模拟海洋大气环境下PCB-HASL的腐蚀行为与机理

目的基于舰载机服役海洋环境,针对热风整平无铅喷锡印制电路板（Hot Air Solder Level Printed Circuit Board,PCB-HASL）开展加速腐蚀试验研究,揭示其腐蚀机理,表征其宏/微观腐蚀电化学行为。方法根据实测的服役海洋大气环境数据,基于编制的加速腐蚀试验环境谱,针对PCB-HASL开展了加速腐蚀试验。采用电化学工作站测试不同腐蚀周期试样的极化曲线和电化学阻抗谱,表征了腐蚀电化学机理和宏观电化学特性。采用扫描Kelvin探针技术测试了不同腐蚀周期试样表面Kelvin电位分布特征,表征了微区电化学特性。结果腐蚀第6周期时,PCB-HASL的绝缘电阻大幅度衰减,达到失效临界状态;第0～2周期,自腐蚀电流密度由1.43μA/cm²陡增至3.97μA/cm²,腐蚀速率快速增大,局部区域诱发腐蚀;第2～3周期,自腐蚀电流密度降低,腐蚀速率降低;第3～4周期,自腐蚀电流密度稍有增大,腐蚀速率稍微增加,腐蚀产物局部发生脱落;第4～7周期,自腐蚀电流密度减小,在第7周期达到最小,为0.55μA/cm²,...     

铝合金在切削乳化液中的微生物腐蚀行为研究

目的 研究切削乳化液中滋生的微生物对铝合金工件腐蚀行为的影响及腐蚀作用规律,为避免微生物引起铝合金工件的腐蚀提供理论依据.方法 采用表面形貌观察及成分分析方法,分别研究微生物对铝合金腐蚀形貌的影响及腐蚀产物组成,并利用统计学方法分析铝合金表面的点蚀分布情况,最后利用电化学方法分析铝合金表面的腐蚀电化学特性.结果 在含有多种微生物的切削乳化液中,铝合金工件的腐蚀更为严重,铝合金表面被微生物附着,形成不均匀的腐蚀产物膜和生物膜.除去表面膜层后,发现了明显的点蚀坑,而且点蚀坑的数量多、深度大,最深达到17.7μm.而在灭菌的切削乳化液中,铝合金表面仅有乳化物附着,而且较为均匀.除去膜层后,表面划痕明显,无点蚀现象.电化学结果也表明,在含有多种微生物的切削乳化液中,铝合金的电荷转移电阻Rct逐渐减小,从浸泡3 d时的23 k?降到15 d后的8.3 k?,铝合金的腐蚀速率明显增大.结论 切削乳化液中滋生的微生物明显加速了铝合金的腐蚀.     

ρ(Ca2+)对碳钢在NaHCO3- NaCI - CaCl2溶液中腐蚀行为的影响

利用计时电流和电化学阻抗测试技术,检测了碳钢在NaHCO3 - NaCl - CaCl2溶液中的腐蚀行为.通过分析计时电流法的平均腐蚀速率和试样表面相应的形貌分析以及分析电化学阻抗谱的电荷转移电阻,研究了不同的Ca2+的质量浓度对碳钢腐蚀行为的影响.结果表明:少量的Ca2+对碳钢的腐蚀有抑制作用,当溶液中的ρ(Ca2+)为640 mg/L时,极化曲线测得的平均腐蚀速率为3.253e - 4A/cm2,电化学阻抗测得的电荷转移电阻为29.480 kΩ.cm2,电极表面的损伤度为2.791,碳钢的腐蚀最轻微.     

钢在流动人造海水中的冲刷腐蚀行为与防护研究

目的 研究钢在流动人造海水中的冲刷腐蚀行为及防护方法.方法 采用自制的冲刷试验平台,利用扫描电镜、电化学阻抗、电化学噪声、最大熵值变换等方法,分析钢在流动人造海水中各阶段的冲刷腐蚀行为特征,验证材料表面涂覆新型环氧涂层的方法对提高钢耐流动人造海水冲刷腐蚀的有效性.结果 钢在2 m/s流动人造海水中30 d的冲刷腐蚀行为特征可以分为三个阶段,第一阶段,金属开始发生点蚀,生成网状腐蚀产物,反应电阻上升后持续减小至400?,电化学噪声电位发生负移,SE值较大,电化学腐蚀速率增强;第二阶段,点蚀速率减弱,开始出现颗粒状腐蚀产物,反应电阻相对稳定在300? 左右,电化学噪声电位发生正移,SE值数值较小,电化学腐蚀速率保持相对稳定;第三阶段,外层腐蚀产物剥离,反应电阻和SE值发生较大的波动,冲刷作用导致了腐蚀产物的快速形成和脱离.涂覆绝缘涂层的钢试样总电阻稳定在6.0×105?左右,高出无涂层裸露试样总电阻(1.0×103?)2个数量级.结论 钢在2 m/s流动人造海水中30 d的冲刷腐蚀行为特征可以分为加速腐蚀-动态平衡-平衡破坏三个阶段,新型环氧涂层具有较好的耐冲刷腐蚀性能.     

