基于电化学噪声研究模拟海洋大气环境下304不锈钢的点蚀行为

发布时间：2024-06-05 01:08

　　基于电化学噪声技术建立了不锈钢海洋大气点蚀监测系统,利用该系统对处于干湿循环环境下不锈钢的点蚀行为进行监测.使用时域谱图、时域统计、频域谱图和散粒噪声理论等分析方法对采集到的电化学噪声数据进行处理分析,并结合动电位极化法,形貌分析法共同研究不锈钢的点蚀行为.研究结果表明,304不锈钢在模拟海洋大气环境下的点蚀行为分为钝化、亚稳态点蚀和稳态点蚀三个阶段.在钝化阶段,电位电流噪声信号出现少量的同步异向波动,腐蚀事件发生频率高,平均电量低;在亚稳态点蚀阶段,电位电流噪声信号出现大量的同步同向波动,腐蚀事件发生频率降低,平均电量上升,通过扫描电镜观察蚀点;在稳态点蚀阶段,电位电流噪声信号不仅存在大量的同步同向波动,还出现了同步异向波动,腐蚀事件发生频率较低,平均电量大幅度上升,通过扫描电镜观察到电极表面出现小而浅的蚀点.而动电位极化法可以证实304不锈钢点蚀的发生.两种分析方法所得结果具有较好的一致性,证明该监测系统很好地实现了对模拟海洋大气环境下304不锈钢点蚀行为的连续监测,并能判断点蚀的发生.

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【部分图文】：

图1大气腐蚀测试电极

使用ENTools电化学噪声测量软件对获得的噪声数据进行处理，首先使用该软件自带的线性消除法对原始噪声数据进行去直流漂移处理，获得去直流漂移后的电位电流噪声时域谱图.然后，对噪声数据进行统计分析，最后使用快速傅里叶变化(FFT)对数据进行时频转化得到噪声信号的功率谱密度(PSD)....

图2304不锈钢不同实验时间后的去直流漂移时域谱图(A)1～15d;(B)0～8h;(C)96～104h;(D)168～192h;(E)192～216h;(F)288～312h;(G)312～336h.

电化学噪声测试由武汉科思特CST500电化学工作站完成，测试频率为2Hz，每次测试24h，连续测试15天.形貌观察采用TESCANMIRA3场发射扫描电子显微镜.动电位极化采用瑞士万通PGSTAT302N电化学工作站，被测体系采用三电极体系，实验溶液为3.5wt.%氯化钠溶....

图3304不锈钢不同阶段时的表面形貌.（A）第3天，钝化阶段；（B）第12天，亚稳态点蚀阶段；（C）第15天，稳态点蚀阶段.

第三阶段为稳态点蚀阶段.由图2(G)中可以看出，在实验进行到312h之后，暂态峰数量增多，且出现了电位电流同步异向波动，表明此时电极表面已经出现了稳态点蚀，整个电极表面大部分区域都是完整的钝化膜，在面积很小的局部表面区域钝化膜已被击穿，基体与盐雾直接接触，进行阳极溶解过程.此时....

图4304不锈钢不同实验时间后的统计分析图.(A)电流噪声标准偏差Si;(B)噪声电阻Rn;(C)孔蚀系数PI

图4为304不锈钢不同实验时间后的统计分析图.由图中可以看出，实验开始第1天，电流噪声标准偏差与孔蚀系数较高，噪声电阻偏低，这是由于电极表面尚未形成完整致密的钝化膜，电极表面直接与盐雾接触产生剧烈反应而导致的.而实验第5天产生的波动是由于电极表面发生了较为强烈的点蚀形核与再钝化而....

本文编号：3989433