WF-Ⅱ型微区电位分布测定仪

本工作是在WFI型微区电位分布测定仪研制成功的基础上。对测量系统中的自动机械扫描装置和一些电路单元作了改进和完善。采取了平面微电极扫描和步进电机驱动,使得实验样品的预处理和微参比电极的调整方便,并为与微计算机联接,实现金属表面微区电位分布和电流密度分布的在线测量打下基础。     

金属氢氧化物电沉积过程电极/溶液界面pH变化的原位研究

采用自制的界面pH测量复合装置,原位研究了不同沉积电位下Ni（OH）2电沉积过程中电极/溶液界面pH的动态变化.实验结果表明,阴极过电位对电极表面pH变化起着至关重要的作用,同时电极表面沉积物使得界面微化学环境更加复杂.当阴极表面施加一定电位后,电极/溶液界面pH值快速上升后达到平衡,且阴极过电位越大,达到平衡pH值的时间越短,界面pH值越高.并结合界面pH值变化和Ni（OH）2相关热力学数据,讨论了阴极表面金属氢氧化物电化学沉积机理.     

环氧树脂对混凝土中钢筋抗腐蚀性行为的电化学研究

用4×4阵列丝束电极模拟研究了混凝土中钢筋的腐蚀,将钢筋混凝土做不同的涂层处理:空白、铁丝表面涂抹树脂、混凝土表面涂抹树脂.通过测量铁丝的自腐蚀电位,研究不同涂层方式对混凝土防腐方面的影响.实验结果表明:只在混凝土表面涂抹树脂是最好的保护方式,它可以使钢筋的腐蚀电位一直处于钝化范围内,从而保证了钝化膜的完整性.这一结果对防止沿海地区和冰雪融化剂的氯离子对混凝土的破坏作用有意义,同时可应用于有杂散电流作用的混凝土结构物的防腐蚀.     

LAPS对溶液pH值二维分布测量的研究

本文主要讲述了利用LAPS(Light-addressable Potentiometric Sensors)对溶液pH值分布进行测量的理论依据和实验分析。通过光照传感器表面不同的位置，可以得到取决于表面电位的光电流．所以通过扫描光点可以得到传感器表面的电位分布，从而画出溶液pH值二维分布的灰度图。     

砂岩表面Zeta电位测定探讨

用固体表面Zeta电位仪测量了目标岩石表面Zeta电位随pH值的变化情况,结果表明:目标岩石表面Zeta电位测定的pH值适宜范围为7~10,这是因为pH值小于7时溶液会与岩石表面发生化学反应,pH值大于10时,溶液也会与岩石表面含铝的成分发生化学反应.对Zeta电位测定前样品的处理方法进行了初步探讨.结果表明:用NaOH溶液处理过的样品Zeta电位测定值重复性较好.     

模拟混凝土孔溶液中有机阻锈剂对钢筋的保护作用

为了更好地量化和表征钢筋混凝土阻锈剂的作用效果及机理,对模拟混凝土孔溶液中钢筋电极的电化学行为及表面元素分布进行了研究.通过线性极化、电化学阻抗谱等测试对羧酸铵作为混凝土中钢筋阻锈剂的效果进行了评价,并通过X射线光电子能谱(XPS)测试分析了不同溶液中钢筋表面元素组成的差异,分析了阻锈剂分子对钢筋保护的作用机理.研究表明,钢筋电极在含阻锈剂及仅含NaCl的模拟混凝土孔溶液中相比,电荷转移电阻显著提高,表面裸露零价铁的含量也有明显减少.这证明羧酸铵能显著减少碱性环境中氯盐对钢筋钝化膜的破坏,从而对钢筋混凝土的提高起到良好的保护作用.     

基于分形理论的锈蚀钢筋表面轮廓分布特征

为了更准确地表征锈蚀钢筋的表面轮廓分布特征,利用分形理论的结构函数法推导出锈蚀钢筋截面直径的分形维数与尺度系数的计算模型.从受氯盐侵蚀的混凝土梁试件中获取4根不同锈蚀率的钢筋试样,利用千分尺测量钢筋的截面直径,并进行统计,研究其分布规律.统计结果表明:锈蚀钢筋截面直径不拒绝正态分布、对数正态分布和威布尔分布;利用所得模型计算出锈蚀钢筋截面直径的分形维数与尺度系数,其分形维数与钢筋的锈蚀率成正相关关系.结合分形维数和尺度系数定义的特征参数,可以实现锈蚀钢筋表面轮廓绝对测量与相似测量的统一,有助于更为准确地表征锈蚀钢筋的表面轮廓.     

