硫酸钠溶液中2024—T3铝合金孔蚀过程的电化学噪声特征

高强度航空铝合金结构材料2024-T3在3.0%（质量分数（Na2SO4溶液中发生局部腐蚀的过程中,电位噪声的谱功率密度（SPD）曲线都具有相同的特征,即在极低频下为白噪声,随着频率的升高逐渐转化为1/f^α噪声,相应于一个噪声信号波,有一个腐蚀孔出现,在孔蚀诱导期,白噪声水平升高,截止频率增大,SPD曲线的倾斜段直线斜率小于-20dBv/decade,且趋于增大,孔蚀发生后,上述3个参量则各自朝着上述方向的塑方向变化,孔蚀时的Hurst指数（H）小于非孔蚀期的Hurst指数,而孔蚀时的系统分维（D）则大于非孔蚀期的系统分维。     

孔蚀过程中的电化学噪声特征

研究了几种钝态金属在合有活性离子的中性缓蚀剂体系及硫酸体系中发生局部腐蚀时的电化学噪声行为。结果表明:在研究的所有腐蚀体系中,饨态表面孔蚀过程中腐蚀电位波动噪声的功率密度谱(SPD)曲线都具有相同特征,即在极低频率下为白噪声,随频率升高,逐渐转变为1/f~n 噪声。视金属材料不同,测得的表观 n 值在2.2—3.4之间。SPD 曲线上最高频率 f_c 与溶液中 Cl~-浓度关系呈现三种类型。提出了一个解释实验结果的 SPD 的数学模型.     

NaCl溶液中LC4,LY12及纯铝腐蚀过程的电化学噪声特征

应用电化噪声（electrochemical noise)技术对航空铝合金结构材料LC4，LY12及纯铝在质量分数为2．0％的NaCl溶液中的腐蚀过程进行了研究，发现不同材料在发生点蚀时其电化学噪声的时域谱波形特征各不相同，电化学噪声的频域谱SPD（spectra power density)曲线的三个特征参数：白噪声水平W，截止频率fc和高频线性部分的斜率K均随浸泡时间的延长而变化，在发点蚀时三者均趋于极值，但三者都不能单独正确地表征点蚀的强度和趋势，实验结果时表明：点蚀时，从不同材料的SPD曲线获得的点蚀参数SE和SG的数值具有一致性，且与未点蚀时的参数值存在着明显的区别，一般在而，点蚀发生时，SE＞5且SG＜1；非点蚀时，二者的取值正好相反，因此，二者可以很好地表征点蚀的发生。     

铝合金阳极腐蚀过程的电化学阻抗谱研究

利用电化学阻抗谱(EIS)方法研究了Al-Zn-In-Mg-Ti合金阳极在3%NaCl溶液中的腐蚀过程,观察了260h浸泡腐蚀后的表面形貌.结果表明:合金腐蚀是点蚀引起的,腐蚀由钝化态开始,经点蚀诱导期,达到点蚀稳定期.分别采用不同等效电路拟合合金在不同腐蚀阶段的电化学阻抗谱.结果表明:当合金处于钝化态时,EIS谱为反应电阻Rt很大的容抗弧;随浸泡时间的延长,EIS谱低频出现感抗弧,合金进入点蚀诱导期,溶液电阻R5增大,反应电阻Rt减小,蚀孔内反应电阻R0减小,感抗L收缩;合金处于点蚀稳定期时,EIS谱低频感抗弧消失,出现一直线,腐蚀产物扩散成为反应控制步骤.     

