[發明專利]利用絲束電極表征鋁合金表面微區電偶腐蝕非均勻性的方法

有效

• 申請號: 201711131912.2
• 申請日: 2017-11-15
• 公開（公告）號: CN107860707B
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發明（設計）人: 鐘慶東;李謙;李育霖;黃哲瑞;肖晨;徐云祥;陳串
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: G01N17/02
• 分類號: G01N17/02;G01N17/00
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 顧勇華

1.一種利用絲束電極表征鋁合金表面微區電偶腐蝕非均勻性的方法，其特征在于,包括如下步驟：

a.將待測鋁合金試樣制備成直徑不大于1.5mm的一系列金屬絲，分別對金屬絲進行打磨，然后對金屬絲進行清洗，再為各金屬絲外部制作一層連續的絕緣層，僅使金屬絲的兩個端面為非絕緣表面，分別作為非工作端面和工作端面；

b.將在所述步驟a中制備的一系列金屬絲進行緊密排列，使任意相鄰金屬絲的間距不低于1mm，并將各金屬絲固定安裝于固定裝置上，組合形成金屬絲陣列，其中組成金屬絲陣列的各金屬絲的非工作端面分別焊接絕緣導線后引出，而對組成絲束電極的各金屬絲的工作端面依次進行打磨、清洗和干燥，將得到的緊密排列的金屬絲陣列的工作端面用于模擬整個待測金屬表面，作為絲束電極，備用；

c.將在所述步驟b中制備絲束電極放入電解池中，電解池中注入質量百分比濃度不高于3.5wt.%NaCl溶液，作為鋁合金基體的腐蝕液，用于模擬海洋腐蝕環境進行電化學試驗，使組成絲束電極的各金屬絲的工作端面浸入NaCl溶液中，并進行電化學測試，以判斷絲束電極表面腐蝕反應情況； 在電化學試驗過程中，用恒溫磁力攪拌器來模擬海水的流動，并設定轉子與絲束電極表面的垂直距離保持在80mm之上；控制海水的流動試驗條件在攪拌器的轉子轉速為0～700 r /min之間，控制NaCl溶液溫度為不低于25℃；進行絲束電極的電化學測試時，在絲束電極浸泡NaCl溶液中時，以飽和甘汞電極作為參比電極，利用陣列絲束電極電位電流掃描儀，進行表面電位/電流掃描，得到絲束電極端部表面電位與電流分布圖，對絲束電極端部表面電位電流信息進行監測；得到絲束電極端部表面局部腐蝕的產生、發展及變化關系，對鋁合金表面微區電偶腐蝕非均勻性進行表征評價，來模擬鋁合金基體的局部腐蝕非均勻性的特征；

另外將在所述步驟a中選用的鋁合金試樣為電化學試驗測量用的鋁合金基體，將鋁合金試樣的一面進行打磨、清洗和干燥，得到與在所述步驟b中制備絲束電極的工作端面的面積相同的鋁合金試樣工作端面，也將鋁合金試樣放入在所述步驟c中的電解池中，使鋁合金試樣工作端面浸入NaCl溶液中，對鋁合金片試樣在同等試驗條件下進行電化學試驗，以鋁合金試樣作為工作電極，以飽和甘汞電極作為參比電極，使用絲束電極電位電流掃描儀測出等面積大小的鋁合金試樣的工作端面在同等試驗條件下的極化曲線，控制掃描區間為-0.3~0.3V，掃描速率為0.5mV/s；將得到的絲束電極表面電位與電流分布狀態數據和鋁合金試樣的極化曲線數據進行對比分析，驗證絲束電極表面電位與電流分布狀態數據和鋁合金試樣的極化曲線數據的關系。

2.根據權利要求1所述利用絲束電極表征鋁合金表面微區電偶腐蝕非均勻性的方法，其特征在于：在所述步驟c中進行電化學試驗前，將絲束電極先在飽和Ca(OH)₂溶液中預鈍化至少6 h，然后再將絲束電極裝配到平板型電解池中，進行電化學試驗測量。

3.根據權利要求1所述利用絲束電極表征鋁合金表面微區電偶腐蝕非均勻性的方法，其特征在于：在所述步驟c中，由微機控制循環測量組成絲束電極的各金屬絲的開路電位以及偶接電流，控制電極掃描間隔設定為1～5s，每15min進行一次表面電位與電流的全掃描；表面電位掃描通過逐一測量絲束電極中的單根金屬絲電極的相對飽和甘汞電極的開路電位，表面電流掃描則通過零阻電流計測量任一單金屬絲電極W_j與其余99根相互短接的金屬絲電極所形成的整體電極W_R之間的偶接電流，其中j=1-100，j為絲束電極中的單根金屬絲電極的序數；采用電化學工作站絲束電極電位電流掃描儀測量電位電流，控制激勵正弦波幅值為10mV，于開路電位下進行掃頻范圍為100 kHz-0.01 Hz。

4.根據權利要求1所述利用絲束電極表征鋁合金表面微區電偶腐蝕非均勻性的方法，其特征在于：在所述步驟c中，控制海水的流動試驗條件分別為NaCl溶液靜止、NaCl溶液攪拌器的轉子轉速分別為300 r /min、500r/min、700 r /min。