有机涂层防护性能与失效评价研究进展

简要综述了近年来评价有机涂层防护与失效的宏观与微观电化学方法。介绍了直流电化学极化、电化学阻抗谱(EIS)、电化学噪声(ENM)等宏观电化学测试方法,此类方法主要反映涂装材料的整体防护特性和老化失效规律;而微区电化学测量方法,如局部电化学阻抗(LEIS)、扫描开尔文探针(SKP)、扫描振动电极(SVET)、扫描电化学显微镜(SECM)和原子力显微镜(AFM)等,主要用于涂层局部或微缺陷的检测,以及界面层物理化学变化规律的研究。简述了应用这些方法所取得的成果,对进一步研究涂层失效具有一定指导意义。     

铝合金电偶腐蚀研究方法综述

概述了铝合金电偶腐蚀的常用研究方法,包括表面形貌观测法、质量损失法、腐蚀产物分析法、传统电化学测量等,说明了其在观测腐蚀总体形貌、表征整体腐蚀参数等方面的应用。由于常用研究方法对于深层腐蚀信息的挖掘和腐蚀机理的探究存在一定的局限性,因此重点综述了以微区电化学测量和数字模拟仿真为代表的新型研究技术。其中,微区电化学测量主要包括SKPFM技术、WBE技术、SIET、SVET、LEIS技术等,可以对微观组织的形貌细节、离子活性、电化学参数等进行精确测量,在观测尺度、检测项目上具有显著优势。数字模拟仿真则主要涉及以第一性原理为主的原子分子模拟(包括DFT和MD等)和基于FEM和XFEM的计算模型,这两者交叉了多门学科,对铝合金腐蚀机理的推理、腐蚀进程的构建、腐蚀毁伤的预测提供了良好的模拟途径。简要概述了铝合金电偶腐蚀的衍生领域研究情况,论述了缓蚀领域和三金属耦合领域不同于双金属的研究方法。最后展望了铝合金电偶腐蚀研究方法进一步发展的特点。     

缝隙腐蚀内部微区离子浓度监测的研究进展

缝隙腐蚀早期缝隙内部微区化学组分的变化与缝隙腐蚀的发生发展过程密切相关。本文介绍了缝隙腐蚀的基本原理及其影响因素，综述了近年来缝隙腐蚀过程中缝隙内部微区离子浓度监测的研究进展，包括固态离子选择性电极技术、荧光分子原位监测法、取样分析法以及数值计算模拟的相关工作；同时简要介绍了采用微型电化学传感器结合扫描电化学显微镜(SECM)的电位响应模式，对不锈钢缝隙腐蚀早期缝隙内部微区离子浓度原位监测的相关工作，展望了其在金属材料缝隙腐蚀早期腐蚀机理研究中的应用。     

Fe3C和珠光体对低碳铁素体钢腐蚀电化学行为的影响

通过对X80管线钢进行固体渗碳模拟焊接接头区域的Fe3C和退化珠光体组织,采用扫描Kelvin探针(SKP)、扫描振动参比电极(SVP)和局部电化学交流阻抗谱(LEIS)结合浸泡实验分析了Fe3C和珠光体对铁素体钢表面电化学性能以及在鹰潭土壤模拟溶液中的局部腐蚀发生规律的影响.结果表明,退化珠光体组织在空气(湿度为40...     

金属腐蚀微区电化学研究进展(1) 扫描电化学显微镜技术

近年来,随着微区电化学理论与测试技术的发展,微区电化学技术在腐蚀领域已作为一种重要的测试方法被广泛应用,本文概括了扫描电化学显微镜基本原理,重点对该微区电化学技术在金属腐蚀研究中的应用进行了阐述。     

有机涂层防护性能的电化学研究进展

曝晒、盐雾、浸泡、干湿循环、老化等传统的有机涂层防护性能研究方法,因测试周期长,测试结果多为定性分析,不能使涂层材料进行快速检验而投入评估使用.正是由于传统测试方法存在许多局限性,故综述了稳态电化学测试方法和暂态电化学测试方法这两种新技术在有机涂层防护性能中的应用与进展.介绍了动电位极化曲线法、极化电阻法等稳态电化学测试方法,这类方法主要反映涂层的极化电阻和腐蚀速度,并且方法简单,可直接分析实验数据,被广泛应用于有机涂层的失效分析中.而暂态电化学测试方法主要包括电化学阻抗法(EIS)、局部阻抗法(LEIS)、扫描Kelvin探针法(SKP)及电化学噪声(EN)等,主要用于研究涂层防护机制和局部缺陷.目前,在有机涂层防护性能和机理研究中,应用最多的是电化学交流阻抗法.丝束电极法(WBE)、扫描电化学显微镜(SECM)以及原子力显微镜(AFM)用于研究金属/涂层界面物理化学变化规律.阐述了上述方法在涂层防护研究中的应用成果及其优势和不足,指出对于深层次的涂层防护研究,需要应用多种测试手段,从不同的角度和方面综合分析,全面评估涂层的使用寿命.     