空蚀对20SiMn在3%NaCl溶液中的电化学腐蚀行为的影响

利用带电化学测试系统的磁致伸缩空蚀试验机研究了 20SiMn低合金钢在3%NaCl水溶液中的电化学腐蚀行为，通过空蚀和静态条件下的自腐蚀电位变化以及交流阻抗谱和动电位极化曲线的比较，分析了空蚀加速20SiMn低合金钢电化学腐蚀的机理.结果表明，空蚀使20SiMn低合金钢的自腐蚀电位正移200 mV，并显著降低电荷转移电阻和线性极化电阻，使电化学腐蚀速率增大约54倍；随着空蚀的进行，电荷转移电阻和线性极化电阻减小，空蚀3 h后逐渐趋于稳定.     

飞机蒙皮材料在醋酸钾型除冰液中腐蚀行为研究

目的 评价醋酸钾型除冰液能否用于飞机除冰以及对飞机蒙皮材料腐蚀性的影响。方法 采用AutoLab电化学工作站对飞机蒙皮材料在不同浓度缓蚀剂、无缓蚀剂醋酸钾型除冰液中的干湿交替腐蚀电化学行为进行分析,通过扫描电镜观察其腐蚀前后表面形貌及涂层/基体金属界面形貌。结果 无缺陷飞机蒙皮涂层在除冰液中的阻抗模值高达2.78×1010 Ω?cm2,而缺陷涂层的阻抗模值只有1.72×107 Ω?cm2,说明缺陷破坏了涂层的完整性,降低了涂层的阻抗模值,明显加速了飞机蒙皮材料的腐蚀。带缺陷飞机蒙皮试样经除冰液腐蚀不同周期后的低频区Rct存在较大变化,试样在高浓度无缓蚀剂除冰液中的Rct始终低于在低浓度溶液中的Rct;试验初期,试样在高浓度除冰液中的Rct较大,说明此时缓蚀剂浓度较高,缓蚀作用明显;但随着腐蚀周期的延长,Rct逐渐减小,说明缓蚀剂逐渐失效,高浓度除冰液的腐蚀性逐渐增强并高于低浓度除冰液。腐蚀实验后,飞机蒙皮涂层表面和涂层/基体金属界面处存在一定的腐蚀产物;人造缺陷破坏了涂层的完整性,降低了涂层的结合力,甚至产生局部剥离,造成除冰液浸入,在划痕处发生了较严重的膜下腐蚀。结论 醋酸钾型除冰液对飞机蒙皮材料存在一定的腐蚀性,尤其是当涂层存在缺陷时,腐蚀较为严重。     

AZ31B镁合金氧化石墨烯掺杂钇盐转化膜耐蚀性研究

目的研究一种绿色环保的表面处理方法,以提高镁合金的耐蚀性。方法采用化学浸泡法,以硝酸钇为成膜物质,在AZ31B镁合金表面成功制备一种新型稀土盐转化膜,并以氧化石墨烯为阻隔剂对该转化膜进行复合掺杂。采用扫描电镜(SEM)对膜层的表面形貌进行观察,采用析氢实验和电化学测试对不同试样在3.5%Na Cl溶液中的耐蚀性进行了研究。结果镁合金钇盐转化膜表面平整均一,覆盖良好。氧化石墨烯掺杂后的钇盐膜层表面出现了大小不均一的瘤状物质,膜层完整,未出现裂痕。析氢实验结果显示,经过处理的转化膜试样可以极大地抑制腐蚀反应的发生。由极化曲线可知,钇盐转化膜的存在使镁合金的腐蚀电位发生了明显正移,正移了150 m V;而氧化石墨烯掺杂的钇盐膜层的腐蚀电位相对于掺杂前变化不大,但其腐蚀电流密度是掺杂前的1/28。电化学交流阻抗谱的测试结果显示,氧化石墨烯掺杂钇盐转化膜的电荷转移电阻最大,Rct为2485?·cm2;钇盐转化膜的电荷转移电阻次之,Rct为1224?·cm2。两者的电荷转移电阻相对于未经处理的镁合金都有明显提升。结论钇盐转化膜可以明显提高AZ31B镁合金的耐蚀性,氧化石墨烯的加入可以进一步提高转化膜层的耐蚀性。     