304不锈钢点蚀的电化学噪声特征

使用电化学噪声技术,通过长期连续实时监测,对304不锈钢在0.5mol/L FeCl₃溶液中发生局部腐蚀的点蚀发展过程和腐蚀机理进行研究。综合谱图分析、时域统计分析、小波分析等诸多方法进行分析和论证。结果表明：电化学噪声的谱图可以明显地分为4个阶段,分别对应于点蚀发展过程中的钝态期、亚稳态点蚀期、稳态点蚀期及稳态点蚀后期。在时域分析时,先用3阶多项式拟合移除漂移,电流噪声标准偏差Si在亚稳蚀和稳态点蚀阶段发生明显的升高,噪声电阻(R_n)、点蚀指标(PI)在对应时间点表现出相应的降低或升高。小波分析表明,随着反应的进行,能量积累开始逐步增大;亚稳态点蚀期能量开始向d4~d6处累积,当进一步发展为稳态点蚀时d5~d8出现极大值。     

镁合金阳极氧化膜腐蚀过程的电化学阻抗谱研究

采用阳极氧化工艺对AZ91D镁合金进行表面处理，利用电化学阻抗谱（EIS）方法研究AZ91D镁合金阳极氧化膜层在3．5％NaCl溶液中的腐蚀过程。根据腐蚀过程阻抗谱的变化特点，分别采用R（RQ）（RQ）模型和R（Q（R（RQ）））模型的等效电路来拟合阳极氧化膜层在孔蚀诱导期和在孔蚀发展期的电化学阻抗谱图。结果表明：在孔蚀诱导期，随浸泡时间的延长，溶液电阻Rsol和多孔层的电容Yp有所增大，多孔层电阻琊和阻挡层电阻风逐渐减小，弥散效应指数np值基本不变，而阻挡层的电容Yb和弥散效应指数nb无明显的规律性；在孔蚀发展期，随浸泡时间的延长，溶液电阻Rsol，弥散效应指数n1和蚀孔内的反应电阻R2逐渐减小，电容Y1逐渐增大，而蚀孔内溶液电阻R1，蚀孔内阳极金属／介质界面的常相位角元件Q2的电容Y2及弥散效应指数n2无明显的规律性。     

304不锈钢点蚀行为的电化学噪声研究

本文利用电化学噪声技术检测了304不锈钢在6．0％（质量分数）FeCl3溶液中的点蚀行为。通过电化学噪声的时、频域分析和电化学噪声信号的统计分析以及相应的腐蚀形貌,研究了蚀点的生长过程。结果表明,浸泡初期噪声电阻Rn在较高水平波动,试样处于钝化状态;浸泡4～14h为点蚀诱导期,Rn开始降低,峭度和不对称度增大,出现明显的噪声峰,试样表面业稳态点蚀形核,生成的亚稳态点再钝化,通过扫描电镜观察未发现蚀点;浸泡14～32h为亚稳态点蚀向稳态点蚀过渡期;浸泡22h后,观察到电位噪声突然下降后不再恢复,功率密度（PSD）图低频区出现白噪声水平,亚稳态蚀点发展成为稳态的蚀点,通过扫描电镜观察到小而浅的蚀点;浸泡32～48h后材料处于稳定的点蚀阶段,通过扫描电镜观察到口径较大且较深的蚀点。     

孔蚀过程中电流噪声特征研究

研究了钝化的纯铁在含 Cl~-的中性溶液中及304和321不锈钢在含 Cl~-的硫酸溶液中在低于孔蚀电位的恒电位条件下电流噪声的特征。结果表明,噪声电流峰具有线性上升而后按指数规律衰减的特征。在一定条件下噪声电流上升到最大值所需时间ιc 大致恒定,但ιc 随电位的升高而增大。功率密度谱(SPD)曲线的截止频率都低于20Hz,表明孔核的发生、成长与再钝化过程是相当缓慢的过程。所有 SPD 曲线在极低频率下具有白噪声的特征,即功率密度的水平不随频率改变。随着频率的升高,SPD 曲线显示噪声转变为1/f~n 噪声。视腐蚀体系和控制的电位之不同,测得的表观 n 值在2～4之间。实验结果征实了前一篇文章中导出的 SPD 方程式[1]是适用的。讨论了表砚 n 值落在2～4之间的原因。     

