

用Na HSO3溶液进行模拟工业大气环境的加速腐蚀试验,研究Q235钢和耐候钢在加速腐蚀试验中的腐蚀情况,通过腐蚀质量损失法对试样的腐蚀速率进行分析,得到Q235钢的腐蚀速率高于耐候钢。采用X-射线衍射对腐蚀产物的成分进行分析,Q235钢和耐候钢的主要腐蚀产物均为Fe2O3、Fe SO4、α-Fe OOH和γ-Fe OOH。电化学测试对腐蚀过程进行分析,耐候钢的耐蚀性更好。表明Q235钢和耐候钢的锈层都有明显的保护作用,耐候钢的耐腐蚀性优于Q235钢。     

电晕放电喷雾荷电特性

静电喷雾广泛应用于工业各个领域,如静电喷涂、静电雾化燃烧、静电雾化除尘等,其应用效果与喷雾荷电特性密切相关。为获得更佳荷电效果,本文探究了电晕荷电过程中感应电流对液滴真实荷电电流的影响,通过改变荷电电压、电极间距、电极环直径及液体流量等,实验研究了各因素变化对喷雾荷质比、电荷衰减及液滴粒径的影响。结果表明：相比于感应荷电,电晕荷电过程不稳定但能获得更佳的荷电效果,液滴荷质比随荷电电压的增加而先减小后增大,随电极环直径的增加而先增大后减小,随电极间距的增大而增大,电极环直径80mm,电极间距40mm能获得最佳荷电效果;荷电液滴带电量会随输运距离增加而泄漏衰减,相同距离下液滴通过电晕放电带有电荷后衰减更快;液滴带电后能够降低液体表面张力,随着液滴荷电量的增加,雾化液滴粒径有所降低。     

碳钢/钛合金复合材料在3%NaCl溶液中的电偶腐蚀研究

采用失重方法和电化学方法,研究碳钢/钛合金复合材料在3%NaC l溶液中的电偶腐蚀行为。结果表明,在碳钢/钛合金电偶腐蚀过程中,碳钢为阳极,钛合金为阴极,随着阴/阳面积比的增大,电偶电流增大,碳钢腐蚀速率变大,而电偶电位基本不变。     

接地网材料在土壤中的腐蚀现状及腐蚀机理分析

针对接地网材料Q235、Q235镀锌扁钢在红壤中的腐蚀情况,通过运用失重法、微观分析法和电化学方法,采用扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)和X射线衍射(XRD)等技术对接地网材料进行腐蚀产物分析。结果表明:Q235的腐蚀类型为局部腐蚀,产物主要为Fe3O4,Q235镀锌扁钢的腐蚀类型为全面腐蚀,腐蚀产物主要由Fe3O4、ZnO等组成。Tafe测试结果表明Q235和镀锌Q235在红壤中的腐蚀电流随着氯离子和硫酸根离子浓度的增加出现先增加后减小的趋势。通过失重试验发现Q235和镀锌Q235在土壤中的腐蚀速率先增加后减小,最后趋于稳定;通过失重法可以得到接地网在某个时间段的腐蚀速率,进而可以预测接地网的平均腐蚀速率,这对于避免因接地故障而导致的重大安全事故和节约接地网维修成本等方面具有较强的参考价值。     

电化学氢通量法用于油气管线在线腐蚀监测

通过恒电位阳极极化和失重法考察了不同pH、温度和H2S浓度下Q235A钢在弱酸性介质中的氢渗透电流密度与腐蚀速率的变化情况,着重探讨了各影响因素下氢渗透电流与失重腐蚀速率之间的相关性,为氢通量技术用于油气管道非侵入式腐蚀监测提供依据。研究发现:随着pH降低或介质温度升高,Q235A钢的腐蚀速率与氢渗透电流均逐步增大,且二者之间具有良好的线性相关性。随着H2S浓度增加,Q235A钢的腐蚀速率呈现先增大后降低的趋势,但氢渗透电流则先增大而后趋于稳定;当H2S浓度在5~200 mg·L-1范围内,腐蚀速率与氢电流符合二阶多项式函数关系。通过自制的氢通量探针监测实验管道内腐蚀时,发现过厚的管壁降低了氢电流测量灵敏度,但采用恒电位阶跃法得到的氢渗透电量(氢通量)则与失重腐蚀速率之间具有良好相关性,表明渗氢电量法可用于测量油气管道的内腐蚀速率。     

石墨电极的电化学改性及其电学性能

采用恒电位电化学剥离的方法,分别在2.0、2.5、3.0、3.1、3.2 V电压下进行电化学剥离,选用循环伏安法、恒流充放电测试等表征手段,根据图像计算在不同电位下改性石墨烯的电导率,比较各个电压处理的石墨烯电极的电学性能.测试结果表明:对施加3.0 V电压处理的电极会使石墨烯部分表面脱落,说明处理电压过高;在3.1 V恒电压下处理的石墨电极,设置电压范围为-0.3～0.3 V时,并施加0.49 mA的阳极电流和0.49 mA的阴极电流,测试结果的质量比电容达到18.845 F·g-1,该电容值符合小型电子器件的标准,符合电池行业的储能要求.     

