[发明专利]一种浪花飞溅区锈层底部腐蚀电化学测量装置及其测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及腐蚀电化学行为测量方法，具体地说是一种浪花飞溅区锈层下腐蚀电化学行为测量装置及其测量方法。

背景技术

海洋环境是一种复杂的腐蚀环境。浪花飞溅区是已知的苛刻腐蚀环境，其中氧分充足、恒定的耐候性和浪花的润湿、频繁干湿循环、及高盐浓度导致了极其腐蚀性的条件。众所周知，金属材料在浪花飞溅区遭受严重的腐蚀。金属材料一旦暴露在海洋浪花飞溅区，往往很快在表面生成锈层，在浪花飞溅区，锈层下的金属材料的腐蚀是其持续时间最长同时也是最主要的工作状态。研究浪花飞溅区的腐蚀控制，设计能够模拟实际情况，并且能够在带有锈层的试样上很好地测量其腐蚀电化学行为是关键。

当前，已建立的测量锈层下的腐蚀电化学行为的方法是将带锈工作电极浸泡于电解质溶液中，研究工作电极上腐蚀产物在周围充满电解质环境下的腐蚀电化学行为。但此种测量方法不能用于海洋浪花飞溅区的环境，因为在浪花飞溅区，金属材料不是全浸于海水中，而是处于海平面以上，相对湿度大、干湿交替循环。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种浪花飞溅区锈层下腐蚀电化学行为研究装置和方法，能够用于研究已经发生腐蚀的金属材料在浪花飞溅区环境下腐蚀电化学行为。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种浪花飞溅区锈层底部腐蚀电化学测量装置，所述浪花飞溅区锈层底部腐蚀电化学测量装置包括密闭干燥器、工作电极、参比电极、辅助电极、电解池、擦镜纸；

所述密闭干燥器内盛装电解质溶液；

所述电解池放置在密闭干燥器内；

所述工作电极安装在电解池内；

所述工作电极包括外锈层；

所述辅助电极与工作电极相连接；

所述参比电极具有盐桥毛细管端，所述参比电极的盐桥毛细管端与所述工作电极的外锈层相接触；

所述擦镜纸平铺在工作电极表面；

所述工作电极的导线与电化学工作站的工作电极接口相连接，所述辅助电极的导线与电化学工作站的辅助电极接口相连接，所述参比电极的导线与电化学工作站的参比电极接口相连接。

其中，所述密闭干燥器内部盛装海水，密闭干燥器内空气环境相对湿度达100％。

其中，所述电解池内部盛装电解质溶液。

其中，所述工作电极的外锈层为研究面，所述研究面水平朝上；研究面以外的工作电极的其余部分被环氧树脂密封；从所述工作电极的内部金属部分引出导线；所述工作电极的研究面高出电解池内的电解质溶液面。

其中，所述擦镜纸覆盖于工作电极的研究面之上；所述擦镜纸边缘与所述电解池内的电解质溶液相接触。

其中，所述辅助电极环绕在工作电极周围并低于所述电解池内的电解质溶液水平面。

其中，所述参比电极位于工作电极的研究面的正上方，参比电极的盐桥毛细管端与工作电极的外锈层相接触；工作电极的外锈层呈润湿状态。

其中，所述电解质溶液是天然海水。

工作电极与电化学工作站的工作电极接口相连接，辅助电极与电化学工作站的辅助电极接口相连接，参比电极与电化学工作站的参比电极接口相连接。三个电极间构成电学回路，测量工作电极上的电化学信息。

本发明还提供一种浪花飞溅区锈层底部腐蚀电化学测量方法，其步骤如下：

第一步，制作工作电极：将具有工作平面的钢块置于海洋浪花飞溅区暴露，使钢块的工作平面生成外锈层，从而使钢块成为工作电极，带有外锈层的平面成为工作电极的研究面；

第二步，安装如权利要求1所述的浪花飞溅区锈层底部腐蚀电化学测量装置；

第三步，向所述电解池中装入海水，电解池中海水的水平面低于工作电极的研究面，辅助电极环绕在工作电极周围并低于电解池内的海水水平面，擦镜纸覆盖于工作电极的研究面之上，擦镜纸边缘与电解池内的海水接触，工作电极上的外锈层及周围的擦镜纸被海水润湿，保证辅助电极与工作电极间电导性良好；

第四步，用电化学工作站进行电化学测量。

其中，所述具有工作平面的钢块是直径为1cm的圆柱状35CrMo钢。

其中，所述钢块除了工作平面以外，其余部分全部用环氧树脂封装；所述工作平面用水砂纸从240#逐级打磨至1000#，然后用二次蒸馏水清洗，无水乙醇脱脂，然后将其置于海洋浪花飞溅区暴露。

其中，钢块的工作平面在海洋浪花飞溅区暴露的时间为1年。