微区电化学测量技术在金属电偶腐蚀中的应用

微区电化学测量技术可在微米级甚至亚微米级尺度对金属电偶腐蚀进行原位检测，为深入研究金属电偶腐蚀提供了新途径。介绍了金属电偶腐蚀的基本原理及其主要影响因素，综述了丝束电极技术(WBE)、局部电化学阻抗谱技术(LEIS)、扫描振动电极技术(SVET)、扫描电化学显微技术(SECM)、扫描开尔文探针技术(SKP)等常用的微区电化学测量技术的优缺点及应用现状，最后对其未来发展进行了展望。     

碳钢焊缝在混凝土孔隙液中的优先腐蚀行为与亚硝酸盐缓蚀剂作用效果

通过8通道耦合阵列多电极系统以及腐蚀试片的浸泡实验研究了碳钢焊缝在模拟混凝土孔隙液中的腐蚀行为以及亚硝酸盐缓蚀剂的作用效果。通过测量开路电位、耦合电位以及电偶电流观测焊缝区域(Weld metal)、热影响区域(Heat affected zone)与母材区域(Base metal)之间的电偶腐蚀以及亚硝酸盐缓蚀剂对焊缝部位的作用效果。耦合阵列多电极系统以及腐蚀试片的浸泡实验结果共同表明,在含有Cl-的模拟混凝土孔隙液中,Q235的WM及其附近区域会发生优先腐蚀。同时,亚硝酸盐缓蚀剂能够明显减小不同区域之间的电偶电流,从而减小焊缝处的局部腐蚀风险。     

微区电化学方法在电偶腐蚀领域的应用

概述了近些年来微区电化学测量技术在电偶腐蚀方面的研究进展,包括丝束电极技术(WBE)、扫描电化学显微镜(SECM)、扫描振动参比电极技术(SVET)、局部电化学交流阻抗谱(LEIS)、扫描开尔文探针(SKP)等微区电化学测量技术的应用状况,并对其未来的发展及应用进行了论述。     

稀土元素（La，Ce）对镁合金电偶腐蚀的影响

针对镁合金化学和电化学活性较高，与其他金属材料接触时易产生电偶腐蚀的特点，主要研究了其电偶腐蚀特性及环境因素的影响规律。采用电化学方法通过测定电偶电流密度，研究了添加约1％混合稀土RE（45％La，50％Ce）的AZ91合金在NaCl溶液中与A3钢、紫铜偶接时的电偶腐蚀行为，探讨了溶液中氯离子浓度、偶接金属种类以及阴阳极面积比对电偶电流密度Jg^Mg的影响。结果表明：Cl^-浓度增大，Jg^Mg变大；阴阳极面积比越大，Jg^Mg也越大；偶接金属A3钢比紫铜更易促进镁合金的腐蚀；稀土La，Ce的添加使电偶腐蚀有效距离变窄。     

高温高酸性环境下镍基合金718与异种金属偶接的电偶腐蚀行为

高温/高压高酸性腐蚀环境中镍基合金718常作为可靠的材料使用,但不可避免会与其他金属偶接使用,易产生电偶腐蚀。模拟150℃,H_2S分压1.0 MPa,CO2分压1.5 MPa,Cl~-浓度200 000 mg/L的高温高酸性腐蚀环境,采用高温高压电化学测试技术和浸泡腐蚀模拟试验,研究了镍基合金718分别与低合金钢35Cr Mo、C110和不锈钢13Cr偶接后的电偶腐蚀行为。结果表明:在模拟高温高酸性环境下,3种金属分别与718合金偶接后,均发生了一定程度的电偶腐蚀,其中C110电偶腐蚀速率最大,而不锈钢13Cr的电偶腐蚀速率最小。电偶腐蚀的驱动力是2种金属的自腐蚀电位差,异种金属偶接后的电偶效应与两偶接材料的电位差成正比,而阳极材料自身的极化特性决定了其与耐蚀合金偶接后的电偶腐蚀程度。     

硅基MEMS三维微电极阵列的超电容特性

三维微电极是一种具有空间结构优势、电化学性能比二维微电极更加优越的微型储能结构.本文提出一种基于光刻、感应耦合等离子体刻蚀和溅射等MEMS工艺加工三维结构硅基微电极阵列的新方法.采用电化学阴极沉积工艺在微电极表面制备了纳米氧化钌功能薄膜.借助扫描电子显微镜、循环伏安测试和电化学交流阻抗谱测试等手段对三维微电极的表面形貌和电化学性能进行了表征,系统研究了阴极沉积电流密度、电沉积时间以及硅基微结构表面"微草效应"对三维微电极超电容特性的影响.所制备三维微电极的比电容达到1.57 F/cm2,与平面电极比电容0.42 F/cm2相比明显提高,而电化学阻抗比二维平面微电极显著降低.相关实验数据表明基于MEMS技术加工的三维结构微电极具有优于平面电极的电化学电容储能特性.     

