利用电化学噪声技术监测缓蚀剂的缓蚀性能
电化学噪声（EN）是电化学动力系统演化过程中电极电位或外加电流密度的随机非平衡波动。电位学噪声技术是一种原位、无损的金属腐蚀探测技术，其在测量过程中无需对被测电极施加可能改变腐蚀过程的外界扰动，无需预先建立被测体系的电极过程模型，通过数据处理即可得到腐蚀速率与机理方面的信息。近年来，国内外诸多学者在利用EN技术研究金属材料的局部腐蚀热力学与动力学行为，评估材料耐蚀性以及缓蚀剂、表面涂镀层的防护性能，监测电化学系统腐蚀速度和过程等方面进行了探索。目前电化学噪声作为一种新兴的腐蚀研究、监测手段收到取得了快速的发展。电化学噪声测试方法相对于其他传统的腐蚀监测或检测技术具有许多显著的优势。首先，电化学噪声测试过程中不需要像其他电化学测试方法那样对电极体系施加扰动，如极化曲线、交流阻抗等，因此电化学噪声得出的结论更为真实、可信；其次，电化学噪声技术不像交流阻抗测试，其无须满足阻纳的三个基本条件；第三，电化学噪声技术不需要预先建立被测体系的电极过程模型；最后，检测设备简单，且可以实现远距离监测。必须指出的是，由于电化学噪声测试过程中没有施加电化学扰动，因此通过电化学噪声测试无法得到电极反应过程的动力学参数等信息。
Nagiub等利用EIS和EN技术评价了苯并三氮唑、葡萄糖酸钠、多磷酸钠3种缓蚀剂对C26000黄铜在质量分数为3%的NaCl溶液以及人工海水中的缓蚀性能，并以去除直流分量后的电位和电流噪声数据的功率谱密度（PSD）探讨了苯并三氮唑的添加对噪声功率密度谱斜率数值的影响。Aballe等利用EN技术研究了铝合金AA5083在质量分数为3.5%的NaCl溶液中，以及添加500 mg/LCeCl3后的腐蚀行为，并分别采用统计法和小波变换的方法对EN数据进行了分析。其研究结果不仅对腐蚀体系的腐蚀行为进行了表征，同时验证了EN数据处理的新方法。电化学噪声有时域分析和频域分析两种分析方法。在初期对电化学噪声数据进行分析时，主要采用的是频谱变换的方法，传统上使用的时频转换技术为傅立叶变换，但是傅立叶变换仅对稳态信号有效，尽管采用加窗等方法对傅立叶变换进行改进，但是对于电化学噪声这种非稳态信号采用傅立叶变换依然会导致信息的缺损。小波变换技术是在傅立叶变换之后迅速发展起来的一种信号处理手段，它在保留傅立叶变换优点的基础上，彻底克服了傅立叶变换的不足，不仅可以用来处理稳态信号，而且非常适合处理电化学噪声这样的非稳态信号，小波变换代表了电化学噪声时频转换技术的发展方向。小波分析可以看成是傅立叶变换的进化或变种，它把傅立叶变换中用到的连续正弦波替代成具有有限长度的暂态变量——小波。具有不同幅度、时间长度、位置的小波组合起来就得到了被研究的信号。与傅立叶变换不同，小波变换可以用来分析非稳态信号。由于电化学噪声信号具有随机非稳定性的特征，所以利用小波变换研究电化学噪声得到了普遍的关注。
EN测试方法的不足之处在于数据分析比较复杂，处理方法仍存在欠缺。迄今为止，其产生机理仍不完全清楚，在理论和实践上尚有许多问题需要解决。因此寻求更先进的数据解析方法已成为当前电化学噪声技术应用的一个关键问题。
本文版权为荆门铸鼎新材料有限公司（m.genomanalyse.com）所有，转载请注明出处。
2013年8月27日
|
