微液滴现象与大气腐蚀——Ⅰ.微液滴的形成与扩展

采用改变相对湿度、无机盐粒/金属组合和环境气氛等参数的方法研究了微液滴形成、生长的特征及其与大气腐蚀过程的关系.结果表明,微液滴形成和生长与气氛中氧和相对湿度及盐粒/金属组合密切相关.在大气环境中,微液滴形成和生长需要两个前提条件:第一,环境相对湿度须高于盐粒水解液滴液面的饱和蒸气压;第二,水解液滴下的金属应能被液滴腐蚀.     

微液滴现象与大气腐蚀——Ⅱ.微液滴现象的电化学表征

用扫描Kelyin探头和电化学极化等手段,研究了微液滴现象与大气腐蚀的电化学过程之间的相关性.扫描Kelvin探头测定主液滴周围的电位分布显示,微液滴只在表面的正电性区域出现;当有微液滴形成时,火山形电位分布的峰高且宽、谷深且窄;同时,峰变宽的速率与微液滴的扩展速率近似相等.电化学极化结果显示,微液滴的成核速率随极化电流的增加而线性加速,促使大气腐蚀过程发生的电位差和相应的腐蚀电流是微液滴形成和发展的推动力.     

用极化曲线研究钛合金在水、醇中腐蚀机理的差异

通过对钛合金TC4在3%NaCl和乙醇溶液中的极化曲线分析,认为钛合金在中性水溶液中的阴极析氢过程由H++1/2e=1/2H+2为反应控制步骤,阳极氧化过程控制步骤有非整比氧化物TiO1+X的参与.并指出在醇溶液中氧化反应主要为醇在钛合金表面被催化为醛的反应, 醛进一步氧化为羧酸,导致钛合金的钝化膜活化,成为应力腐蚀的诱因.对在自腐蚀电位以上500毫伏下电解液的红外光谱分析支持了这一设想,分析表明溶液中确实存在羧酸和醛,同时在电解过程中发现钛合金电极附近的溶液pH值明显降低.      

微液滴现象与大气腐蚀Ⅲ.干湿交替下微液滴的扩展行为

采用在线显微技术考察了25℃、相对湿度50%和90%的干湿交替作用下,有无外部极化时微液滴的形成和扩展规律.结果表明,没有施加外部极化,干湿循环次数对微液滴的形成和扩展影响不大.在极化状态下,随着干湿循环的进行,微液滴覆盖区交替收缩和扩张,极化电流和极化电阻发生脉冲性变化,极大极化电流随干湿交替次数的增加而递增,极大极化电阻则随干湿交替的进行而减小.在干湿交替作用下,微液滴的扩展与腐蚀电流之间相互影响、相互促进.