電化學(xué)測(cè)試方法在材料耐腐蝕實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用的非常廣泛
2019-12-06 15:25 ?瀏覽:次
電化學(xué)測(cè)量方法經(jīng)過(guò)近50年的發(fā)展,根據(jù)應(yīng)用的信號(hào)分類,可分為直流測(cè)試和交流測(cè)試,系統(tǒng)狀態(tài)分類可分為穩(wěn)態(tài)測(cè)試和瞬態(tài)測(cè)試。直流測(cè)試包括動(dòng)態(tài)電位極化曲線、線性極化法、循環(huán)極化法、循環(huán)伏安法、恒流/恒電位法等,交流測(cè)試包括阻抗測(cè)試和電容測(cè)試。穩(wěn)態(tài)測(cè)試方法通常包括動(dòng)態(tài)電位極化曲線、線性極化、循環(huán)極化、循環(huán)伏安法和電化學(xué)阻抗譜,而瞬態(tài)測(cè)試包括恒流/恒電位法、電流階躍/勢(shì)能ST。EP法和電化學(xué)噪聲法。在許多電化學(xué)測(cè)試方法中,動(dòng)電位極化法和循環(huán)極化法是最基本和最常用的方法。
根據(jù)材料的腐蝕電化學(xué)行為,可以將材料分為兩大類:活性溶解材料和鈍性材料。對(duì)于不同種類的材料,在評(píng)價(jià)其耐蝕性能時(shí)要采用不同的標(biāo)準(zhǔn)。
對(duì)于活性溶解行為的材料(鎂合金、碳鋼、低合金鋼等)來(lái)說(shuō),僅僅采用腐蝕電位(Ecorr)的高低來(lái)評(píng)價(jià)材料的腐蝕性能是不對(duì)的。這種錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)來(lái)源于僅僅關(guān)注了材料腐蝕的熱力學(xué)趨勢(shì),而忽略了材料的腐蝕動(dòng)力學(xué)特征。在評(píng)價(jià)活性溶解材料的耐蝕能力時(shí),首要的參數(shù)是腐蝕電流(icorr),腐蝕電流越小,材料的耐蝕性能越好,這是因?yàn)楦g電流是由材料的溶解所造成的。AZ91E和MEZ兩種鎂合金的極化曲線如圖7所示,從圖中可以看出:盡管MEZ合金的腐蝕電位遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于AZ91E合金,但是考慮到MEZ合金的腐蝕電流要明顯小于AZ91E合金,所以MEZ合金的耐蝕性能應(yīng)當(dāng)高于AZ91E合金,這一點(diǎn)從鹽霧腐蝕失重和金相觀察結(jié)果中都得到了證實(shí)。
只要當(dāng)兩種材料的腐蝕電流大體相同時(shí),腐蝕電位才是一個(gè)需要考慮的參數(shù),腐蝕電位越高,材料的耐蝕性能越好。舉一個(gè)例子可以有助于更好的理解這句話,圖8:當(dāng)電位為a時(shí),純鎂處在腐蝕電位,純鎂發(fā)生腐蝕;而AZ91D鎂合金則處在陰極狀態(tài),沒(méi)有發(fā)生腐蝕。當(dāng)電位為b時(shí),純鎂處在陽(yáng)極電位而發(fā)生嚴(yán)重的腐蝕;與之對(duì)比,AZ91D鎂合金則還處在陰極狀態(tài),沒(méi)有發(fā)生腐蝕。當(dāng)電位為c時(shí),純鎂和AZ91D鎂合金都處在陽(yáng)極電位下,但是AZ91D鎂合金的陽(yáng)極電流則明顯小于純鎂,此時(shí)AZ91D的腐蝕速度低于純鎂。從上述的三種典型的情況來(lái)看,AZ91D合金在各個(gè)電位下其溶解電流都小于純鎂,所以可以判斷AZ91D合金的耐蝕能力優(yōu)于純鎂。
根據(jù)以上討論,活性溶蝕材料的耐蝕性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)可歸納為:腐蝕電流的大小、腐蝕電流越小,材料的耐蝕性越好,腐蝕電流越高。租金越高,腐蝕電位越高,材料的耐蝕性越好。對(duì)于鈍化材料(鋁合金、鈦合金、不銹鋼、鎳合金、鋯合金),在評(píng)價(jià)該材料的耐腐蝕性時(shí),應(yīng)評(píng)估材料鈍化區(qū)的性能,而不是比較腐蝕電流和腐蝕電位。材料的這是因?yàn)椴牧峡梢员烩g化,所以在工程應(yīng)用過(guò)程中,人們都會(huì)將這些材料做鈍化處理后才使用。