电化学氢通量法用于油气管线在线腐蚀监测

通过恒电位阳极极化和失重法考察了不同pH、温度和H₂S浓度下Q235A钢在弱酸性介质中的氢渗透电流密度与腐蚀速率的变化情况,着重探讨了各影响因素下氢渗透电流与失重腐蚀速率之间的相关性,为氢通量技术用于油气管道非侵入式腐蚀监测提供依据。研究发现：随着pH降低或介质温度升高,Q235A钢的腐蚀速率与氢渗透电流均逐步增大,且二者之间具有良好的线性相关性。随着H₂S浓度增加,Q235A钢的腐蚀速率呈现先增大后降低的趋势,但氢渗透电流则先增大而后趋于稳定;当H₂S浓度在5～200 mg·L^-1范围内,腐蚀速率与氢电流符合二阶多项式函数关系。通过自制的氢通量探针监测实验管道内腐蚀时,发现过厚的管壁降低了氢电流测量灵敏度,但采用恒电位阶跃法得到的氢渗透电量（氢通量）则与失重腐蚀速率之间具有良好相关性,表明渗氢电量法可用于测量油气管道的内腐蚀速率。     

建筑工程管道的材质优选与耐蚀行为研究

采用电化学极化曲线、扫描电镜和能谱分析(SEM+EDS)、X射线衍射(XRD)等方法,研究了不同S2-浓度的腐蚀介质中Q235B和L245管道的腐蚀行为,并分析了不同环境条件下的腐蚀规律和作用机理。结果表明,在腐蚀介质中添加少量的S2-会促进Q235B和L245管道的腐蚀,但是继续增加S2-浓度会使得电流密度呈现出数量级递减的趋势,腐蚀反应一定程度上受到抑制; L245管道与Q235B管道在富含S2-腐蚀介质中的腐蚀机理类似,表面腐蚀产物中的主要腐蚀产物都为Fe3S4;相同腐蚀条件下,L245管道表面腐蚀产物更加致密,而Q235B管道的表面腐蚀产物更加疏松。     

大气环境下A3钢腐蚀现象的研究

采用三电极体系研究了液滴浓度以及环境相对湿度对液滴下镀锌钢腐蚀的影响,采用电化学交流阻抗和电化学噪声等对腐蚀的发展过程进行测试。结果表明,在Na Cl浓度为1.5%时腐蚀速率较小;当Na Cl浓度小于1.5%时,随着浓度的减小腐蚀速率增大;当Na Cl浓度大于1.5%时,随着浓度的增加腐蚀速率增大。在环境湿度为80%RH时腐蚀速率最小,湿度低于80%RH时,随湿度增加腐蚀速率减小;在湿度高于80%RH时,随着湿度的增加,腐蚀速率增大。     

新型无机复配缓蚀剂对钠基膨润土中Q235钢的缓蚀作用

钠基膨润土是电网工程上常用的降阻剂,可以保证接地网良好的接地导通性,向其中加入缓蚀剂是降低接地网材料腐蚀的有效方法。本文采用动电位极化和电化学阻抗谱（EIS）研究了新型复配缓蚀剂（Na₂B₄O₇、Na₂MoO₄、NaNO₂）和各单组分缓蚀剂在0.75%、1.50%和3.00%质量分数下对接地网常用的Q235钢在钠基膨润土降阻剂中的缓蚀行为。用埋片失重法、SEM、XPS分析了腐蚀速率、腐蚀形貌和腐蚀产物。结果显示Q235钢在钠基膨润土降阻剂中会产生较严重的腐蚀,主要腐蚀产物为Fe₂O₃以及少量FeOOH。Q235钢在高含水钠基膨润土中的腐蚀受电荷转移控制,复配缓蚀剂可大幅提高电荷转移电阻和电化学阻抗。该无机复配缓蚀剂在保证降阻剂体系较低电阻率的同时具有优良缓蚀效果。在1.5%和3.0%质量分数下,短时和较长期埋放缓蚀效率均可达99%以上。在相同浓度情况对比下,复配缓蚀剂体系中Q235钢的年腐蚀速率比单组分缓蚀剂体系中更低,并且复配体系的电化学阻抗和电荷转移电阻更高,有着明显的协同效应,具有工程推广价值。