局部腐蚀微区电化学测试技术的研究(Ⅱ)——微区测试用钨电极的研究

在局部腐蚀微区中,金属离子水解而造成PH下降的事实虽已由不少研究工作证实,但因研究技术上的困难,这方面原位的、定量的测量数据尚不充分,现在的数据多为模拟实验提供。本文把生理学上曾得到应用的钨电极引入局部腐蚀中来,较为系统地究究了钨电极的电位与溶液pH值的线性关系,钨电极的电位随温度、时间的变化,以及腐蚀介质和某些腐蚀研究中常见的离子对钨电极的电位的影响。证明:在PH值为0.5～5.0的范围内,钨电极的电位与溶液PH值有良好的线性关系:EP= a×pH。式中a、b为与电极表面状态有关的常数,但a的数值一般在f_0mv/pH左右。温度系数<2mv/度。Cl~-、SO_4~(2-)、NH_4~ 、Na~ 、Mg~(2 )、Mn~(2 )、Zn~(2 )、Al~(2 )、Ni~(2 )对测定干扰很少,Cr~(3 )及Fe~(3 )在浓度不大时干扰也较小,因此钨电极与微参比电极配合,可以应用在局部腐蚀的微区测量中。     

局部腐蚀微区电化学测试技术的研究(Ⅰ)——微参比电极和微氯离子选择电极的研究

性能良好、实用的微电极是进行微区电化学测试不可缺少的工具。为对局部腐蚀微阳极区域内的电化学状态及溶液组成进行原位、定量的测试,本文较为系统的研究了微氯化银参比电极的制作及电位随时间、温度的变化;研究了微氯离子选择电极的制作及电位与溶液中氯离子活度a_(c1)-的关系,电位随时间、温度的变化以及介质中某些常见离子对选择电极电位的影响。实验证明,当量浓度氯化银微参比电极及微氮离子选择电极用于局部腐蚀微区的测试是可行的。     

阳离子类型对钢筋腐蚀临界氯离子浓度的影响

采用饱和Ca(OH)2溶液和水泥浸泡液2种混凝土模拟孔溶液,选用NaCl,KCl,MgCl2和CaCl2等4种氯盐,通过逐级添加氯盐方式腐蚀钢筋,以半电池电位法测得的自腐蚀电位和电化学阻抗技术测得的腐蚀电流密度分别判定钢筋起始腐蚀对应的临界氯离子浓度.研究结果表明:阳离子类型对钢筋腐蚀的临界氯离子浓度有明显影响;在饱和Ca(OH)2溶液中,Mg2+和Ca2+降低了钢筋腐蚀的临界氯离子浓度;在水泥浸泡液中,Mg2+和Ca2+则提高了钢筋腐蚀的临界氯离子浓度;在2种混凝土模拟孔溶液中,同价阳离子的临界氯离子浓度相同.     

若干无机缓蚀剂对混凝土中钢筋的阻锈作用

通过含NaCl介质溶液的浸泡实验,利用电化学实验检测技术,观测和比较了NaNO2等8种无机缓蚀剂添加于混凝土中对钢筋的阻锈作用,结果表明,在本实验条件下,NaNO2等缓蚀剂对钢筋明显的阻锈作用,在pH=9.50％,含10％NaCl的混凝土模拟液中,外加NaNO2后,混凝土中钢筋的腐蚀电位正移,腐蚀电流可下降至未加缓蚀剂的1／6,缓蚀剂的加入不同程度地提高了钢筋耐点蚀的性能。     

Pitting corrosion resistance of a novel duplex alloy steel in alkali-activated slag extract in the presence of chloride ions

In this study, two types of reinforcing steels (conventional low-carbon steel and a novel duplex alloy steel with Cr and Mo) were exposed to chloride-contaminated extract solutions (ordinary Portland cement (OPC) extract and alkali-activated slag (AAS) extract) to investigate their pitting corrosion resistance. The results confirm that the pitting corrosion resistance of the alloy steel is much higher than that of the low-carbon steel in both extract solutions with various NaCl concentrations. Moreover, for each type of steel, the AAS extract contributes to a higher pitting corrosion resistance compared with the OPC extract in the presence of chloride ions, likely because of the formation of flocculent precipitates on the steel surface.     

化学-力学耦合作用下混凝土内钢筋蚀坑的演化及分布规律

基于概率与统计知识,对化学-力学耦合作用下钢筋蚀坑的演化及其分布进行研究.结果表明氯盐侵蚀下钢筋蚀坑的演化可分为3个阶段:微观非稳态点蚀形核、细观亚稳态蚀坑、宏观稳态蚀坑.单一氯盐腐蚀作用下形成的宏观稳态蚀坑深度相对较小,而拉应力的引入将加剧钢筋表面化学/物理性质的不均匀,从而导致宏观稳态蚀坑深度较大.在氯盐及其与拉应...     

