โลหะทุบ

เมื่อวัสดุโลหะสัมผัสกับสื่อรอบตัว วัสดุถูกทําลายเนื่องจากการกระทําทางเคมีหรือไฟฟ้าเคมีการแปลงโลหะในสภาพพลังงานสูง เป็นส่วนผสมโลหะในสภาพพลังงานต่ําในนั้น ปรากฏการณ์การเก่าในอุตสาหกรรมปิโตรเลียมและปิโตรเคมีซับซ้อนกว่า₂S และ CO₂.
ลักษณะของกระบวนการกัดกรองส่วนใหญ่คือไฟฟ้าเคมี คุณสมบัติไฟฟ้าของผิวหน้าโลหะ / ละลายอิเล็กทรอลิท (ชั้นสองไฟฟ้า) ถูกใช้อย่างแพร่หลายในการศึกษากลไกการกัดกรอง,การวัดการกัดกร่อน และการติดตามการกัดกร่อนในอุตสาหกรรม วิธีการไฟฟ้าเคมีที่ใช้กันทั่วไปในการวิจัยการกัดกร่อนโลหะคือ: พลังงานวงจรเปิด (OCP),สเปคโทรสโกปีอิเมพานซ์ไฟฟ้าเคมี (EIS).

1เทคนิคในการศึกษาการเก่า

1.1OCP

บนไฟฟ้าโลหะที่แยกตัวปฏิกิริยาแอโนดหนึ่งและปฏิกิริยาคาโทดหนึ่งถูกดําเนินการด้วยความเร็วเดียวกันในเวลาเดียวกัน ซึ่งเรียกว่าการเชื่อมปฏิกิริยาไฟฟ้าการปฏิกิริยาของการผสมผสานกันอย่างแลกเปลี่ยนกัน เรียกว่าปฏิกิริยาการผสมผสาน, และระบบทั้งหมดเรียกว่าระบบคอนจูเกต ในระบบคอนจูเกต, การปฏิกิริยาสองอิเล็กทรอนดิสลับกันและกัน, และเมื่ออิเล็กทรอนดิสัมพันธ์เท่ากันพลังงานของอิเล็กทรอนด์ไม่เปลี่ยนแปลงตามเวลาภาวะนี้เรียกว่า ภาวะที่มั่นคง และปริมาณความสามารถที่ตรงกับมันเรียกว่า พริมาณความสามารถที่มั่นคง ในระบบการกัดกรอง พริมาณความสามารถนี้ยังเรียกว่า พริมาณความสามารถการกัดกรอง E_คอร์หรืออัตราต่อรองวงจรเปิด (OCP) และความหนาแน่นของกระแสที่สอดคล้องกันเรียกว่า ความหนาแน่นของกระแสการกัดกร่อน i_คอร์โดยทั่วไป, ขนาดของอัตราต่อรองในวงจรเปิดที่บวกยิ่งขึ้น, มันยากยิ่งกว่าที่จะสูญเสียอิเล็กตรอนและถูกกัดกรอง, แสดงว่าความทนทานต่อการกัดกรองของวัสดุที่ดีกว่า.
สถานที่ทํางานไฟฟ้าเคมี CS potentiostat / galvanostat สามารถใช้ในการติดตามความสามารถของอิเล็กทรอนด์ในเวลาจริงของวัสดุโลหะในระบบเป็นเวลานาน.,พลังงานเปิดวงจรของวัสดุสามารถได้รับ

1.2 กุ้งขั้ว (แผนภูมิของ Tafel)

โดยทั่วไป ปรากฏการณ์ที่อัตราต่อรองของอิเล็กทรอนด์หันห่างจากอัตราต่อรองสมดุลเมื่อมีกระแสกําลังผ่านผ่านเรียกว่าเมื่อเกิดการขั้วโลก, การเคลื่อนไหวลบของพลังงานอิเล็กทรอนด์จากพลังงานสมดุลเรียกว่า การขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วและการเคลื่อนไหวบวกของพันธมิตรของอิเล็กทรอนด์จากพันธมิตรของสมดุลเรียกว่า การขั้วขั้ว.
เพื่อแสดงผลการขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วมันจําเป็นที่จะกําหนดโดยการทดลอง พลังงานเกิน หรือ พลังงานไฟฟ้าเป็นฟังก์ชันของความหนาแน่นของกระแสไฟฟ้า, ซึ่งเรียกว่าเส้นโค้งขั้วขั้ว
อี_คอร์ของวัสดุโลหะสามารถคํานวณโดยใช้สมการสเตอร์น-เกอรี่