蠕墨铸铁中性盐雾腐蚀行为及机理研究

目的揭示蠕墨铸铁的大气腐蚀行为,阐明其腐蚀规律及腐蚀机理。方法采用室内加速中性盐雾腐蚀实验,并用失重法、SEM\EDS、XRD、电化学的方法来表征实验现象。结果蠕墨铸铁在中性盐雾环境中锈层截面具有明显的分层现象,前期腐蚀速率为0.53 mg/(cm~2·h),后期腐蚀速率在波动中总体趋于稳定,为0.36mg/(cm~2·h)。蠕墨铸铁带锈试样的自腐蚀电位(Ecorr)在-680～-600mV之间先减小后增大,极化电阻(Rp)变化趋势与自腐蚀电位(Ecorr)一致,自腐蚀电流(Icorr)大小在整个腐蚀周期内具有明显的波动。蠕墨铸铁在中性盐雾环境中的腐蚀产物为Fe(OH)_3、Fe_2O_3、FeOOH及少量Fe_3O_4和金属碳化物Fe_2C。结论蠕墨铸铁在中性盐雾环境中腐蚀84 h后发展为全面腐蚀,形貌呈沟壑状,腐蚀产物微观形貌呈团簇状和片层状。腐蚀早期,基体表面发生电化学腐蚀形成一层氧化膜,腐蚀介质沿石墨侵蚀基体从而产生内应力,导致外部锈层断裂,同时蠕虫状石墨处腐蚀产物呈疏松团簇状,二者共同构成介质传质通道,使腐蚀更容易发展。     

γ_N相在硼酸缓冲溶液中的腐蚀与钝化性能

采用等离子体源渗氮技术在304L奥氏体不锈钢表面制备高氮面心结构的γ_N相层,利用阳极极化曲线和电化学阻抗谱(EIS)研究γ_N相在pH=8.4硼酸缓冲溶液中的腐蚀行为。结果表明:γ_N相的阳极极化曲线呈现出自钝化-过钝化溶解过程,自腐蚀电位Ecorr较原始不锈钢提高了75mV,维钝电流密度Jp降低近一个数量级,耐蚀性能明显提高。与原始不锈钢钝化膜相比,γ_N相钝化膜的EIS容抗弧直径及|Z|值增大,相位角平台变宽,其电荷转移电阻Rct增至1.064×107Ω·cm2,双电层电容Cdl降至65.4μF/cm2,说明γ_N相钝化膜更致密,表现为近电容特性。随着浸泡时间增加,γ_N相钝化膜的Rct稳定在107Ω·cm2量级,具有良好的稳定性。     

TiB2/A356复合材料在NaCl溶液中的电化学腐蚀行为

采用动电位极化和电化学阻抗试验研究了不同颗粒含量原位自生TiB2/A356复合材料在3.5％NaCl溶液中的腐蚀行为.结果 表明:TiB2颗粒的引入,可以提高A356合金的腐蚀电位,降低腐蚀速率,增强其耐蚀性;电荷转移电阻和腐蚀产物的扩散电阻共同决定腐蚀反应速率,进而决定合金耐腐蚀性能的高低.复合材料耐蚀性能的提高,一...     

磁场对电解加工过程影响的实验研究

为了揭示磁场对电解加工的影响,在流速为0.3~1.5 m/s范围内通过添加不同方式、不同强度的磁场进行实验。结果表明:当磁场方向和流场垂直时,在流速较低的情况下阻碍了加工,当流速达到1.54 m/s时增加了去除量;当磁场方向和流场平行时,在流速和磁场都较低时阻碍了电解加工速率,当磁场强度增大到4400 m T后开始促进加工速度。     

电极片接线方式对贮氢合金电化学性质的影响

本文报道了三种电极片接线方式对贮氢合金的电化学性能的影响。通过研究分析，认为带来影响的原因是电极片接线方式改变了电极片的表面状态，并且在充放电过程中影响了电极过程。     

