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304不銹鋼微電極腐蝕行為研究

文章作者:admin 人氣: 發表時間:2021-07-21 09:21:47


系統(MEMS)技術的進步開辟了全新的技術領域和產業,是關系到國家科技進步、國防安全和經濟繁榮的關鍵技術。材料的腐蝕失效是微系統領域的一個關鍵問題。因此,我們研究了微電極的腐蝕行為特征、微電極和大電極在腐蝕行為上的異同、尺寸對微電極表面電化學反應的影響、表面傳質過程的特點、擬合靈敏度等。它對發展影響巨大,意義重大。在本文中,我們利用飛秒激光加工技術制備了304 奧氏體不銹鋼微懸臂梁樣品,并建立了微動實驗平臺,用微電極封裝微樣品。研究了304不銹鋼微懸臂梁電極在0.9% NaCl溶液中的腐蝕疲勞行為和電化學阻抗譜特性,討論了微系統和宏觀系統的腐蝕行為特性和規律。同時制作了一系列微圓盤電極,采用電位掃描、交流阻抗(EIS)和電化學噪聲(EN)等電化學方法研究了304不銹鋼在3% NaCl溶液中的電化學行為。討論了微電極表面的尺寸效應、電化學反應、傳質過程的性質以及擬合靈敏度的影響。腐蝕性介質大大降低了微懸臂梁試樣的疲勞壽命。電化學控制陰極過程是電化學放電和傳質過程相結合的結果,陰極過程是整個反應的控制步驟。隨著電極面積的不斷減小,極限擴散電流密度增大,極限擴散電流密度與電極直徑之間存在非線性關系,表明非線性擴散效應驅動著微電極的擴散動力學和腐蝕行為。改變。微電極的尺寸效應主要影響腐蝕行為如下。隨著電極尺寸的減小,極限擴散電流密度增大,溶液阻抗減小,雙電層電容增大,自腐蝕電位逐漸向負偏移。電流密度逐漸增加。幾何尺寸對點蝕敏感性有顯著影響,電極面積越小,越難產生亞穩態針孔腐蝕的噪聲電位峰值和噪聲電流峰值,直徑小于200微米的電極表示腐蝕均勻。局部腐蝕(擬合)的可能性大大降低。

我們利用飛秒激光加工樣品,利用微運動測試平臺研究微系統的腐蝕疲勞行為,探索微系統表面腐蝕電化學反應和傳質過程的動態特性,探索異同。微觀系統腐蝕行為與宏觀系統腐蝕行為的關系;同時,研究了微電極表面的電化學行為特性、微樣品表面傳質過程的動力學特性、擬合靈敏度和電極的幾何尺寸。所有這些都為微系統腐蝕研究提供了有效的經驗。 (1)在微系統中選擇加工性能好的304不銹鋼薄膜材料,采用飛秒激光加工技術對304不銹鋼微尺度懸臂梁樣品進行加工。利用微動實驗平臺研究了304不銹鋼薄膜微懸臂梁試樣在含Cl介質中的腐蝕疲勞性能。 (2) 利用電化學方法研究宏電極和微電極表面腐蝕電化學反應和傳質過程的動力學特性比較和研究微觀和宏觀樣品腐蝕電化學行為的差異。 (3)選擇不同直徑的304不銹鋼微盤電極作為研究電極,通過電位掃描試驗研究幾何尺寸對含Cl介質中表面電化學行為的影響。 (4)選擇不同直徑的304不銹鋼微盤電極作為研究電極,在含Cl介質中采用電化學阻抗測試研究幾何尺寸對傳質過程動力學性質的影響。 (5)選擇不同直徑的304不銹鋼微盤電極作為研究電極,在含Cl介質中采用化學噪聲測試,研究比較幾何尺寸對擬合靈敏度的影響。



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