微液滴現(xiàn)象在大氣腐蝕過程中的作用.pdf

1、大氣腐蝕是金屬材料在大氣環(huán)境下發(fā)生的一種電化學(xué)腐蝕過程。金屬材料的大氣腐蝕機(jī)制主要是材料受到大氣中所含的水份、氧氣和腐蝕性介質(zhì)的聯(lián)合作用引起的電化學(xué)破壞。當(dāng)金屬表面存在吸濕性較強(qiáng)的固體沉積物時，它能夠從大氣中吸附水份，促進(jìn)金屬表面薄液膜的形成，誘發(fā)和加劇電化學(xué)腐蝕過程。 微液滴現(xiàn)象是在大氣腐蝕初期出現(xiàn)的一種實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。在合適的相對濕度下，大氣中的水汽會在金屬表面凝聚吸附形成水膜而誘發(fā)大氣腐蝕。沉積的無機(jī)鹽顆粒會增強(qiáng)水汽的凝聚和吸附

2、過程從而使其更容易發(fā)生潮解形成液滴，當(dāng)潮解形成的液滴與金屬形成的組合體系具有腐蝕性時，那么，在潮解液滴的周圍將會有大量微米直徑的微液滴形成并向四周擴(kuò)展。但是如果潮解液滴對金屬材料不具有腐蝕性，微液滴將不會形成。由此可見，微液滴現(xiàn)象與大氣腐蝕密切相關(guān)。 本論文采用電化學(xué)技術(shù)結(jié)合顯微鏡在線觀察方法，對微液滴的形成特征、形成動力、形成途徑等進(jìn)行了研究，探討了微液滴現(xiàn)象與大氣腐蝕發(fā)展行為的相關(guān)性，并建立了微液滴的形成機(jī)理。 研究

3、發(fā)現(xiàn)自然環(huán)境條件下，合適的環(huán)境相對濕度、氧氣環(huán)境和腐蝕性的組合體系是微液滴形成的必備條件。只有當(dāng)環(huán)境相對濕度高于同溫度下主液滴飽和溶液的相對濕度值時，微液滴才能形成；并且微液滴只在有氧環(huán)境下和腐蝕性組合體系中才能形成。 采用電化學(xué)極化方法對微液滴的形成動力進(jìn)行了探討。發(fā)現(xiàn)主液滴邊緣的三相界面區(qū)性質(zhì)對微液滴形成能夠產(chǎn)生重要影響。通過改變界面區(qū)的電化學(xué)界面狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)即使在較低的環(huán)境相對濕度下，無氧環(huán)境下以及非腐蝕性組合體系中，只要通

4、過電化學(xué)極化使金屬表面的剩余電荷達(dá)到一定程度，微液滴現(xiàn)象也能出現(xiàn)。電化學(xué)界面狀態(tài)是微液滴形成的決定性條件，即形成動力。 顯色實(shí)驗(yàn)表明微液滴是由主液滴蒸發(fā)出的水氣通過氣相環(huán)境再在金屬表面吸附凝聚形成。三相界面區(qū)接觸角實(shí)驗(yàn)反映了電化學(xué)極化會導(dǎo)致液/固界面能的降低。 根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果，微液滴的形成機(jī)理可以描述如下：電化學(xué)極化不僅降低了液/固界面能，使三相界面微區(qū)的水分子打破平衡狀態(tài)而從主液滴逸出，導(dǎo)致微區(qū)環(huán)境相對濕度增大達(dá)到過