總結(jié):如何評(píng)價(jià)鈍性材料的耐蝕性能有著三個(gè)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn): ? 擊破電位越高,材料的耐蝕性能越好; ? 維鈍電流越小,材料的耐蝕性能越好; ? 保護(hù)電位越高,材料的耐蝕性能越好;
根據(jù)材料的腐蝕電化學(xué)行為,可以將材料分為兩大類:活性溶解材料和鈍性材料。對(duì)于不同種類的材料,在評(píng)價(jià)其耐蝕性能時(shí)要采用不同的標(biāo)準(zhǔn)。
對(duì)于活性溶解行為的材料(鎂合金、碳鋼、低合金鋼等)來(lái)說(shuō),僅僅采用腐蝕電位(Ecorr)的高低來(lái)評(píng)價(jià)材料的腐蝕性能是不對(duì)的。這種錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)來(lái)源于僅僅關(guān)注了材料腐蝕的熱力學(xué)趨勢(shì),而忽略了材料的腐蝕動(dòng)力學(xué)特征。在評(píng)價(jià)活性溶解材料的耐蝕能力時(shí),首要的參數(shù)是腐蝕電流(icorr),腐蝕電流越小,材料的耐蝕性能越好,這是因?yàn)楦g電流是由材料的溶解所造成的。AZ91E和MEZ兩種鎂合金的極化曲線如圖7所示,從圖中可以看出:盡管MEZ合金的腐蝕電位遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于AZ91E合金,但是考慮到MEZ合金的腐蝕電流要明顯小于AZ91E合金,所以MEZ合金的耐蝕性能應(yīng)當(dāng)高于AZ91E合金,這一點(diǎn)從鹽霧腐蝕失重和金相觀察結(jié)果中都得到了證實(shí)。
只要當(dāng)兩種材料的腐蝕電流大體相同時(shí),腐蝕電位才是一個(gè)需要考慮的參數(shù),腐蝕電位越高,材料的耐蝕性能越好。舉一個(gè)例子可以有助于更好的理解這句話,圖8:當(dāng)電位為a時(shí),純鎂處在腐蝕電位,純鎂發(fā)生腐蝕;而AZ91D鎂合金則處在陰極狀態(tài),沒(méi)有發(fā)生腐蝕。當(dāng)電位為b時(shí),純鎂處在陽(yáng)極電位而發(fā)生嚴(yán)重的腐蝕;與之對(duì)比,AZ91D鎂合金則還處在陰極狀態(tài),沒(méi)有發(fā)生腐蝕。當(dāng)電位為c時(shí),純鎂和AZ91D鎂合金都處在陽(yáng)極電位下,但是AZ91D鎂合金的陽(yáng)極電流則明顯小于純鎂,此時(shí)AZ91D的腐蝕速度低于純鎂。從上述的三種典型的情況來(lái)看,AZ91D合金在各個(gè)電位下其溶解電流都小于純鎂,所以可以判斷AZ91D合金的耐蝕能力優(yōu)于純鎂。
根據(jù)以上討論,活性溶蝕材料的耐蝕性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)可歸納為:腐蝕電流的大小、腐蝕電流越小,材料的耐蝕性越好,腐蝕電流越高。租金越高,腐蝕電位越高,材料的耐蝕性越好。對(duì)于鈍化材料(鋁合金、鈦合金、不銹鋼、鎳合金、鋯合金),在評(píng)價(jià)該材料的耐腐蝕性時(shí),應(yīng)評(píng)估材料鈍化區(qū)的性能,而不是比較腐蝕電流和腐蝕電位。材料的這是因?yàn)椴牧峡梢员烩g化,所以在工程應(yīng)用過(guò)程中,人們都會(huì)將這些材料做鈍化處理后才使用。
總結(jié):如何評(píng)價(jià)鈍性材料的耐蝕性能有著三個(gè)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn): ? 擊破電位越高,材料的耐蝕性能越好; ? 維鈍電流越小,材料的耐蝕性能越好; ? 保護(hù)電位越高,材料的耐蝕性能越好;