電化學噪聲分析方法及其在土壤腐蝕中的應用研究.pdf

1、華中科技大學博士學位論文電化學噪聲分析方法及其在土壤腐蝕中的應用研究姓名：黃家懌申請學位級別：博士專業(yè)：材料物理與化學指導教師：郭興蓬邱于兵20081105華中科技大學博士學位論文II2類，其中類1表示亞穩(wěn)態(tài)，類2表示穩(wěn)態(tài)。當樣本在類1和類2之間隨機分布時，說明電極處于從亞穩(wěn)態(tài)向出現(xiàn)穩(wěn)態(tài)宏觀蝕點過渡的腐蝕狀態(tài)。DA不僅能驗證CA結果的正確性，更重要的是可以很好地判定來自于同種腐蝕體系的未知EN數(shù)據(jù)所屬類別，從而達到確定其所代表的腐蝕狀態(tài)

2、的目的。為了有效減少CADA樣本容量，在對點蝕過程進行定量分類前，先采用主成分分析（PrincipalComponentAnalysisPCA）從基于噪聲電位和電流的常用統(tǒng)計量中挑選出了具有顯著性分類作用的統(tǒng)計量E、I、σE和σI為聚類變量，然后選擇分層聚類（HierarchicalAgglomerativeClusterAnalysisHACA）同樣可將該過程分為亞穩(wěn)態(tài)、過渡態(tài)和穩(wěn)態(tài)三個階段。最后DA可對來自于同種點蝕體系的未知樣本所

3、屬類別進行判別。結果表明，HACA與kmeansCA結果具有良好一致性，且HACA結果更直觀、清晰，無需預先指定分類數(shù)目，而kmeansCA對點蝕過渡態(tài)的出現(xiàn)更為敏感。由于潰瘍狀腐蝕體系EN時、頻譜隨時間變化不明顯，因此難于通過時域統(tǒng)計量、PSD或EDP清楚劃分腐蝕發(fā)展的不同階段以及確定合適的k值。因此，嘗試應用基于統(tǒng)計量的PCAHACA解析EN信號。結果表明，由PCA可確定聚類變量為E、σE、σI和σII，并根據(jù)HACA可將潰瘍狀腐蝕

4、過程分為高速萌發(fā)期、橫向發(fā)展期和縱向發(fā)展期三個階段，該分類結果與電極表面腐蝕形貌具有較好的一致性。采用EN技術研究X70鋼在30℃庫爾勒原土（含水量1.04％）及35℃低含水量庫爾勒土壤（含水量1.04~3.12％）中初期（0~7d）的腐蝕行為，其中PR、PSD和WT用于研究EN與土壤腐蝕狀態(tài)之間的相關性，并將解析結果與EIS、極化曲線、失重法和腐蝕形貌與產(chǎn)物分析結果進行了對比。結果表明，基于EN統(tǒng)計量的HACA可用于解析土壤EN數(shù)據(jù)。