B คือสัมประสาน Stern-Geary ของวัสดุ, R_pคือความต้านทานการขั้วของโลหะ

หลักการในการได้รับ i_คอร์ผ่านวิธีการคัดสรรของ Tafel
โปรแกรมสตูดิโอ CS Corrtest สามารถทําโดยอัตโนมัติที่เหมาะสมกับเส้นโค้ง polarisation._aและ b_cสามารถคํานวณi_คอร์โดยใช้กฎของฟาราเดย์ และเมื่อนําไปผสมผสานกับสารไฟฟ้าเคมีที่เทียบเท่าของวัสดุ เราสามารถแปลงมันให้เป็นอัตราการเกรดโลหะ (mm/a)

1.3 EIS

เทคโนโลยีอุปสรรคไฟฟ้าเคมี (Electrochemical Impedance Technology) หรือที่รู้จักกันในนามว่า อุปสรรค AC measures the change of voltage (or current) of an electrochemical system as a function of time by controlling the current (or voltage) of the electrochemical system as a function of sinusoidal variation over time- การวัดอุปสรรคของระบบไฟฟ้าเคมี และต่อมาศึกษากลไกปฏิกิริยาของระบบ (สื่อ / ผนังเคลือบ / โลหะ)และปริมาตรไฟฟ้าเคมีของระบบการวัดที่ติดตั้งถูกวิเคราะห์.
สเปคเตอร์อุปสรรคคือเส้นโค้งที่วาดจากข้อมูลอุปสรรคที่วัดโดยวงจรทดสอบที่ความถี่ที่แตกต่างกันและสเป็คเตอร์อุปสรรคของกระบวนการอิเล็กทรอดเรียกว่า สเป็คเตอร์อุปสรรคทางเคมีไฟฟ้ามีหลายประเภทของสเปคตรัม EIS แต่ที่ใช้กันทั่วไปที่สุดคือแผนที่ Nyquist และแผนที่ Bode

2ตัวอย่างการทดลอง

ใช้บทความที่พิมพ์โดยผู้ใช้งานที่ใช้สถานที่ทํางานเชิงเคมีไฟฟ้า CS350 เป็นตัวอย่าง นําเข้าวิธีการของระบบการวัดการสนิมโลหะอย่างคอนกรีต
ผู้ใช้ได้ศึกษาความทนทานต่อการกัดกร่อนของสแตนต์สแตนต์เหล็ก Ti-6Al-4V ที่ได้รับการเตรียมโดยวิธีการเหมืองแบบปกติ ((ตัวอย่างที่ 1)วิธีละลายเลเซอร์เลือก ((ตัวอย่าง # 2) และวิธีละลายแสงอิเล็กตรอน ((ตัวอย่าง # 3)สเตนต์ถูกใช้สําหรับการปลูกในมนุษย์ ดังนั้นสื่อการกัดกรองจึงเป็นของเหลวร่างกายแบบจําลอง (SBF) อุณหภูมิของระบบการทดลองยังจําเป็นต้องควบคุมที่ 37 °C

เครื่องมือ:CS350 พลังงาน / กัลวานอสเตต
อุปกรณ์ทดลอง:CS936 เซลล์การเกรี้ยวแบบเรียบแบบกระดาษ อบแห้งอุณหภูมิคงที่
ยาทดลอง:อาเซโทน, SBF, ธ อร์อีโป๊กซี่ที่แข็งแรงในอุณหภูมิห้อง
สื่อการทดลอง:
น้ํายาร่างกายแบบจําลอง (SBF): NaCl-801เคซีแอล- 04CaCl₂- 014NAHCO₃- 035เคเอช₂โปรโมชั่น₄- 006กลูโคซ -034, หน่วยคือ: g/l
ตัวอย่าง ((WE)
สเตนต์ Ti-6Al-4V สแตนต์สแตนต์ 20×20×2 มิลลิเมตร
พื้นที่ทํางานที่เปิดเผยคือ 10 × 10 มม.
พื้นที่ที่ไม่ได้ถูกทดสอบถูกเคลือบ/ปิดด้วยยาง epoxy ที่แข็งแรงในอุณหภูมิห้อง
อิเล็กทรอนดิสเบรนซ์ ((RE):อิเล็กทรอร์ดคาโลเมลเจียม
อิเล็กตรอดคอนเตอร์ ((CE):CS910 อิเล็กทรอนด์การนําไฟ Pt

