应变和极化协同作用下裂纹尖端阳极溶解行为

金属材料在服役过程中,其表面裂纹的尖端会因受到应力作用而优先发生局部塑性变形;加之极化的共同作用,其与裂纹以外区域在腐蚀行为和腐蚀速率方面存在明显差异。本文使用自主设计的原位加载台,与扫描振动电极技术(SVET)和电化学工作站相结合,深入研究了酸性NaCl溶液中316L不锈钢裂纹尖端在应变和极化协同作用下的阳极溶解行为。结果表明:裂纹尖端是应力集中区,应变会导致裂纹尖端的钝化膜破裂及金属局部的快速阳极溶解。当金属处于开路电位或较低阳极极化电位下时,裂纹尖端新暴露的金属表面能快速钝化,导致总电流短暂上升然后迅速下降。在较高的阳极极化电位下,即使该电位处于316L不锈钢的钝化区,新暴露的金属表面也不能再次钝化,导致裂纹尖端局部位置持续的阳极溶解。在点蚀电位以上,316L表面会发生点蚀,由于应变新暴露的金属表面也不能再次钝化,导致裂纹尖端局部位置和点蚀处均为样品表面持续的阳极溶解区。

纯铝在强碱溶液中阳极溶解的电化学阻抗谱解析

依据曹楚南提出的法拉第导纳表达式,拟合了纯铝在强碱溶液中的阳极溶解过程的电化学阻抗谱,并据此提出了这一反应进行的机理.结果表明,阻抗谱中的低频容抗弧是由表面裸露的Al转变为中间产物Al(OH)ads的反应引起的,而中频感抗弧则由Al(OH)ads转变为Al(OH)3,ads的反应引起.法拉第导纳的时间常数τ1和τ2的物理意义是物种Al(ss)和Al(OH)ads在单位表面活性位上的转化时间.τ1>0和τ2>0是符合稳定性条件的,也能够满足Kramers-Kronig转化的必要条件.g1和g2是与物种Al(ss)和Al(OH)ads在电极表面的覆盖密度随电位E变化有关的参数,由g1<0可知随电位升高,纯铝表面的活性位面积减小.

含H_2S的硫酸溶液中Cl^-对铁阳极溶解的影响

应用电化学动电位扫描方法研究了在含低浓度H2 S的硫酸溶液中Cl- 对铁阳极溶解的影响。采用量子化学计算方法 (CNDO/2 ) ,得到了Cl- 与HS- 在电极表面吸附的稳定形态 ,优化计算了阳极电位下Cl- 与HS- 竞争吸附的总能量、结合能和Fe原子净电荷分布。结果表明 ,一定浓度的Cl- 可在电极表面阳极区稳定吸附 ,从而降低HS- 的界面浓度 ,抑制铁的阳极反应 ;Cl- 达到饱和吸附后 ,铁溶解反应途径发生改变 ,此时Fe(Cl- ) ads作为吸附中间物促进阳极反应 ;Cl- 作用转化的临界浓度为 1mol/L。

表面部分成膜金属阳极溶解模型及其振荡与混沌行为

提出了金属表面生成ＭＯＨ和ＭＯ两种膜的阳极溶解过程反应模型，导出了溶解反应动力学方程．对溶解过程中反应物浓度和表面覆盖度等系统状态变量的不动点进行了线性稳定性的分析，研究了不动点的稳定性．对模型的状态变量全局运动状态和行为进行了计算机模拟，研究了其中的振荡行为，分析了反应参数对动力学行为的影响．结果表明：模型中存在膜的生成与溶解导致溶解过程的复杂化，该动力学模型呈现十分丰富的振荡和混沌行为，反应速率常数的改变导致反应物由稳态至非稳态的变化，呈现出溶解离子浓度和表面膜覆盖度的周期性及非周期性振荡，非周期性振荡具有混沌的特性．探讨了溶解过程中物质浓度、ＭＯＨ（ａｄ）和ＭＯ（ａｄ）的覆盖度随时间变化的动态特征，分析和讨论金属阳极溶解过程中基本规律．成膜过程中ＭＯ（ａｄ）、金属基体Ｍ和反应生成ＭＯＨ（ａｎ），构成反应过程中的反馈，表征为反应中存在非线性及多种耦合作用．模型中动力学速率常数等参数改变，使得耦合在适当的条件下得到强化，这是复杂振荡产生的主要原因．

酸性AlCl_3-BMIC离子液体中的铝阳极溶解(英文)

采用线性扫描伏安法研究了Lewis酸性AlCl3-BMIC(BMIC:1-butyl-3-methylimidazoliumchloride)离子液体中铝电极的溶解.铝电极在阳极极化时出现了钝化现象,钝化是由于在铝电极表面形成了固体AlCl3钝化膜造成的.铝的电化学溶解过程可以依次分为三个区:电化学控制区、过渡区和钝化区.在电化学控制区,铝的电化学溶解速率随着电位的正移而逐渐增加;在过渡区,由于电极表面AlCl4-和Al2Cl7-浓度发生改变而析出固体AlCl3使得铝电化学溶解速率随着电位的正移而逐渐减小;当钝化膜形成之后,铝的电化学溶解速率不再随着电位的正移而发生改变,铝溶解进入钝化区.增加搅拌、升高温度、降低离子液体AlCl3摩尔分数都可以增加铝溶解阳极极限电流密度.

