局部腐蚀过程中电化学噪声的研究

本文分别对20~＃碳钢、铝箔、光谱纯铝、高铬钢和2CrB等几种钝性金属在加有化离子的KzCrzO_T、H_3BO_3:Na_zB_4O_T、NaNO_z、C_6H_5COONa等中性缓蚀剂体系及硫酸体系中，发生局部腐蚀时的电化学噪声行为进行了研究。较系统地考察了活化离子浓度、缓蚀剂浓度和类型对噪声频谱的影响。实验结果表明，当电极表面腐蚀形态不同时，测得相应的f_c－活 子浓度曲线形状不同。若在所研究的活化离子浓度范围内，随活化离子浓度升高，样品表面腐蚀形态由小孔腐蚀形态转变为腐蚀坑或表面出现较大面积的活性溶解区，则相应的f_c－活化离子浓度曲线出现极大值f_(cmax)。把f_(cmax)定义为腐蚀形态转变点。若样品表面一直为小孔腐蚀，测得的f_c－活化离子浓度曲线未出现极大值。随活化离子浓度升高，f_c值变化趋势可分为两种情况：一种是铝箔在加有NaCl的C_6H_5COONa、H_3BO_3:Na_zB_4O_T及NaNO_z三种溶液中，f_c与Ci浓度呈直线关系，随Ci离子浓度升高，f_c值上升。另一种是活化离子浓度较低时，活化离子浓度升高，f_c上升。当达到一定值时，活化离子浓度的继续升高，对f_c值基本无影响。这是因为腐蚀状态为小孔腐蚀时，金属表面活化－钝化竞争激烈，噪声较大。而当金属表面出现大片活性溶解时，活化－钝化竞争程度下降，噪声较小，f_c值下降。缓蚀剂浓度。类型对f_(cmax)及相对应的活化离子浓度均有影响。对于一定的金属，根据f_c值的大小可以判断小孔腐蚀倾向或钝化剂抑止孔蚀的能力。f_c值越大，发生孔蚀倾向越大。在本实验研究的几个体系中，极低频率段的功率密度(PSO)都与频率无关，是白噪声。在频率较高时，电化学噪声都由白噪声转变为f~(-n)噪声。视金属不同，n值在1.1-1.7之间。与缓蚀剂浓度。类型和活化离子浓度关系不大。噪场幅值越大，n值越大。不同材料的n值大小顺序依次为高铬钢、ZCrB > 20~#钢、光谱纯铝 > 铝箔。白噪声水平主要与金属材料有关，以高铬钢，ZCrB和2O~#钢的最大，光谱纯铝次之，铝箔最小。提出了小孔腐蚀的随机模型，并推导出了SPD函数的表达式。在这基础上，对不同材料的n值大小及活化离子浓度、缓蚀剂浓度和类型对噪声频谱性能的影响，作了初步的理论解释。