2.1 ขั้นตอนการทดลองและการตั้งค่าปารามิเตอร์

2.1.1 OCP
ก่อนการทดสอบ อิเล็กทรโด้การทํางานจําเป็นต้องเคลือบจากหยาบจนละเอียด (360 mesh, 600 mesh, 800 mesh, 1000 mesh, 2000 mesh ตามลําดับ) จนกว่าพื้นผิวจะเรียบล้างมันด้วยน้ํากระป๋อง แล้วถอนไขมันมันด้วยแอสเตออนใส่ในเตาอบแห้งที่มีความร้อนคงที่ และแห้งที่ 37 °C เพื่อใช้
เก็บตัวอย่างไว้บนเซลล์การเกรี้ยว นําของเหลวร่างกายแบบจําลองเข้าไปในเซลล์การเกรี้ยวและใส่อิเล็กทรอน Calomel เต็ม (SCE) กับสะพานเกลือในเซลล์การกัดสนิมเรียบ. พิสูจน์ให้แน่ใจว่าปลายของหลอดประสาท Luggin ตรงกับพื้นผิวของไฟฟ้าทํางาน อุณหภูมิถูกควบคุมที่ 37 ° C โดยการไหลเวียนของน้ํา

เชื่อมต่อไฟฟ้ากับพอนติโอสเตต โดยสายเซลล์
การทดลอง→การขั้วขั้วที่มั่นคง→OCP

คุณควรใส่ชื่อไฟล์สําหรับข้อมูล, กําหนดเวลาทั้งหมดของการทดสอบ, และเริ่มต้นการทดสอบ. OCP ของวัสดุโลหะในสารแก้ไขเปลี่ยนแปลงช้า ๆ,และมันต้องใช้เวลานานพอสมควร เพื่อรักษาความมั่นคงดังนั้นเราจึงแนะนําให้กําหนดเวลาไม่ต่ํากว่า 3000s

2.1.2 ลักษณะโค้งการขั้ว

การทดลอง→การขั้วขั้วมั่นคง→การขั้วขั้วขั้ว

กําหนดความสามารถเริ่มต้น, ความสามารถสุดท้ายและอัตราการสแกน, เลือกโหมดการออกความสามารถเป็น OCP.
หน่วย หน่วย หน่วย หน่วย หน่วย หน่วย หน่วย หน่วย หน่วย หน่วย หน่วย หน่วย หน่วย หน่วย หน่วย
มีจุดตั้งขุมขุมขั้วที่เป็นอิสระสูงสุด 4 จุด การสแกนเริ่มจากขุมขุมเริ่มต้น, ไปยังจุดจุด E#1 และจุดจุด E#2 และสุดท้ายถึงจุดจุดจุดสุดท้ายคลิกช่องเช็ค "เปิด" เพื่อเปิดหรือปิด "Intermediate Potential 1" และ "Intermediate Potential 2". ถ้าช่องเช็คไม่ถูกเลือก การสแกนจะไม่ผ่านค่านี้ และตั้งค่าสแกนที่เป็นไปได้เป็นค่าต่อไป
น่าสังเกตว่าการวัดเส้นโค้งขั้วโลกเฉพาะจะสามารถดําเนินการได้ในเงื่อนไขที่ OCP มีความมั่นคงแล้ว โดยปกติหลังจาก 10 นาทีเราจะเปิดฟังก์ชัน OCP stable โดยกดข้อต่อไปนี้:

→

โปรแกรมจะเริ่มการทดสอบโดยอัตโนมัติหลังจากความสับสนของความเป็นไปได้ต่ํากว่า 10mV / นาที
ในตัวอย่างการทดลองนี้, ผู้ใช้ตั้งความสามารถ -0.5 ~ 1.5V (vs OCP)
คุณสามารถตั้งเงื่อนไขเพื่อหยุดหรือย้อนการสแกน โดยหลัก ๆ ใช้ในการวัดปริมาณความสามารถและการวัดเส้นโค้ง Passivation

