流体力学作用下的电极阻抗谱特征

【作者】 林玉珍； 雍兴跃； 刘景军；

【机构】 北京化工大学材料学院； 北京天久凯泰化工科技有限公司；

【摘要】 本文测定了流动氯化物体系中碳钢、双相不锈钢电极的电化学阻抗谱,发现在流动体系中,碳钢电极的阻抗谱是单容抗弧,阳极阻抗很小,没有WARBURG阻抗。随着流速增大,反应阻抗减小,磨损腐蚀速度增大。一旦流速超过临界值,阻抗谱在低频区出现感抗弧特征。对于钝态金属双相钢,在单相流中,阻抗谱仍为单容抗弧。随着流速增大,反应阻抗降低,其磨损腐蚀速度略有增大。当流速达到、超过临界值后,阻抗谱呈现两个容抗弧。随着流速进一步增大时,阻抗谱图中有三个时间常数,在低频区出现两个容抗弧。在双相流中,临界流速值比单相流中的要小。当流速小于临界值时,电极阻抗谱仍然为单容抗弧,阻抗仍较大,并在低频区出现一直线段。一旦流速超过临界值,随着流体力学作用增强,阻抗显著地减小。与碳钢相比,双相钢的临界流速值要大得多,并且是在较高流速下阻抗谱才在低频区发生特征变化。所有这些,都证明了由曹楚南提出的不可逆电极阻抗谱理论同样适用于磨损腐蚀过程中电极过程的研究,揭示了在流动体系中,当电极表面受到足够大的流体力学作用时,在低频区电极阻抗谱会发生特征改变。其中,阻抗谱的低频感抗弧特征预示着在磨损腐蚀过程中,受到强力流体力学作用的电极表面会改变其常规的溶解速度和溶解机制,同时表面伴随有坑、点局部腐蚀的发生。在这种情况下,钝态金属电极的阻抗谱实际上进一步反映了电极表面受到固体颗粒摩擦或撞击的阻抗谱特征。更多还原