静水压力对超纯Fe腐蚀行为的影响

采用失重测试、动电位极化和电化学噪声研究了静水压力对超纯Fe在3.5%NaCl中腐蚀行为的影响。利用离散小波分析方法去除噪声信号的直流漂移,然后进行散粒噪声和随机分析;利用Hilbert-Huang变换对噪声信号进行时频分析;用SEM观察腐蚀试样的表面形貌。失重测试和动电位极化的研究结果表明,增大静水压力提高了超纯Fe在3.5%NaCl中的腐蚀速率。电化学噪声分析结果表明,在整个浸泡期间,增大静水压力促进了点蚀的发展,提高了局部腐蚀的倾向。在浸泡初期,超纯Fe以发生局部腐蚀(如点蚀形核、亚稳态点蚀、点蚀)的模式为主,增大静水压力对点蚀形核过程有一定的抑制作用,降低了点蚀孕育速率,但对亚稳态点蚀和稳态点蚀的发展过程有促进作用,提高了点蚀生长概率;随着浸泡时间的延长,其逐渐转为以均匀腐蚀的模式为主,增大静水压力仍然促进亚稳态点蚀和稳态点蚀的发展,提高点蚀生长概率,但是却相对地抑制了均匀腐蚀过程。     

42CrMo钢在氯离子溶液中的腐蚀行为研究

目的通过研究42CrMo钻具用钢在常温下不同Cl~-浓度溶液中的腐蚀行为,为其腐蚀速率的预测奠定一定基础。方法采用浸泡实验、电化学测试技术研究42CrMo在不同浓度NaCl溶液中的平均腐蚀速率和电化学特性,并结合SEM扫描电镜对浸泡58 h后的挂片试样进行分析。结果浸泡实验分析表明,当Cl~-达到60 g/L时,42CrMo钢的腐蚀速率达到最大值,为0.124 g/(m~2·h);当Cl~-浓度继续增大时,腐蚀速率随Cl~-浓度的增加而逐渐减小。开路电位Eocp分析表明,随着Cl~-浓度的增加,Eocp总体呈现下降趋势,显示出较大的腐蚀倾向性。极化曲线分析表明,阴极极化曲线的斜率明显比阳极大,并且自腐蚀电流密度在60 g/L Cl~-溶液中达到最大值,为5.952 35μA/cm~2。腐蚀形貌研究表明,42CrMo浸泡58 h后,表面的腐蚀产物分布并不均匀,均发生了局部点蚀现象。结论随着Cl~-浓度的不断增大,42CrMo钢的平均腐蚀速率呈现先增大后减小的趋势,且在Cl~-为60 g/L时,平均腐蚀速率最大。42CrMo钢在静态常温下高Cl~-浓度溶液中以局部点蚀为主,其电化学腐蚀过程主要受阴极去氧极化的控制。     

用时域法EIS评估LY12CZ铝合金的膜下腐蚀

通过对表面带有硫酸阳极化膜和H06－1012H航空环氧底漆的LY12CZ铝合金型材进行剥蚀敏感性加速腐蚀试验（EXCO），采用时域法Laplace转换EIS和截面金相观察来衡量铝合金的膜下腐蚀，结果表明：时域法EIS测出的试样Rd、Cg能够评估膜下腐蚀的损伤程度；不同膜下腐蚀形态对应着不同的Rd、Cg的范围。Rd和Cg随腐蚀时间的变化趋势可以反映基体金属点蚀的萌生、漆膜鼓泡和基体出现剥蚀的历程，大量平行数据的统计分析表明：logRd符合Gumbel分布，logGg符合正态分布；由于logRd服从Gumbel分布，故可以根据小面积试样的logRd值，对大面积试样腐蚀最严重处的状况有所估计，大面积试样在EXCO溶液中浸泡时，其logRd随时间呈指数下降。     