2.2 ผล
2.2.1 OCP
โดยการทดสอบความสามารถในวงจรเปิดเราสามารถได้รับความสามารถการกัดกร่อนฟรีE_คอร์โดยทั่วไปแล้ว ความแข็งแรงของวัสดุโลหะE_คอร์คือ สารที่เกิดการคล้องคล้องยากขึ้น

จากกราฟเราสามารถสรุปได้ว่าความต้านทานต่อการกัดสลายของตัวอย่างที่ 1 และ 2 ดีกว่า # 3

2.2.2 การวิเคราะห์แผนภูมิ (การวัดอัตราการกัด)
การขั้วขั้วของการทดลองนี้คือดังนี้

อย่างที่แสดงไว้ จากค่าอัตราการเกรดที่คํานวณ เราสามารถสรุปได้อย่างเดียวกันกับสิ่งที่เราได้รับจากการวัด OCP อัตราการเกรดถูกคํานวณโดยแผนภูมิ Tafelเราสามารถเห็นค่าของอัตราการกัดสลายสอดคล้องกับข้อสรุปที่เราได้รับโดยวิธีการ OCP.
จากแผนภูมิของ Tafel เราสามารถหาความหนาแน่นของกระแสการเกรดได้i_คอร์โดยเครื่องมือการวิเคราะห์ที่บูรณาการในซอฟต์แวร์สตูดิโอของเรา จากนั้นตามปริมาตรอื่น ๆ เช่น พื้นที่ทํางานของอิเล็กทรอนด์ ความหนาแน่นของวัสดุการคํานวณอัตราการกัดกร่อน.

ขั้นตอนคือ:
นําเข้าไฟล์ข้อมูลโดยคลิก

การปรับข้อมูล

คลิกข้อมูลโทรศัพท์ , และใส่ค่าตามนั้น

หากคุณได้ตั้งค่าแล้วในเซลล์ & อิเล็กทรอนด์การตั้งค่า ก่อนการทดสอบ, แล้วคุณไม่จําเป็นต้องตั้งค่าข้อมูลเซลล์ที่นี่อีกครั้ง.
คลิก ผัง ผัง ผัง สําหรับการติดตั้งผัง เลือกการติดตั้งผังอัตโนมัติหรือการติดตั้งด้วยมือสําหรับข้อมูลของส่วนอะโนด / ส่วนแคธอด, จากนั้นความหนาแน่นของกระแสการกัดสี, พลังงานการกัดสีฟรี,สามารถได้รับอัตราการกัดกร่อนได้คุณสามารถลากผลตอบตรงไปยังกราฟได้

3การวัด EIS
การทดลอง → ความคับกัน → EIS vs ความถี่

การวิเคราะห์ EIS

EIS ของสแตนเลสคาร์บอน Q235 ในสารละลาย NaCl 3.5% ดังนี้

กราฟไนควิสต์ด้านบนประกอบด้วยวงจรความจุ (มีกรอบสีฟ้า) และอุปสรรควาร์เบิร์ก (มีกรอบสีแดง) โดยทั่วไปพูด, ขนาดวงจรความจุที่ใหญ่กว่า,ความทนทานต่อการกัดกร่อนของวัสดุจะดีขึ้น.

การติดตั้งวงจรที่เทียบเท่าสําหรับผล EIS ของสแตนเลสคาร์บอน Q235
ขั้นตอนคือดังนี้
ดรางวงจรที่เทียบเท่าของวงจรความจุ - ใช้แบบในแบบที่เหมาะสมอย่างรวดเร็ว เพื่อหา R1, C1, R2
ดรางวงจรที่เทียบเท่าของส่วนอุปสรรคของวาร์เบิร์ก - ใช้แบบจําลองในแบบ "quick fit" เพื่อหาค่าเฉพาะของ Ws
ดึงค่าไปในวงจรที่ซับซ้อน→ เปลี่ยนประเภทขององค์ประกอบทั้งหมดเป็น Free+ →click Fit
จากผลการตรวจ เราเห็นว่าความผิดพลาดน้อยกว่า 5% ซึ่งแสดงว่าวงจรเทียบเท่าที่กําหนดเองที่เราวาดตรงกับวงจรอุปสรรคของการวัดจริงแผนที่ติดตั้ง Bode เป็นทั่วไปเป็นสอดคล้องกับแผนที่เดิม.