稀土元素(La,Ce)对镁合电偶腐蚀的影响

针对镁合金化学和电化学活性较高,与其他金属材料接触时易产生电偶腐蚀的特点,主要研究了其电偶腐蚀特性及环境因素的影响规律.采用电化学方法通过测定电偶电流密度,研究了添加约1%混合稀土RE(45%La,50?)的AZ91合金在NaCl溶液中与A3钢、紫铜偶接时的电偶腐蚀行为,探讨了溶液中氯离子浓度、偶接金属种类以及阴阳极面积比对电偶电流密度JgMg的影响.结果表明:Cl-浓度增大,JgMg变大;阴阳极面积比越大,JgMg也越大;偶接金属A3钢比紫铜更易促进镁合金的腐蚀;稀土La,Ce的添加使电偶腐蚀有效距离变窄.     

人工海水中铝合金与复合材料T700电偶的腐蚀性能

采用失重法、腐蚀电化学试验方法、电偶腐蚀试验方法,研究了铝合金(Al6061)在人工海水中的耐腐蚀性能和电化学特性及其与环氧碳纤维复合材料T700偶接后的电偶腐蚀敏感性.结果表明,Al6061在人工海水中有一定的电化学腐蚀钝化性;Al6061与T700偶接后,电偶腐蚀使Al6061的腐蚀速度明显加快,人工海水中通入空气使电偶腐蚀程度增大;在T700表面涂敷环氧树脂涂层,能有效控制T700与Al6061之间的电偶腐蚀.     

钨丝微电极阵列的简易制备方法

本文提出了一种简易、低成本的钨丝微电极阵列制作工艺和方法.该方法采用MEMS工艺制作的玻璃模具实现钨丝阵列的精密有序排列,同时,在钨丝电极表面涂覆一层光敏性的聚酰亚胺作为绝缘层,结合"双面光刻"技术和电化学腐蚀技术实现电极位点大小和电极丝几何尺寸的精确控制.最后,通过注模、光刻制作SU-8固定座体完成钨丝微电极阵列的组装固定.整个制作工艺简单快速,且玻璃模具可重复使用,大大降低了制作成本.此外,本文还测试和评价了所制作微电极的表面形貌、电学性能以及生物相容性.     

新型镍铝青铜的电偶腐蚀行为研究

海水泵阀等附件是海水管系的重要部件,国内常用锡青铜、硅黄铜制造,与目前推广使用的B10合金在海水中偶合时,电偶腐蚀较重,不能满足海水管系对高可靠性的要求.为此,研制了一种与B10海水管道材料配套使用的海水泵、阀材料.通过测量研制合金及常用泵阀材料与B10、B30等管道材料偶合时的电偶电流、电偶电位和电偶腐蚀率等参量,研究了新研制的合金在海水中的电偶腐蚀行为.     

凝固速度对镁合金阳极组织与性能的影响

以Mg-Hg-X合金为研究对象,利用金相显微镜、扫描电子显微镜、电化学测试仪等研究了不同铸造凝固速度对镁合金阳极经混合酸侵蚀后显微组织、电化学性能和腐蚀速率的影响.结果表明,Mg-Hg-X合金中Mg、Hg形成的第二相化合物组成随合金铸造凝固速度变化而改变,缓慢凝固主要形成Mg3Hg相,快速凝固主要形成Mg2Hg相;同时随铸造凝固速度加快,Mg-Hg-X合金材料腐蚀速率有所降低,电极电位正移.     

有机涂层性能电化学测试技术的应用进展

综述了电化学测试技术在有机涂层寿命评估、腐蚀过程研究中的进展及应用;分别介绍了电化学阻抗谱(EIS)、局部阻抗谱(LEIS)、电化学噪声(EN)、扫描振动电极(SVET)、扫描电化学显微镜(SECM)、扫描开尔文探针(SKP)等测量技术在有机涂层防护领域的应用;指出了以上方法均有其优缺点,应相互结合、相互验证,并与扫描电镜联合使用,以确保其准确性.     

Inconel718合金耐腐蚀性能研究及基于电化学方法的腐蚀评价综述

综述了Inconel718合金抗均匀腐蚀、应力腐蚀、电偶腐蚀、热腐蚀、氢脆等常见耐腐蚀性能,指出了In-conel718合金耐腐蚀性能研究中存在的关键问题,分析了Inconel718合金具有优良耐腐蚀性能的原因。结合实例介绍了5种主要的电化学方法在评价同类镍基合金耐腐蚀性能方面的应用和原理,总结了不同电化学方法的主要研究目的,提出运用其他表征手段结合电化学方法进行综合研究的思路。最后展望了高温高压湿H2S腐蚀环境下In-conel718合金的腐蚀机理和电化学研究前景。     

温度对金属紧固件与碳纤维／环氧复合材料的电偶腐蚀影响的研究

应用电化学方法研究了碳纤维/环氧复合材料与TC6钛合金、LC4铝合金、30CrMnSiNi2A合金钢的电偶腐蚀行为。在20～60℃温度范围内研究了温度对各偶对的电偶电位及电偶电流的影响。比较了各种紧固件金属材料与碳纤维复合材料构成偶对时的电偶腐蚀性能。     