磷酸锌对环氧涂层破损处金属的缓蚀作用

用电化学阻抗谱（EIS）、电化学噪声（EN）及扫描电化学显微镜（SECM）等方法对带有划痕的环氧清漆涂层和环氧/磷酸锌涂层进行了测试,研究了磷酸锌对涂层破损处金属的缓蚀作用。EIS和EN的结果表明：加入磷酸锌后涂层下金属基体的腐蚀受到抑制;SECM结果直观地证明了磷酸锌对涂层划痕有修复作用。用电化学噪声的散粒噪声理论并结合随机分析方法研究了磷酸锌的作用机制,结果发现加入磷酸锌不但大大减缓了腐蚀的孕育速度,还降低了腐蚀的生长概率,因而能够减缓金属基体腐蚀的进行。     

电化学扫描探针显微镜在腐蚀电化学研究中的应用

从电化学扫描探针显微镜（ECSPM）的工作原理出发，综述了近几年电化学扫描探针显微镜在腐蚀电化学领域的研究进展，指出电化学扫描探针显微镜在原位，局部腐蚀，腐蚀早期过程等电化学中有重要的应用价值。     

酸性氯化物溶液中不锈钢点蚀的局部电化学扫描研究

    利用以基体产生—探针收集工作模式为基础的扫描电化学显微镜（SECM）面扫描技术,通过测量不锈钢基体电极表面的Faraday电流图像,并与循环伏安结果相结合,获得与基体表面电化学活性有关的反应产物组成及浓度等信息.     

微区电化学测量技术及其在腐蚀中的应用

综述了近几年来用于研究金属腐蚀的几种微区电化学测量技术,重点介绍了扫描电化学显微镜技术及其应用,并对它未来的发展趋势进行阐述。     

金属局部腐蚀研究中的空间分辨电化学技术

微米空间分辨度的电化学方法,主要包括多种扫描微电极技术,并用于研究金属表面和金属／溶液界面电化学不均一及局部腐破坏过程,结果表明,这些空间分辨电化学方法的发展及应用,使得人们对金属表面和金属／溶液界面电化学不均一性,特别是金属局部腐蚀发生,发展过程机理的认识得以深化。     

MICROSCOPIC CORROSION STUDIES OF DUPLEX STAINLESS STEELS

Electrochem,cal scanning tunneling microscopy and scanning electrochemical microscopy have been used for in situ monitoring of localized corrosion processes of different Duplex stainless steels (DSS) in acidic chloride solutions. The techniques allow imaging of local dissolution events with micrometer resolution, as opposed to conventional electrochemical techniques, which only give an overall view of the corrosion behavior. In addition, combined scanning Kelvin probe force microscopy and magnetic force microscopy were used for mapping the Volta potential variation over the surface of DSSs. A significant difference in Volta potential between the austenite and ferrite phases suggests galvanic interaction between the phases. A compositional gradient appears within 2 micrometers across the phase boundary, as seen with scanning Auger microscopy (SAM). In all, the studies suggest that higher alloyed DSS exhibit a more homogeneous dissolution behavior than lower alloyed DSS, due to higher and more similar corrosion resistance of the two phases, and enhanced resistance of the ferrite/austenite phase boundary regions.     

镀锌层表面钝化膜在5%NaCl溶液中的腐蚀降解过程和半导体行为

采用扫描电化学显微镜(SECM)分析技术、电化学阻抗谱(EIS)和电容-电位测试研究了镀锌层表面钝化膜在质量分数5%NaCl溶液中的腐蚀降解过程和半导体行为。结果表明:浸泡过程中随着水和离子逐渐侵入钝化膜,钝化膜发生着缓慢的腐蚀降解,钝化膜在浸泡初期保持稳定,能够对基体金属起到较好的保护作用;钝化膜表现出n型半导体特征,随着浸泡时间的延长,Mott-Schottky曲线拟合直线的斜率逐渐减小,钝化膜载流子密度逐渐增大,表明钝化膜在浸泡过程中发生缓慢的腐蚀降解。     

Micro‐electrochemical characterization of galvanic corrosion of TA2/316L composite plate

Galvanic corrosion behavior of TA2/316L composite plate was investigated in the solution of 3.5 wt% NaCl by galvanic potential monitoring, scanning localized electrochemical impedance spectroscopy (LEIS) and scanning vibrating micro‐electrode (SVME) techniques. The results demonstrated that the pitting corrosion resistance of 316L for the galvanic combination sample is lower, and the coupled current density is higher than for the single 316L sample. It indicates that the galvanic action works on the corrosion behavior of the TA2 titanium alloy/316L stainless steel galvanic combination in sodium chloride solution. The galvanic effect width was determined as 1500 µm.     