304 L不锈钢焊缝在混凝土模拟孔隙液中的点蚀行为

采用动电位极化曲线、电化学阻抗谱、Mott-Schottky曲线等电化学方法研究了以308 L为焊丝的304 L不锈钢焊接接头在不同氯离子含量的混凝土模拟孔隙液中腐蚀行为和电化学规律。随Cl-增加,304 L不锈钢焊接接头的三个区域(母材、焊缝和热影响区)在混凝土模拟孔隙液中的自腐蚀电位、点蚀电位及电荷转移电阻降低,钝化膜中载流子密度和焊接接头的点蚀坑数量增加。在同浓度的腐蚀溶液中,308 L的焊缝区域耐蚀性最佳,热影响区次之,304 L基体表现出低的电荷转移电阻和高的掺杂浓度使得母材的耐蚀性最差。     

Passivation method of 317L stainless steel used in medicine

The electrochemical performance of 317L stainless steel used in medicine under different conditions of passivation (different contents of HNO3 solution, different passivation time and different passivation temperatures) was studied. The results show that the pitting potential of 317L stainless steel used in medicine can reach about 1.0 V (SCE) when electrochemically tested in 0.9% NaCl solution after the steel was passivated in 30% HNO3 solution at 35℃ for 6 h, which indicates that the passivation film has a relatively strong resistance to corrosion. The results also show that the corrosion resistance of the passivation film on the surface of 317SS can be increased after suitable amount of K2Cr2O7 is added into HNO3 passivation solution.     

20#碳钢管道内沉积物对腐蚀行为的影响

 塔河油田地面原油集输金属管道主要材质为20^#碳钢。地面原油集输金属管道腐蚀主要为内壁点蚀,点蚀区域存在有沉积物。为研究沉积物对地面原油金属集输管道的腐蚀行为的影响,在对管道内壁沉积物类型分析的基础上,通过将无、有沉积物覆盖的20^#碳钢试片挂入高压釜来模拟现场腐蚀实验,应用失重法分析、电位极化曲线测试、丝束电极测试及扫描电镜技术对无沉积物覆盖的20^#碳钢试片及有沉积物覆盖下的20^#碳钢试片的腐蚀失重速度、腐蚀过程、腐蚀电位分布及扫描电镜特征进行测试。分析表明：无沉积物覆盖区20^#碳钢相比有沉积物覆盖腐蚀失重速度小;两者腐蚀过程均受阴极扩散控制,后者阳极过程受到促进,腐蚀电位降低、耐蚀性变差;前者腐蚀电位分布随时间变化不大,以全面腐蚀为主,后者腐蚀电位分布随时间变化大,点蚀特征明显,建立了无、有沉积物覆盖的20^#碳钢腐蚀行为影响过程模型。     

20CrMnTi齿轮钢的点蚀敏感性及裂纹萌生风险

利用弱腐蚀倾向的溶液环境,控制20CrMnTi钢产生有限的亚稳态蚀点分布.运用电化学噪声法,研究了20CrMnTi钢亚稳态蚀点的萌生规律,结合ANSYS有限元计算,导入真实腐蚀形貌,对比研究了不同腐蚀条件下蚀孔周边的应力分布与裂纹萌生风险.结果表明,20CrMnTi具有较高的点蚀敏感性,其亚稳态蚀点集中在杂质相边缘优先形核,随Cl-浓度的升高,点蚀孕育期明显缩短,点蚀敏感性增大.不同Cl-浓度下引起的形核速率上升会缩短蚀点间距,表面微裂纹易连接蚀点而发生扩展,增大裂纹萌生风险.     

Study on pitting process of 316L stainless steel by means of staircase potential electrochemical impedance spectroscopy

Pitting corrosion of 316L stainless steel in NaCl solution was investigated by means of staircase potential electrochemical impedance spectroscopy (SPEIS). The investigation focused on the transition of stainless steel from the passive state to pitting corrosion. Based on the evolution of electrical parameters of the equivalent electrical circuit, it is suggested that the most probable mechanism of pit creation is the film breaking model. The result demonstrates that staircase potential electrochemical impedance spectroscopy is an effective method for the investigation of pitting corrosion.     

支持向量回归预测不锈钢的点蚀电位

点蚀是不锈钢的主要腐蚀类型之一, 常用点蚀电位来评价不锈钢腐蚀的难易程度. 点蚀电位会受到多方面因素的影响. 基于不锈钢的元素成分和工艺参数, 采用支持向量回归(support vector regression, SVR)算法建立了预测点蚀电位的模型. 结果表明: 独立测试集的相关系数达到 0.97, 均方根误差(root mean square error, RMSE)仅为 0.07; 通过 Pearson 相关分析和敏感性分析, 元素 Cr、Mo 的含量和温度对点蚀电位的影响较大; 当存在少量稀土元素时可以提高不锈钢的抗腐蚀能力.