純鋁在中性NaCl溶液中的腐蝕研究.pdf

1、本論文研究了純鋁在中性NaCl溶液中的腐蝕,全分為兩部分: 第一部分用電化學(xué)阻抗譜(electrochemicalimpedancespectroscopy,ElS)技術(shù)結(jié)合掃描隧道顯微鏡(STM)，掃描電鏡(SEM)等現(xiàn)代測試手段對(duì)純鋁在中性氯化鈉溶液中的腐蝕機(jī)理進(jìn)行了研究。 ElS研究結(jié)果表明：在腐蝕反應(yīng)進(jìn)行的初試階段，在低頻率域(10mHz)得到的極化電阻(Rp)和雙電層電容(Cdl)同時(shí)增加，符合純鋁腐蝕初期氧化

2、膜生成過程的特征。隨著時(shí)間的延續(xù)，電極電位與Rp分別達(dá)到最大值說明：在表面氧化膜不斷生長的過程中，侵蝕性鹵素離子已經(jīng)開始進(jìn)攻純鋁的表面并逐漸通過擴(kuò)散達(dá)到其基體。同時(shí)，在整個(gè)的腐蝕過程中，該體系表現(xiàn)出兩個(gè)時(shí)間常數(shù)，高頻區(qū)域的時(shí)間常數(shù)代表包括氧化膜和反應(yīng)產(chǎn)物在內(nèi)的保護(hù)層，低頻區(qū)域的時(shí)間常數(shù)代表腐蝕過程中的擴(kuò)散以及腐蝕反應(yīng)中的快速過程。大量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明ElS特征與金屬樣品在腐蝕過程中表現(xiàn)的形貌特征有良好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，同時(shí)驗(yàn)證了點(diǎn)腐蝕的自加速過

3、程以及腐蝕過程中局部陽極周圍的區(qū)域在反應(yīng)中得到了適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)。 第二部分通過運(yùn)用快速傅立葉(FFT)、小波分析(Wavelet)等非線性數(shù)據(jù)處理方法并結(jié)合SEM等測試手段研究了純鋁在中性NaCl溶液中的電化學(xué)噪聲(electrochemicalnoise，EN)信號(hào)。FFT的分析結(jié)果表明：一方面電化學(xué)噪聲頻域曲線PSD(功率密度譜)的三個(gè)特征參數(shù)(W，fc，k)不能單獨(dú)正確的描述材料表面孔蝕的強(qiáng)度和趨勢。另一方面，在基于因次分析法

4、的基本原理和對(duì)材料腐蝕過程影響因素的分析發(fā)現(xiàn)：從電化學(xué)噪聲頻域曲線PSD的特征參數(shù)導(dǎo)出了能正確表征材料表面孔蝕強(qiáng)度和趨勢的兩個(gè)參數(shù)SE和SG，其中SE與孔蝕的強(qiáng)度有比較好的規(guī)律性。而SG在現(xiàn)階段工作中只能確定其數(shù)值范圍在5-20之間，其規(guī)律性在進(jìn)一步研究之中。 對(duì)EN信號(hào)的小波分析結(jié)果表明：不同階段的能量分布可以與腐蝕形貌進(jìn)行良好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。對(duì)于非穩(wěn)態(tài)腐蝕點(diǎn)的產(chǎn)生，可以利用D等級(jí)系列中較小等級(jí)的能量加以對(duì)應(yīng)。同樣，中間等級(jí)和較高