电化学噪声在腐蚀领域中的研究进展

电化学,材料学,腐蚀,电池,海洋

第27卷第2期2007年3月

腐蚀科学与防护技术

Vo.l19No.2Mar.2007

电化学噪声在腐蚀领域中的研究进展

胡会利,李宁,程瑾宁

1,2

1,2

2

1 哈尔滨工业大学应用化学系,哈尔滨150001;2 哈尔滨工业大学(威海)海洋学院,威海264209

摘要:综述了电化学噪声的起源和分类、测量方法、时域和频域分析以及小波分析;重点讨论了电化学噪声在金属腐蚀类型的判断、局部腐蚀特征、应力腐蚀、涂层性能评价、缓蚀剂的筛选和生物腐蚀等腐蚀领域中的应用研究进展,并提出了今后的研究方向.

关键词:电化学噪声;腐蚀;电化学测量;电化学噪声分析

中图分类号:TQ223.12 文献标识码:A 文章编号:1002 6495(2007)02 0114 05

AREVIEWONPROGRESSOFAPPLICATIONOF

ELECTROCHEMICALNOISEINCORROSIONSTUDY

HUHui li,LINing,CHENGJin ning

1,2

1,2

2

1 DepartmentofChemistryofHarbinInstituteofTechnology,Harbin150001;2 DepartmentofOceanofHarbinInstituteofTechnology,Weihai264209

Abstract:Theoriginandsorting,measuremen,ttimedomain analysis,frequency analysisandwaveleta nalysisofelectrochemicalnoisewerereviewedinthispaper.Theapplicationanddevelopmentofelectro chemicalnoiseinjudgmentofmetalcorrosions'type,featureoflocalcorrosion,stresscorrosion,evaluation

ofcoatingperformance,inhibitorscreeningandbiologicalcorrosionwerediscussedindetai.lThedevelop mentofENtechniqueinthefuturewasforecasted.

Keywords:electrochemicalnoise;corrosion;electrochemicalmethod;analysisofEN

目前,绝大部分的电化学测量技术都是通过在研究电极表面施加某一扰动信号,然后通过传输函数处理反馈信号,从而得到研究电极表面的各种电极反应信息[1].如果扰动信号比较大(如极化曲线),则导致在测量过程中数据失真,严重时甚至失去部分有用的信息.因此,采用无损的电化学测量方法及数学分析工具是该领域的研究者的追求目标之一.

电化学噪声(electrochemicalnoise,EN)测量的是电极表面电压或者电流随时间的变化情况,是一种原位的、无损的、无干扰的电极检测方法.因为电化学噪声能够揭示电化学体系的特征信息

[2]

和电流的自发变化.这种波动现象提供了大量的系统的演化信息,包括系统从量变到质变的信息[3].该噪声产生于电化学系统的本身,而不是来源于控制仪器的噪音或其它的外来干扰.1968年,Iverson研究双电极体系(腐蚀金属电极和Pt),首次观察到了金属电极的电位随时间的波动现象,并研究了Pt电极与多种研究电极之间的电化学噪声[4].

按噪声来源的不同,电化学噪声可以分为热噪声、散粒效应噪声和闪烁噪声三类:(1)热噪声,也称之为平带噪声或白噪声,是由研究电极中的自由电子的随机热运动而产生的,是最常见的一类噪声.自由电子的随机热运动产生随机电流,当它们流过导体的时候,则产生随机的电压波动.(2)散粒效应噪声,就是用子弹射入靶子时所产生的噪声命名的,因此,它又称为散弹噪声或颗粒噪声.对于电化学系统,散粒噪声是由于电极表面发生电极反应而产生的随机电流,该电流对局部的平衡有影响.热噪声和散粒噪声在时域内均服从高斯分布,它们主要影响频域谱中谱功率密度(PSD)曲线的水平部分.(3)闪烁噪声又称为1/fn噪声,n一般为1、2、4,也有取6或更大值的情况.对于电化学体系,闪烁噪声不但与流过被测体系的电流有关,而且与腐蚀电极的局部阴阳极反应有关.所不同的是引起散粒噪声的局部阴阳极反应,且外测电压,引起了人们的广泛关注,尤其在腐蚀领域,

电化学噪声已经逐渐应用于研究金属的腐蚀类型,腐蚀过程中的动力学行为,评价材料的耐蚀性和缓蚀剂等领域.

1电化学噪声概述

电化学噪声是指在电化学动力系统的演化过程中,系统的电学状态参量随时间发生随机的非平衡波动现象.所谓的波动是指,研究电极发生电极反应而引起的电极表面的电位

收稿日期:2005 12 10初稿;2006 04 06修改稿

作者简介:胡会利(1980-),女,讲师,博士生,研究方向为金属表面

处理与防护、电化学测量

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