磁场对铁腐蚀过程中阴极析氢和阳极溶解的影响

用动电位扫描法研究了０．５Ｔ磁场下纯铁在三种典型介质中的阴极极化曲线和两种介质中的阳极极化曲线．发现磁场会引起一个新的过电位一磁致过电位ｍａｇ，使铁上阴极析氢和铁的阳极溶解有不同程度的加速，尤以在酸性介质中为甚．认为这是由于磁场使铁－水溶液界面抗磁性离子的水合作用减少和使Ｆｅ２＋有吸附于铁电极表面的倾向，导致双电层结构的改变和腐蚀体系的活性增加．

铜电极阳极溶解过程恒电位电流振荡的动力学模型

研究了铜电极在酸性氯化钠溶液中的恒电位电流振荡行为 ,分析了电极过程中的非线性步骤及电化学耦合因素 ,提出了一个可能的电极过程动力学模型 ,并借助线性稳定性分析及分支分析得到了参数坐标空间中的动力学行为区域图 .在此基础上 ,将极化曲线视为稳定非平衡定态区态函 (电流 )与外控参数 (电位 )的关系 ,同时将恒电位电流振荡模拟为稳定极限环振荡 ,分别计算出了极化曲线与时间 -电流振荡曲线 ,其结果与实验数据相符 ,表明该类电极过程中的电化学振荡的理论研究可以纳入

奥氏体不锈钢的形变与阳极溶解的相互作用

研究了形变对奥氏体不锈钢在酸性氯离子溶液中阳极溶解的加速作用以及阳极溶解对力学行为的影响。形变使腐蚀电流密度显著增加,使阳极和阴极反应加速。阳极电流不但使恒载荷下的不锈钢蠕变速度增加,而且使屈服强度下降。形变的热激活理论分析表明蠕变速率的对数和阳极电流的对数成线性关系,屈服强度的倒数和阳极电流的对数成线性关系,这和实验结果符合得很好。

阳极溶解及氢进入对裂纹尖端局部材料力学行为的作用

在腐蚀疲劳过程中裂纹尖端阳极溶解及氢产生并进入材料内部两个过程同时存在．材料的阳极溶解过程增大裂尖塑性区尺寸，氢产生并进入材料内部减小裂尖塑性区尺寸．提出如果阳极溶解增大裂尖塑性区尺寸起主导作用，则总体上表现为裂尖塑性区尺寸增大，如果氢进入减小塑性区尺寸起主导作用，则总体上表现为裂尖塑性区尺寸减小．对上述设想给予实验验证．

电解剥离过程中热镀锌合金化镀层的阳极溶解机制

分析了电解剥离过程中热镀锌合金化镀层的阳极溶解机制。结果表明,在GA镀层电解剥离的初始阶段,主要发生Zn的氧化,电解剥离过程中存在Zn和Fe之间的电耦合反应。由于镀层中微裂纹的存在,阴极反应区和镀层裂纹缝隙中会同时发生析氢反应,从而导致电偶腐蚀发生并形成诱导电流。当电解质溶液中存在氯离子时,Zn和Fe之间也会发生电耦合反应,该反应可以在一个非常小的局部区域内进行,反应过程中,氢的形核析出既可以是氢离子的重组,也可以是少量Zn和Fe的溶解反应。GA镀层中Fe-Zn金属间化合物同时发生电化学反应而溶解的现象只能在缝隙中发生,由于细小缝隙表面形成的活化区非常小,因此,GA镀层中的Fe-Zn相将分别发生溶解,从而保证了GA镀层中不同相之间的电压跃迁。

腐蚀疲劳过程中裂尖阳极溶解对裂纹扩展的作用

在模拟腐蚀疲劳裂尖介质中,分别用铂丝和40CrNiMo钢为辅助电极测定了在不同拉伸速率下中温回火的40CrNiMo钢的腐蚀电流密度i_(a)与应变速率、塑性应变量的关系,其结果为:利用疲劳裂纹尖端应变的弹塑性有限元计算,得到腐蚀疲劳裂尖阳极溶解引起的裂纹扩展与△K的关系,结果表明:中温回火的40CrNiMo钢在3.5％NaCl水容液中裂尖阳极溶解对腐蚀疲劳裂纹扩展的直接贡很小,阳极溶解的主要作用是影响为裂尖断裂区氢致开裂提供氢原子的阴极过程。

磷酸溶液中铜阳极溶解电流混沌的锁相

研究了恒电位下在磷酸溶液中的电流振荡行为,发现2个铜电极的电极间距和恒定电位对耦合电极振荡行为的影响,电极间的耦合作用改变了电极的振荡行为,两电极间呈现有不同相锁定,k/n相锁定和准周期同步,电极间电流振荡锁相,随电极距离的加大而失锁相。实验发现,复杂的耦合作用导致电流振荡中出现了不同形式的锁相,电极间电流振荡的同步由强的耦合所致。