超级13Cr和P110油管钢在NaCl溶液中电偶腐蚀行为的研究

采用电化学方法研究了超级13Cr-P110钢偶对在NaCl溶液中的电偶腐蚀行为,测试了开路电位、电偶电流和电偶电位,采用SEM、EDS和XRD分别对腐蚀形貌和产物进行了表征。结果表明,超级13Cr和P110钢在NaCl溶液中存在明显的电位差,两者偶接时超级13Cr作为阴极被保护,而P110钢作为阳极被加速腐蚀,该电偶对产生的电偶电流密度会形成严重的电偶腐蚀,随着Sc/Sa的增大,电偶电流明显增大,阳极的腐蚀程度加重,腐蚀产物为氧化物,腐蚀破坏的形式由腐蚀产物疏松转变为腐蚀膜层开裂形成的片层状脱落。     

AA5052铝合金/AZ31B镁合金搅拌摩擦焊接头的腐蚀行为研究

采用搅拌摩擦焊的方法得到了外观成形良好的Al合金/Mg合金接头。为了研究其腐蚀行为和腐蚀机理,在分析焊接接头显微组织的基础上,采用中性盐雾腐蚀试验和电化学测试的方法对其腐蚀行为进行监测和分析,并对焊接接头的腐蚀失重进行了分析研究。结果表明,铝镁金属间化合相和镁合金中的β相在搅拌区和热力影响区中分布的不均匀性,以及区域晶粒大小的差异,导致搅拌区和热力影响区形成微区原电池的倾向不同,从而表现出腐蚀形貌和腐蚀行为的差异。电偶腐蚀的发生导致焊接接头的腐蚀电流密度较高,耐腐蚀性能不及母材。在整个中性盐雾腐蚀过程中,腐蚀失重逐渐增加,腐蚀速率呈现出先上升后下降的趋势。     

船用继动器壳体材料的腐蚀性能分析

用电化学测试手段分别测定了 2 0钢、2Cr1 3、QAl9 2、QAl 1 0 3 1 .5和QAl1 0 4 4等 5种材料在NaCl溶液中的腐蚀电位及与QAl9 2偶接时的电偶腐蚀电流的变化 ,并对测试后各试样的腐蚀状态进行了观察。结果表明 ,铝青铜材料的抗腐蚀性比钢好。其中QAl 1 0 4 4的腐蚀电位最为偏正 ,但它与QAl9 2配副会对QAl 9 2产生较大的阳极电偶腐蚀 ;QAl9 2和QAl 1 0 3 1 .5材料与QAl 9 2配副均有较好的耐电偶腐蚀性能。研究结果对继动器壳体材料的选择具有指导意义     

Zn-Al-Mg-Ce合金耐长江水和3.5%盐水腐蚀性能研究

研究了Zn-Al-Mg-Ce合金在长江水及3.5%NaCl(质量分数)盐水中的浸泡腐蚀性能,分别测试了其电化学性能,并与Zn、Zn-Al合金、Zn-Al-Mg合金做对比试验。采用扫描电镜和能谱分析了微观组织及成分,分析了耐蚀机理。结果表明:Zn-Al-Mg-Ce合金无论在长江水或3.5%盐水中都显示出电极电位最负、腐蚀电流最小、腐蚀速度最小,其腐蚀速度分别只有Zn的19.4%和23.7%,腐蚀速度由小到大依次为:Zn-Al-Mg-Ce相似文献   

FeMnSi/B10偶对在不同温度3.5%NaCl溶液中的电化学腐蚀行为

B10海水管道与FeMnSi记忆合金管接头连接使用易发生电偶腐蚀。为明确FeMnSi/B10的电偶腐蚀机理，通过电化学测试、腐蚀失重法、SEM、EDS分析了FeMnSi/B10偶对在不同温度的3.5%(质量分数)NaCl溶液中的腐蚀行为、腐蚀形貌和腐蚀产物成分。结果表明：FeMnSi/B10发生电偶腐蚀时，FeMnSi为阴极，B10为阳极。FeMnSi和B10的腐蚀热力学趋势和腐蚀速率均随温度的升高而增加。FeMnSi/B10偶对电偶电流密度在初期急剧下降，随着时间的延长而减慢，最后达到稳定值。当温度从25℃升高至45℃时，偶对的电偶电流密度增大了约1倍，说明FeMnSi/B10偶对的耐蚀性对温度较为敏感。随着温度的升高，B10的腐蚀形式由晶间腐蚀发展为剥蚀。FeMnSi记忆合金的腐蚀产物为Fe₂O₃、Fe₃O₄、FeOOH,B10铜镍合金的腐蚀产物为Cu₂O、Cu₂Cl(OH)₃。     

不锈钢管道在海水中的腐蚀研究

采用失重分析和电偶腐蚀测试等方法研究了气田立管采用的316L／625复合管材料在海水中的腐蚀情况，结果表明，复合管316L不锈钢和625合金在10℃海水中浸泡3个月后，平均腐蚀速率均低于0．01mm／a，而焊接接头处的腐蚀速率较大，为0．015mm／a，电偶腐蚀对316L不锈钢的影响不大，电偶腐蚀系数不超过130％。