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1、盐粒沉积对金属大气腐蚀过程的影响 大 气 腐 蚀 电 位 分 布 特 征 The Characteristics of Atmospheric Corrosion in Potential Distribution,实 验 方 法,电极材料： 10 *10mm2的锌片和纯铁片；逐级抛光直至光洁镜面。 无机盐颗粒试剂： NaCl，Na2SO4，KCl等使用分析纯试剂。为了准确测定微小颗粒，使用研钵研碎无机盐，然后在宽视场显微镜下选择一个合适的盐粒，并测定其直径。 湿度和温度：实验箱内的湿度采用自制的湿度控制装置以流动方式控制实验箱内的湿度，通过传感器由计算机显示记录 。 仪器设备： 自行研制的S
2、KP-98 MODEL KELVIN探头参比电极装置。由使用LABVIEW平台编制的KPSCANNER软件,该系统电位分辨率为1-3mV，扫描分辨率为1m，测定速率为5点/秒。这是一台高性能KELVIN探头测定装置，测定具有一万个数据的电位图谱仅用40分钟。该装置可定时多次按预设的参数自动进行测定和数据存储。 测定方法： 测定时将选定的无机盐粒放置在抛光好的金属电极中心。并将其安装到电极座上。调整电极座到合适的高度。细心调节探头尖端在电极上方合适的位置。 数据处理： 测定数据由surfer三维图形软件进行处理。,Fig.1 Kelvin 探头测试装置结构图,Fig.2 Kelvin探头 测试箱
3、体部分,Fig.3 Kelvin探头信号采集与系统控制软件,结 果 与 讨 论,双金属偶合电极的电位分布图谱 Na2SO4微粒沉积锌电极表面的电位分布特征 NaCl微粒沉积锌电极表面的电位分布特征随时间的变化 NaCl微粒沉积铁电极表面的电位分布特征 KCl微粒沉积锌电极表面的电位分布特征 无机盐性质对电位分布的影响 相对湿度与干湿循环对无机盐沉积金属表面电位分布的影响 无机盐沉积金属表面电位分布与形貌分布的相关性 无机盐沉积金属表面电位分布与元素分布的相关性 无机盐沉积金属表面电位分布与化学分布的相关性 大气腐蚀的发生过程的金属表面电位分布模型,1. 双金属偶合电极的电位分布图谱,Fig.4
4、 铜-锌偶合电极的电位分布扫描图谱。,2. Na2SO4微粒沉积锌电极表面的电位分布特征,Fig.5 Na2SO4微粒沉积锌电极表面的电位分布图谱。,200 160 120 80 40 0 -40 -80 -120,3. NaCl微粒沉积锌电极表面的电位分布特征随时间的变化,Fig.6 氯化钠颗粒沉积锌电极在0小时，相对湿度40%时的电位分布图谱。,Fig.7 氯化钠颗粒沉积锌电极在48小时，相对湿度90%时的电位分布图谱。,Fig.8 氯化钠颗粒沉积锌电极在50.67小时，相对湿度90%时电位分布图谱。,Fig.9 相对湿度为40%时低碳钢电极上存在NaCl颗粒时 在起始阶段的电位分布图谱。
5、,4. NaCl微粒沉积铁电极表面的电位分布特征,Fig.10 低碳钢电极上存在NaCl颗粒，保持相对湿度85%达7.5小时的电位分布图谱。,Fig.11 低碳钢电极上存在NaCl颗粒，保持相对湿度85%达50.5小时的电位分布图谱。,Fig.12 低碳钢电极上覆盖着铁锈，在122.5小时降低相对湿度到40%时的电位分布图谱。,Fig.13 124.5小时在40%湿度下除去铁锈后，在表面滴一小水滴后测定的电位分布。,Fig.14 在145小时，再提高湿度到90%后测定的电位分布。,Fig.15 放置KCl颗粒的锌电极在湿度为6%时的电位分布。,5. KCl微粒沉积锌电极表面的电位分布特征,Fi
6、g.16 锌+NaCl体系提高湿度到92%后1.2小时测定的电位分布图谱。,Fig.17 锌+NaCl体系保持湿度92%在23.33小时后测定的电位分布。,Fig.18 锌+NaCl体系保持湿度92%在27小时后测定的电位分布,6. 无机盐性质对电位分布的影响,20C时NaCl, NaCl和KCl的与其饱和 溶液平衡的相对湿度RHOSS为: NaCl 76.5% Na2SO4 93% KCl 86.5%,7. 相对湿度与干湿循环对无机盐沉积金属表面电位分布的影响,Fig.19 火山型电位分布 图谱中的特征电位: EP: 峰电位; EB: 谷电位; EM: 基体电位; NaCl/Zn,90%,5
7、0hr.,Fig.20 NaCl/Zn电位图谱特征电位EP,EM和 EB随湿度的变化.,Fig. 21 NaCl/Zn电位图谱特征电位EP , EM and EB 随干湿循环的变化. A:6%RH; B:88%RH; C:6%RH; D:92%RH; E:6%RH; F:92%RH.,Fig.22 NaCl/Zn电位图谱峰电位EP 和 谷电位 EB 的差值随干湿循环次数的变化.,8. 无机盐沉积金属表面电位分布与形貌分布的相关性,Fig.23 NaCl/Zn腐蚀体系的电位分布图谱和形貌分布 图谱的比较.,9. 无机盐沉积金属表面电位分布与元素分布的相关性,Fig.24 NaCl/Zn腐蚀体系的
8、电位分布图谱和元素分布图谱的比较.,10. 电位分布与化学分布的相关性,Fig.25 不同种类的的化合物分布于不同的电位环形区域，与Evans的盐水滴腐蚀环实验极为相似。,B : ZnO, ZnCl2 P : Zn(OH)2, ZnCO3 , KOH, K2CO3 S : Zn2OCO3 M: Zn,11. 金属大气腐蚀发展过程的电位分布模型,Fig.26 低湿度下无机盐粒未吸收水气时的电位分布。,Fig.27 高湿度下无机盐开始吸收水汽时的电位分布。,Fig.28 高湿度下无机盐吸收水汽并吸收氧气和二氧化碳，形成氧化物和碳酸盐后的电位分布。,结 论,无机盐颗粒沉积金属表面电位分布特征 1）.
9、 清洁金属表面电位分布平坦，随湿度变化较小。 2）. 腐蚀金属表面电位分布具有干态惰性。 3）. 大气腐蚀发生于相对湿度高于在金属表面沉积无机盐饱和 溶液的相对湿度。 4）. 沉积无机盐的清洁金属表面电位分布发展过程为： 第一阶段为平坦型;第二阶段为深谷型;第三阶段为火山型. 5）. 大气中金属腐蚀的电位分布响应与金属表面沉积无机盐颗 粒的大小，吸湿性能，金属表面氧化膜的存在密切相关。 6）. 无机盐颗粒诱发的腐蚀电位分布与腐蚀区域的形貌分布， 元素分布，化学分布， 离子分布密切相关。 7）. 无机盐颗粒诱发大气腐蚀的作用在于吸收水汽，改变金属表面均 匀电位分布为不均匀电位分布，分离阴极区和阳极区，从而构成 短路腐蚀电池。,
