电极面积对电化学噪声的影响

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腐蚀电化学噪声是腐蚀系统产生的一种电流、电位随机自发波动的现象。电化学噪声测试技术是一种原位、无损的金属腐蚀监测技术,现已逐渐成为腐蚀研究的重要手段之一,并得到日益广泛的应用。本文选择A3钢电极及中性NaCl溶液体系、NaHCO3+NaCl点蚀体系、NaNO2+NaCl的缓蚀体系,通过电化学噪声测量和多种噪声数据分析方法,研究了电极面积对电化学噪声的影响,主要结果如下:(1)A3钢电极在中性的NaCl溶液体系中,电流电位噪声的标准偏差σi、σv与电极面积S的关系为: lgσi= 0.465lgS-6.421; lgσv= -0.225lgS-3.373。噪声电阻Rn与面积的关系: lg Rn = -0.686lgS+2.925,且噪声电阻Rn、电荷转移电阻Rt、线性极化电阻Rp随面积的变化的趋势相同,其值相差不大具有可比性。从高频晶阶(d1)到低频晶阶(d8)电位的相对能量呈现出先减小后增大,且电极面积越大,各晶阶相对能量的最小值有从高频向中频移动的趋势。(2)在NaHCO3+Cl-点蚀体系中,电流电位噪声的标准偏差σi、σv与电极面积S的关系为: lgσi= 1.948lgS-8.604; lgσv= 0.246lgS-3.264。噪声电阻与面积的关系: lg Rn = -1.591lgS+5.272。电极面积对钝化状态及点蚀产生的几率有影响,同样的钝化时间内,面积越大可能钝化状态越差,点蚀产生的几率高。从高频晶阶(d1)到低频晶阶(d8)电位能量分布大面积电极较小面积电极的各晶阶能量分布更均匀。(3)对于两不对称电极在NaHCO3+Cl-点蚀体系中的EN测试,浸泡后期大面积探头出现阳极电流,出现点蚀坑,小面积没被腐蚀。用传统方法(标准偏差、噪声电阻)分析未得出规律性的结论。用于处理不对称电极的电化学噪声方法有待于进一步研究。(4)在缓蚀体系中,电化学噪声电阻Rn同用LPR与EIS测试得到的Rp、Rt具有对应性,三种方法得到的缓蚀率的变化范围相当,Rn可用于缓蚀性能的判别。EN可对于缓蚀效果进行连续实时的监测,灵敏地反应缓蚀剂的作用效果。较小面积的电极表面易被NaNO2氧化而生成更为牢固的钝化膜,缓蚀率η较大。总之,用电化学噪声监测腐蚀体系时需要选择适当的电极面积。
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