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。     

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。     

钢筋混凝土构筑物电化学保护的新进展

综述了钢筋混凝土构筑物电化学保护的发展和现状,包括牺牲阳极系统和外加电流系统。内容涉及对不同类型、不同龄期构筑物的保护标准、保护参数选择、保护效果的评价以及检测、监测等诸方面。认为有必要加强电化学驱氯、电化学再碱化等新技术的研究;根据构筑物的不同使用环境,采用多种有效的、综合的保护措施。     

电化学噪声在腐蚀领域中的研究进展

综述了电化学噪声的起源和分类、测量方法、时域和频域分析以及小波分析;重点讨论了电化学噪声在金属腐蚀类型的判断、局部腐蚀特征、应力腐蚀、涂层性能评价、缓蚀剂的筛选和生物腐蚀等腐蚀领域中的应用研究进展,并提出了今后的研究方向.     

Electrochemical hydrogen storage performance of AB<Subscript>5</Subscript>-CoB composites synthesized by a simple mixing method

AB₅ (MlNi_4.0Al_0.3Cu_0.5Zn_0.2) alloy and CoB alloy were prepared by arc melting. AB₅-CoB composites were synthesized by simple mixing of AB₅ alloy powders and CoB alloy powders, and their electrochemical hydrogen storage properties were studied as negative electrodes in KOH aqueous solution. The maximum discharge capacity of the AB₅-CoB(50%) composite (the content of CoB in the composite is 50 wt.%) reached 365.3 mAh·g⁻¹. After 100 charge-discharge cycles, the discharge capacity of the AB₅-CoB(50%) composite was still much higher than that of the AB₅ alloy. The high rate discharge capability (HRD) and potentiodynamic polarization were also tested.     

Corrosion electrochemical behavior of brass tubes in circulating cooling seawater

Electrochemical impedance spectroscopy(EIS) and electrochemical noise(EN) were used to study the corrosion electrochemical behavior of brass tubes in circulating cooling seawater using the developed sensor. EIS study shows that the inhibitor can lead to the formation of corrosion products on metal surface, which will then inhibit the corrosion process. When the flow rate of the seawater increases, the diffusion of oxygen speeds up and the action of filming on HA177-2 tube accelerates, resulting in decrease of corrosion rate. EN analysis shows that the flow rate of the seawater has little effect on pitting susceptivity of HSn70-1 tube; however the pitting susceptivity of HA177-2 tube increases with increasing flow rate. Good agreement is observed between the spectral noise resistance R30(f) calculated from EN data and the modulus of impedance. It is shown that the electrochemical noise technique can be used in corrosion monitoring.     

Mg和RE合金化对Al-Zn-Bi合金阳极组织和电化学性能的影响

针对Al-Zn-Bi合金,分别单独及复合添加Mg、RE元素进行微合金化,利用金相、扫描电镜及X射线能谱等分析了该合金添加不同元素前后的微观组织特征;采用恒电流法测定了该系列合金在人造海水中的开路电位、工作电位和电流效率,利用极化曲线和电化学阻抗谱,分析了微合金化对Al-Zn-Bi阳极材料电化学性能的影响。结果表明：单独添加Mg、RE可以细化晶粒、改善偏析相的组成和分布,将电流效率提高15.93%和4.12%;二者复合添加虽电流效率稍有降低,但可促使基体均匀溶解,减小腐蚀电流密度,从而有效提高其综合性能。     

The corrosion behavior of carbon steel in CO2‐saturated NaCl crevice solution containing acetic acid

The corrosion behavior of X52 carbon steel electrodes in CO₂‐saturated NaCl crevice solution containing HAc was investigated by electrochemical measurements. Chemical environment measurements by Cl^? and pH microprobes show an enrichment of Cl^? ions and an increase of pH values inside the crevice. Moreover, both increments could accelerate with the decreasing dimension of the crevice mouth due to the high diffusive resistance. When the electrode in the crevice solution is coupled with the electrode in bulk solution, the alkalization and the enrichment of Cl^? ions in the crevice solution can result in a negative shift of potential of the electrode in crevice solution, while the potential of the electrode in bulk solution shifts positively during the corrosion process. Thus, a galvanic corrosion is established with the electrode in the crevice solution acting as anode while another in the bulk solution as cathode, i.e., the corrosion in the crevice solution was enhanced while the corrosion in the bulk solution was retarded. The anodic dissolution and the cathodic reduction processes dominate in the crevice solution and in the bulk solution, respectively.