典型金属早期点蚀行为的激光电子散斑干涉技术和电化学方法研究

来源 :南昌航空大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jessieharbin
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本文采用激光电子散斑干涉技术(ESPI),实时、原位监测了304L不锈钢在3.5%NaCl溶液、45钢和30CrMnSi在0.5mol/L NaHCO3溶液中极化时表面状态变化和点蚀行为。并将ESPI与电化学方法相结合,建立了激光电子散斑干涉法研究早期点蚀的实验方法。 采用ESPI检测点蚀产物的扩散浓度,其标定结果表明:ESPI可以检测100 ppm FeCl3溶液的扩散行为,并可检测与本体溶液浓度差大于0.5%的NaCl溶液的扩散行为,这表明ESPI可以用来研究金属早期点蚀产物扩散行为。 采用电化学方法研究了304L不锈钢在3.5%NaCl溶液中的点蚀行为。动电位极化测试结果表明,与浸泡前比较,浸泡48 h后不锈钢的钝化区由401 mV降低至372 mV变窄了29 mV,点蚀的极化电流增加了3 μA,表明304L不锈钢浸泡48 h后钝化性能下降。电化学噪声结果表明,304L不锈钢在浸泡24 h内,原始电化学噪声曲线、噪声电阻及频谱噪声电阻均出现小幅波动,电极表面处于诱导期;浸泡48 h至72 h阶段,电位与电流噪声波动幅度增大十倍以上,这时电极表面出现宏观蚀点,表明点蚀处于活化期。电化学阻抗谱研究表明,在点蚀诱导期,阻抗谱在低频下出现感抗成分,阻抗幅值有所下降,当点蚀诱导期向点蚀生长期转变时,阻抗谱上的感抗成分消失,浸泡72 h后,电极表面发生点蚀。以上实验表明,304L不锈钢在浸泡初期(0~24 h)处于稳定状态,在24~48 h时处于诱导期,在48~72 h处于活化期,浸泡72 h后,点蚀进入稳态发展期。 采用ESPI和动电位扫描法研究了45钢在0.05mol/L NaCl +0.5mol/L NaHCO3溶液中的点蚀行为。动电位结果表明:当极化到-0.15 V,极化电流为12.2 μA,且极化电流开始出现明显上升趋势,ESPI检测图上出现亮斑,表明在此时电极表面已经发生点蚀。 采用ESPI与电化学噪声方法,检测了30CrMnSi钢在0.05mol/L NaCl +0.5mol/L NaHCO3溶液中早期点蚀行为。研究结果表明,ESPI结果中的亮斑与电化学噪声曲线上电化学信号剧烈波动同时发生。由电化学噪声曲线分析可知,30CrMnSi钢在0.05 mol/L NaCl + 0.5 mol/L NaHCO3溶液中的点蚀过程可以分成三个阶段:孕育期(0~50 s)、萌生期(50~300 s)、活化期(300~512 s)。
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