Al-Zn-Sn-Ga阳极腐蚀过程的电化学阻抗谱

通过测定Al-Zn-Sn-Ga阳极在3.5%NaCl(质量分数)溶液中浸泡不同时间的电化学阻抗谱(EIS),研究该阳极的腐蚀发展过程和腐蚀特征。结果显示:当合金刚被浸入3.5%NaCl溶液时,EIS谱为反应电阻很大的容抗弧,表明此时合金处于钝化态;随着浸泡时间的延长,EIS谱中高频段的容抗弧明显减小且低频段出现感抗弧,合金进入点蚀期;继续延长浸泡时间,EIS谱中除高频段的容抗弧和中、低频段感抗弧外,在低频段出现另一容抗弧,合金处于点蚀扩展期;随着浸泡时间的继续增加,低频段感抗弧消失,EIS谱由两个容抗弧组成,合金达到均匀腐蚀期。因此,合金的腐蚀由钝化态开始,经点蚀期和点蚀扩展期,达到均匀腐蚀期。     

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。     

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。     

LY12铝合金在周浸试验中的腐蚀行为

用电化学阻抗谱（EIS）、扫描电子显微镜（SEM）和X射线能谱分析（EDAX）等检测技术,研究了LY12铝合金在周浸实验中的腐蚀行为及其机理。结果表明,LY12铝合金的腐蚀动力学符合幂函数规律。腐蚀历程为点蚀-晶间腐蚀-剥蚀（鼓泡）。EIS谱由高－中频容抗弧和低频收缩的感抗弧组成。     

Electrochemical impedance spectroscopy analysis on aluminum alloys in EXCO solution

Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) of Al‐Zn‐Mg‐Cu alloy in EXCO solution has been investigated. The results show that the impedance spectroscopy of the investigated electrode consists of two capacitive loops in the high and middle frequency domain respectively and an inductive loop in the low frequency domain at the first 30 h of immersion; the inductive arc disappears between 30 h and 60 h while it takes on at the low frequency domain at the last 36 h of the immersion time. A model based on the corrosion mechanism of the aluminum alloy and corroding morphology was proposed and applied to analyze the EIS results.     

Pitting corrosion of Al2024-T3 in sodium chloride solution

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＡｌｕｍｉｎｕｍａｎｄｉｔｓａｌｌｏｙｓａｒｅｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｔｈｅｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ,ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓａｎｄａｖｉａｔｉｏｎｉｎｄｕｓ ｔｒｉｅｓｂｅｃａｕｓｅｏｆｔｈｅｉｒｇｏｏｄｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙａｎｄｐｒｏｃｅｓｓａｂｉｌｉｔｙ .Ｂｕｔｔｈｅｙａｒｅｖｅｒｙｓｕｓｃｅｐｔｉｂｌｅｔｏｐｉｔｔｉｎｇｃｏｒｒｏｓｉｏｎｉｎａｑｕｅｏｕｓｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ ,ａｎｄｔｈｅ ｐｉｔｔｉｎｇｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｐ…     

ELECTROCHEMICAL IMPEDANCE SPECTROSCOPY DURING CORROSION PROCESS OF 8090 A1-Li ALLOY IN EXCO SOLUTION

The corrosion behavior and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) features of 8090 AI-Li alloys in EXCO solution were investigated, and the EIS was simulated using an equivalent circuit. At the beginning of immersion in EXCO solution, the EIS is comprised by a depressed capacitive arc at high-mediate frequency and an inductivearc at low frequency, and the inductive component decreases and disappears with immersion time. Once exfoliation or severe pitting corrosion is produced, two capacitive arcs appear in the EIS. These two capacitive arcs are originated from the two parts of the corroded aUoy surface, the original flat alloy surface and the new inter-face exposed to the aggressive EXCO solution due to the exfoliation or pitting corrosion.Some corrosion development features of 8090 AI-Li alloys in EXCO solution can be obtained through simulated EIS information.