腐蚀疲劳裂纹扩展过程中裂尖阳极溶解的贡献

对 7475- T761铝合金材料在 3.5% Na Cl水溶液中的变形与腐蚀电流关系进行了试验测试 ,结合裂尖局部应力应变的分析结果 ,对等幅循环载荷作用下 ,7475- T761铝合金 - 3.5% Na

磷酸溶液中铜阳极溶解的电流混沌振荡行为

采用循环伏安、动电位扫描和旋转电极方法研究磷酸溶液中铜的阳极过程 ,并对其电化学行为采用非线性方法进行表征。结果表明 ,铜在常温下阳极过程溶解中存在复杂的电流振荡现象 ,铜的振荡行为受电极转速影响 ,电流振荡存在最小的旋转速率 ,低速旋转时扩散速率过小 ,电流不呈现振荡行为。电极旋转速率加大 ,导致振荡电势范围拓宽。电流振荡呈现出混沌特征 ,恒定电势值的改变能显著影响电流的振荡行为 ,电化学振荡与电极溶液界面的特定膜有关 ,文章对阳极溶解过程的反应机理进行了探讨。

磁场对Cu/NaCl体系表观Tafel区阳极溶解的作用

采用线性电位扫描极化曲线测试 ,以及恒电位极化下磁场扰动法研究了磁场对铜在氯化钠溶液中阳极溶解的作用。在阳极表观 Tafel区 ,无磁场时恒电位极化然后外加磁场使阳极电流密度增大 ;有磁场时恒电位极化然后撤去磁场使阳极电流密度减小。磁场通过加速电极溶液界面的传质过程而加速阳极溶解。由于 Cu/ Na Cl与Fe/ H2 SO4体系阳极 Tafel区速率控制步骤不同 。

铜在3.5%NaCl中阳极溶解过程的研究

采用伏安法研究了铜在3.5%NaCl溶液中的阳极溶解过程,并采用SEM和EDS对表面产物进行了分析.结果表明,铜电极阳极溶解的产物为CuCl;在阳极溶解过程中可生成吸附态的CuClads,电极反应受扩散过程控制,同时电荷传递也影响电极反应的速度;在静态电极和高电位扫描速度条件下,线性电势扫描曲线上出现第二个阳极峰,并且此阳极过程受扩散控制.

磁场对铜在几种酸性溶液中阳极溶解的影响

研究了0~0.4T磁场对铜在中性和酸性含硫酸根溶液中阳极极化行为的影响。阳极极化曲线中的阳极电流峰和对应的电位随磁通量密度的增大而增大。增加溶液酸度会增加阳极极化曲线中电流密度-电位线性区的斜率、增大峰值电流密度,降低出现电流密度峰值的电位。外加磁场不影响中性溶液中阳极极化曲线中电流密度-电位线性区的斜率。磁场与溶液酸度对铜在高电位区的阳极溶解有协同加速作用。

镍阳极溶解的工艺优化与性能调控

为了维持企业现有电镀镍工艺范围,降低镍阳极溶解的残渣率,节约生产成本,对镀镍工艺进行了优化与性能调控。采用阳极极化曲线、计时电位法研究镀液组分浓度及工艺参数对镍阳极极化曲线的致钝电流密度影响规律,并对镀液进行调控。采用金相显微镜和扫描电子显微镜(SEM)观察镍阳极溶解的宏观、微观形貌。采用连续电化学溶解法计量残渣量,中性盐雾实验法评价镀层的耐蚀性。C工艺下镍阳极的致钝电流密度i_(pp)为0.490 A/dm^(2),电极电位为-0.2286 V,阳极的溶解较均匀,未发现明显的孔洞,残渣率为0.793%,获取的镀层结晶细致。C工艺的致钝电流密度提高,电极电位下降,残渣率明显降低,且镀层的耐蚀性基本未改变。

金电极外控电压阳极溶解过程中非连续型电化学振荡的动力学分析

对金电极在酸性含氯离子的溶液中的恒电位电化学振荡行为，提出了一个可能的非连续型振荡的系统动力学模型，得到了参数坐标空间中的动力学行为区域图，并在振荡区内通过数值模拟方法得到了振荡曲线。

磁场对两种浓度氯化钠溶液中铜阳极溶解的影响

采用线性电位扫描法研究了不同强度磁场对铜在两种浓度氯化钠溶液中阳极溶解的作用。在高阳极电位区间铜的阳极溶解表现出传质控制的特征 ,且较高浓度氯离子对应较高阳极电流。 0 1～ 0 4T磁场增大高阳极电位区的电流密度 ,磁场作用系数 qmag随磁场强度 (B)及氯离子浓度增大而增大。qmag B曲线拟合结果表明 :介质为 0 6mol/LNaCl时 ,磁场强度指数值在 1 0～ 2 0之间 ;介质为 4 0mol/LNaCl时 ,磁场强度指数值小于 1 0。