本项目采用扫描Kelvin探针、扫描振动电极、石英晶体微天平等测试方法研究了微液滴来源及其与海洋大气腐蚀相关性,有助于深入对海洋大气腐蚀作用机理的认识。液滴/钢铁界面下不均匀电化学分布导致液滴边缘发生强烈的阴极极化,导致附近区域碱性化,增强了吸附水分的能力,是微液滴形成的驱动力。通过研究电化学极化对微液滴的影响、三相界面区性质与微液滴相关性,以及考察微液滴体系质量的变化规律,发现微液滴来源于主液滴的蒸发后再凝聚和空气中湿气的凝聚,但初始阶段以前者为主,后期扩展阶段以后者为主。电化学极化不仅降低了液/固界面能,使三相界面微区的水分子打破平衡状态而从主液滴逸出,导致微区环境相对湿度增大达到过饱和状态;同时,电化学极化产生电流,由于Peltier效应的影响,使阴极区温度降低。三相界面微区局部水气过饱和以及阴极区温度降低,这都将促使水汽在阴极区发生凝聚形成微液滴。微液滴的产生及扩展能导致金属表面阴阳极分化,产生腐蚀局部化倾向,增强金属表面润湿能力,加快液膜扩展,从而促进海洋大气腐蚀的发生和发展。海洋性干湿交替环境、酸雨性污染大气、高pH值环境及腐蚀的表面等条件都能促进微液滴的形成。
英文主题词Micro-droplet; Marine atmospheric corrosion; Scanning Kelvin probe; Scanning vibrating electrode; Quartz crystal microbalance