[發(fā)明專(zhuān)利]利用絲束電極表征鋁合金表面微區(qū)電偶腐蝕非均勻性的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711131912.2
• 申請(qǐng)日: 2017-11-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107860707B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鐘慶東;李謙;李育霖;黃哲瑞;肖晨;徐云祥;陳串
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01N17/02
• 分類(lèi)號(hào): G01N17/02;G01N17/00
• 代理公司: 上海上大專(zhuān)利事務(wù)所(普通合伙) 31205
• 代理人: 顧勇華

本發(fā)明公開(kāi)了一種利用絲束電極表征鋁合金表面微區(qū)電偶腐蝕非均勻性的方法，采用新電化學(xué)檢測(cè)手段，利用絲束電極表征鋁合金表面微區(qū)腐蝕情況及對(duì)于腐蝕溶液的抑制作用，目前有關(guān)流體對(duì)電偶腐蝕非均性的影響研究還鮮有報(bào)道。本發(fā)明采用絲束電極研究鋁合金之在模擬流動(dòng)海水中的電偶腐蝕行為。結(jié)果表明：靜止條件下碳鋼表面大部分區(qū)域表現(xiàn)為陽(yáng)極電流，小部分為陰極電流；隨流速增大，陽(yáng)極區(qū)域擴(kuò)大至整個(gè)表面，表現(xiàn)為全面腐蝕，且非均勻程度有所增加；腐蝕形貌觀察表明，靜止條件下鋁合金表面大部分發(fā)生腐蝕，而處于陰極區(qū)的絲束沒(méi)有明顯銹蝕；流動(dòng)條件下表面覆蓋較厚的黃褐色銹蝕，其結(jié)果與絲束電極的電流分布一致，證明了電偶腐蝕過(guò)程中的非均勻性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種金屬腐蝕檢測(cè)與評(píng)定的方法，特別是涉及一種鋁合金在海洋環(huán)境中的腐蝕檢測(cè)與評(píng)定的方法，還涉及一種金屬耐腐蝕性能影響的高通量檢測(cè)方法，應(yīng)用于金屬電化學(xué)微觀測(cè)試處理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

絲束電極(WireBeamElectrode，WBE)也稱(chēng)陣列電極，是一種介于常規(guī)電化學(xué)方法與微區(qū)掃描探針技術(shù)之間的電化學(xué)技術(shù)。由一系列排列規(guī)則、彼此絕緣的微電極組成，每個(gè)微電極都有單獨(dú)引線，代替了傳統(tǒng)的大面積金屬電極，通過(guò)測(cè)量單個(gè)微電極對(duì)應(yīng)區(qū)域的腐蝕電位、電流密度分布特征來(lái)研究整個(gè)金屬界面電化學(xué)腐蝕過(guò)程的不均一性。通常絲束電極技術(shù)用于測(cè)量金屬與其他有機(jī)、無(wú)機(jī)材料相界面腐蝕電位、電流的二維分布，有助于進(jìn)一步研究金屬表面復(fù)合相本身的不均勻性、腐蝕產(chǎn)物在復(fù)合相內(nèi)傳輸過(guò)程、缺陷分布及金屬基與復(fù)合材料界面腐蝕破壞的發(fā)生、發(fā)展過(guò)程與機(jī)理，彌補(bǔ)了常規(guī)電化學(xué)方法只能測(cè)量界面統(tǒng)計(jì)平均值的不足。

近幾年也有學(xué)者將絲束電極技術(shù)發(fā)展到防銹油膜和防銹劑對(duì)金屬腐蝕防護(hù)性能影響的研究中。蔣漢贏等將防銹油膜均勻的涂在絲束電極表面，在每個(gè)電極上施加相同的電信號(hào)，從而獲得不同部位的電化學(xué)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)油膜的防護(hù)性能快速、定性評(píng)價(jià)。黃福川在研究防銹劑的添加量對(duì)防銹油膜不穩(wěn)定性的影響中也應(yīng)用到絲束電極能夠測(cè)量區(qū)間電位分布不均勻性的特點(diǎn)。

絲束電極(WBE)技術(shù)是介于這兩種方法之間的電化學(xué)測(cè)試方法，絲束電極是由一系列按矩陣排列、彼此絕緣的金屬絲組成工作電極，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的整個(gè)大面積電極。相比傳統(tǒng)電極不僅能提供總體電化學(xué)參數(shù)還能測(cè)出不同位置電位、電流密度分布及差異等信息。目前，在耐腐蝕涂層尤其是金屬合金耐腐蝕方面研究仍然較少，目前有關(guān)流體對(duì)電偶腐蝕非均性的影響研究還鮮有報(bào)道，還沒(méi)有利用絲束電極表征金屬表面微區(qū)腐蝕特性的文獻(xiàn)記載。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于克服已有技術(shù)存在的不足，提供一種利用絲束電極表征鋁合金表面微區(qū)電偶腐蝕非均勻性的方法，實(shí)現(xiàn)了電化學(xué)方法和絲束電極在局部腐蝕研究中的聯(lián)合應(yīng)用，將絲束電極應(yīng)用于鋁合金表面微區(qū)腐蝕的有效表征手段和電化學(xué)測(cè)試方法，屬于電化學(xué)微觀測(cè)試處理技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明能準(zhǔn)確獲得電極表面電化學(xué)參數(shù)分布信息，對(duì)絲束電極表面平整度要求不高，掃描速度快，數(shù)據(jù)同步性高，并且其測(cè)控系統(tǒng)具有測(cè)量精度和可靠性高、通用性強(qiáng)、自動(dòng)化程度高、便于連續(xù)監(jiān)測(cè)等特點(diǎn)。本發(fā)明對(duì)于鋁合金在海水中應(yīng)用具有重要的指導(dǎo)作用，本發(fā)明是一種有效的金屬腐蝕檢測(cè)與評(píng)定的方法，適用于金屬在海洋環(huán)境中的腐蝕，對(duì)鋁合金抵抗局部腐蝕的能力進(jìn)行評(píng)價(jià)，適用于鋁合金材料性能檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種利用絲束電極表征鋁合金表面微區(qū)電偶腐蝕非均勻性的方法，包括如下步驟：

a.將待測(cè)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(duì)金屬絲進(jìn)行打磨，然后對(duì)金屬絲進(jìn)行清洗，再為各金屬絲外部制作一層連續(xù)的絕緣層，僅使金屬絲的兩個(gè)端面為非絕緣表面，分別作為非工作端面和工作端面；作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，分別用200#、400#、800#、1000#、2000#砂紙依次對(duì)金屬絲進(jìn)行打磨，然后采用丙酮和乙醇對(duì)金屬絲進(jìn)行清洗，再采用絕緣漆浸漬金屬絲，為各金屬絲外部制作一層連續(xù)的絕緣層；要達(dá)到絕緣層結(jié)構(gòu)致密程度為，在對(duì)絕緣層結(jié)構(gòu)放大800倍觀測(cè)沒(méi)有孔洞及裂紋；