Identification of steel corrosion associated with sulfate-reducing bacteria by electrochemical noise technique

Deterioration of steel structures in natural waters can result from microbiologically influenced corrosion (MIC) such as that caused by sulfate-reducing bacteria (SRB). Corrosion pits associated with MIC have been recently observed in submerged steel bridge piles and there is renewed interest to assess their deterioration. Conventional electrochemical techniques to identify MIC have been complicated due to the effects of the surface films and the mechanism for charge transfer by the bacteria on the steel surface. An electrochemical noise (EN) technique to identify steel corrosion in an aqueous solution has been developed and the method ideally can identify the onset of local pitting, but complications and limitations relating to data acquisition, filtering, and interpretation exist. EN analysis was shown to differentiate SRB and corrosion activity including initial biofilm development, pitting corrosion development, and diminution of SRB activity. Electrochemical behavior, environmental characteristics, SRB activity, and corrosion modality provided consistent correlation to EN and localized corrosion development.     

高强铝合金裂纹尖端在3.5%NaCl溶液中的微区电化学特性

采用毛细管微电极测试方法、扫描Kelvin探针技术和数值分析方法,对2024-T351高强铝合金裂纹尖端在3.5%NaCl溶液中的微区电化学特性和腐蚀行为进行了研究.结果表明,裂纹尖端的腐蚀电位较远离裂纹尖端的基体位置更负,裂纹尖端处的电化学活性明显增加.在外加应力的作用下,裂纹尖端处表面氧化膜的厚度减薄,其稳定性和保护性变弱.裂纹尖端处优先发生阳极溶解,浸泡24 h后在裂纹尖端处出现腐蚀产物的堆积.由于腐蚀电位和电化学活性的差异,在裂纹尖端(阳极)和远离裂纹尖端的基体(阴极)之间可形成电偶对,进一步促进裂纹尖端局部区域内腐蚀过程的进行.     

高强铝合金裂纹尖端在3.5%NaCl溶液中的微区电化学特性

采用毛细管微电极测试方法、扫描Kelvin探针技术和数值分析方法,对2024 T351高强铝合金裂纹尖端在3.5%NaCl溶液中的微区电化学特性和腐蚀行为进行了研究.结果表明,裂纹尖端的腐蚀电位较远离裂纹尖端的基体位置更负,裂纹尖端处的电化学活性明显增加.在外加应力的作用下,裂纹尖端处表面氧化膜的厚度减薄,其稳定性和保护性变弱.裂纹尖端处优先发生阳极溶解,浸泡24 h后在裂纹尖端处出现腐蚀产物的堆积.由于腐蚀电位和电化学活性的差异,在裂纹尖端(阳极)和远离裂纹尖端的基体(阴极)之间可形成电偶对,进一步促进裂纹尖端局部区域内腐蚀过程的进行.     

粉土pH对X70钢早期电化学腐蚀行为的影响

采用电化学阻抗(EIS)、极化曲线和扫描电子显微镜观察(SEM)等方法,通过室内模拟试验研究了X70钢在不同pH粉土中的早期电化学腐蚀行为。结果表明:X70钢在酸性(H_2SO_4)、碱性(NaOH)以及中性粉土中的腐蚀差异较明显。在模拟酸性粉土中,X70钢在pH为5的粉土中腐蚀龄期达21d时的自腐蚀电位明显高于在其他环境中的,且X70钢的腐蚀速率随着pH的增大(4~5),呈现出降低的趋势。在模拟碱性粉土中,液相介质中的OH-对X70钢的腐蚀行为有较大的影响,且X70钢的腐蚀速率随着pH的增大(9~11),呈现出升高的趋势。     

钨铝合金在不同NaCl溶液中的电化学腐蚀行为研究

采用极化曲线、电化学阻抗谱等电化学方法研究了钨铝合金在不同温度、盐度及pH值的NaCl溶液中的腐蚀行为。实验结果表明：钨铝合金的腐蚀速率随盐度的增加而增加;耐腐蚀性能随温度的升高而下降;在中性NaCl溶液中最耐腐蚀,且酸性越大,腐蚀速率越快。