重点实验室在金属结构材料点蚀的原位监检测技术方面取得了新进展

2021-01-13 14:59



       点蚀是金属结构材料最重要的局部腐蚀形式之一。由于点蚀的随机性和隐蔽性,如何原位监测其发生过程具有很大的挑战性。电化学噪声(EN)技术因其对点蚀早期的检测能力而备受关注,而探索合适的特征参数,建立特征参数与点蚀动态过程之间的关系,是应用EN技术原位监测点蚀的关键。近期实验室在国家自然科学基金面上项目的支持下,运用EN技术对碳钢在不同氯离子浓度溶液中的点蚀进行了原位监测,并采用瞬态形态分析、小波分析和定量递归分析(RQA)对EN信号进行了识别。发现碳钢点蚀过程中,出现四种典型的EN瞬态响应,分别对应于钝化、随机亚稳点蚀、过渡阶段和稳态点蚀阶段。小波分析的特征参数可以区分钝化和稳态点蚀的EN瞬态,但对随机亚稳点蚀和过渡阶段的EN瞬态分辨能力较差。结合RQA的递归率R和决定率D可以有效地监测点蚀的动态过程。钝化的EN瞬态具有较低的R和D值,接近于0;随机亚稳点蚀的R和D值均接近1;过渡阶段对应的R和D值分别小于0.1和0.9;稳态点蚀的R和D值分别接近0.2和1。D与R的比值可作为点蚀监测的判别因子:钝化和随机亚稳点蚀的平均值分别为1.88和1.63;过渡阶段和早期稳态点蚀阶段值逐渐增大到6左右;稳态点蚀后期,值略有下降至4.16。上述结果为在线监测金属结构材料点蚀发生和发展过程提供了有效途径。相关研究结果已发表于:Journal of Electroanalytical Chemistry, 879, 2020, 114776。


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碳钢在含氯离子溶液中点蚀形貌、原位EN监测及EN信号的小波分析和RQA分析 (a) 0.1 M NaCl  (b) 0.2 M NaCl



(核电材料腐蚀疲劳与检测研究组 供稿)




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