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金属腐蚀的两种电化学检测方法发布时间:2022-12-26   浏览量:1969次

绝大多数金属发生腐蚀破坏的根本原因和电化学有关,在评价合金和金属的腐蚀行为时,为了避免冗长而又麻烦的现场试验,找出简单而迅速的测定腐蚀速度和影响金属腐蚀的各种因素,确定金属对接触腐蚀的敏感性,研究点蚀、晶闻腐蚀、缠蹦腐蚀、氢损伤、选择性腐蚀、腐蚀疲痨、应力腐蚀破裂等腐蚀过程的机理,判断防护措施的有效性,采取各种措施将腐蚀破坏的损失降到可忽略或可被接受的程度,都需要用电化学测试方法。

研究金属病蚀的电化学方法有(1)电势测量,(2)电流测量,(3)极化曲线法,(4)极化阻力技术,(5)交流阻抗法,(6)微分脉冲法,(7)动电势扫描法,(8)不均匀腐蚀电池的电化学测量法,(9)旋转园盘电极及盘环电极法,(10)微区扫描技术,(11)大气与土壤腐蚀中的电化学测量法等,限于篇幅,仅介绍下述两种方法。

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一、电势测量

金属的湿腐蚀主要是因腐蚀电池的两极区的电势不同而形成的腐蚀电池电动势造成的。例如,当两种不同金属在电解液中接触时,因金属的电势不同而形成了宏观电池造成接触腐蚀,而电化学保护是在外加电流下将所保护的构件的电势控制在一定范围,以达减缓腐蚀的目的。电势测量一般有两类:

(1)测量腐蚀体系的稳态自然腐蚀电势及电势随时间的变化。(2)测量金属的极化电势。测量腐蚀体系的稳态自然腐蚀电势的实质是测量金属试样与参考电极构成的电池电动势,采用测量电动势的方法(图1)。当有电流通过时,电极受到极化,此时必须用三电极法进行电势的测量(图2)。

金属试样在腐蚀介质中的电势,既受金属表面应力状态、光洁度、缺陷、斷面的边種、形状、表面膜等因素影响,也受溶液中离子浓度、通气状况、温度、搅拌等环境因素影响,这在测量和解释腐蚀电势时应给予重视。测量不同时间的腐蚀电势有利于弄清金属表面状态和腐蚀倾向。

二、极化曲线测量法

极化曲线是研究金属腐蚀的非常重要的方法,它可快速而准确的测量金属发生腐蚀的可能性、腐蚀速度及了解各种因素对腐蚀的影响。

①恒电流稳态法

恒电流稳态法可分用简单仪器和用恒电流仪两种,经典的稳态法测恒电流极化曲线的线路如图8,先测在不通电时的自然腐蚀电势Er,再用可变电阻调电流、测相应的电势,根据测得的- -系列电流~电势值,绘.制极化曲线(E~I、E~|II或E~1gI),就可制得阴或阳极极化曲线。

②恒电流暂态法

恒电流暂态法的测量线路如图9,测量时使受控的电源按预定的程序连续扫描,扫速据腐蚀体系的性质而定,若试件表面建立稳态的速度很慢,测电流扫描也应很慢,这可使测得的结果接近稳态法的结果。为了便于比较,往往采取统一规定的扫速,常应用翘低频示波器或x~y记录仪进行跟踪而自动记录动电流极化曲线。

暂态法优于稳态法,因暂态测量是在瞬间或数秒内完成,这可减少测量过程对电极过程的千扰(如智态测量中电极表面浓度变化不大,可减轻浓差极化影响,,可避免本体溶液中杂质对电极过程的干扰),暂态过程可反映电极过程的全貌,便于自动测量,故近年来暂态测量技术已广泛应用于腐蚀研究.的各个领域。

③从极化曲线求腐蚀速度

图14是将阳极极化曲线外延到与η= 0的直线相交,交点对应于腐蚀电流ik。图15是用阴极极化曲线求i的示意图。图16是从实测的阴、阳极极化曲线的直线外延,其交点对应于腐蚀电流i让r。这些将阴、阳极极化曲线外延到腐蚀电势而求腐蚀速度注的方法,称为Tafel直线外延法。

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