【概述】

金屬材料在使用過(guò)程中常常會(huì)受到環(huán)境中腐蝕性介質(zhì)的侵蝕，導(dǎo)致電化學(xué)腐蝕的發(fā)生，從而影響其性能和使用壽命。本實(shí)驗(yàn)借助鹽霧試驗(yàn)箱，模擬海洋大氣等腐蝕性環(huán)境，對(duì)不同金屬材料的電化學(xué)腐蝕抵抗性進(jìn)行研究，為金屬材料的選用、防護(hù)和設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

【實(shí)驗(yàn)/設(shè)備條件】

（一）鹽霧試驗(yàn)箱

1. 型號(hào)：SH-60

2. 工作室尺寸：600*450*400mm

3. 溫度范圍：室溫 - 50℃，精度±1℃

4. 噴霧方式：連續(xù)噴霧

5. 鹽霧沉降量：1 - 2ml/80cm2/h

（二）電化學(xué)測(cè)試系統(tǒng)

1. 電化學(xué)工作站

2. 三電極體系（工作電極、參比電極、輔助電極）

（三）其他設(shè)備

1. 電子天平，精度 0.1mg

2. 掃描電子顯微鏡（SEM）

3. X射線衍射儀（XRD）

【樣品提取】

（一）樣品材料

（二）樣品制備

1. 將每種金屬材料加工成尺寸為 50mm×50mm×3mm 的試樣，試樣表面用砂紙逐級(jí)打磨至 1000#，然后用無(wú)水乙醇清洗，吹干備用。

2. 每個(gè)材料制備 3 - 5 個(gè)平行試樣。

【實(shí)驗(yàn)/操作方法】

（一）鹽霧試驗(yàn)

1. 將制備好的試樣放入鹽霧試驗(yàn)箱內(nèi)的試樣架上，試樣之間保持一定間距，避免相互遮擋和接觸。

2. 配制 5%的氯化鈉溶液作為鹽霧溶液，pH值調(diào)至6.5 - 7.2。

3. 設(shè)置鹽霧試驗(yàn)箱的參數(shù)，溫度為 35℃，連續(xù)噴霧。試驗(yàn)周期分別設(shè)置為 24h、48h、72h、96h、120h。

（二）電化學(xué)測(cè)試

1. 在每個(gè)鹽霧試驗(yàn)周期結(jié)束后，取出試樣，迅速用去離子水沖洗，去除表面殘留的鹽霧溶液，然后用無(wú)水乙醇清洗，吹干。

2. 將試樣作為工作電極，飽和甘汞電極作為參比電極，鉑片作為輔助電極，組成三電極體系，在電化學(xué)工作站上進(jìn)行動(dòng)電位極化曲線測(cè)試和交流阻抗譜（EIS）測(cè)試。

（三）表面分析

1. 鹽霧試驗(yàn)和電化學(xué)測(cè)試完成后，使用電子天平稱量試樣試驗(yàn)前后的質(zhì)量，計(jì)算腐蝕失重。

2. 采用掃描電子顯微鏡（SEM）觀察試樣表面的腐蝕形貌。

3. 利用 X 射線衍射儀（XRD）分析試樣表面腐蝕產(chǎn)物的物相組成。

【實(shí)驗(yàn)結(jié)果/結(jié)論】

（一）實(shí)驗(yàn)結(jié)果

1. 根據(jù)電化學(xué)測(cè)試結(jié)果，繪制不同金屬材料在不同鹽霧試驗(yàn)周期下的動(dòng)電位極化曲線和交流阻抗譜圖。

2. 記錄不同金屬材料在不同鹽霧試驗(yàn)周期后的質(zhì)量變化數(shù)據(jù)，計(jì)算腐蝕速率。

3. 給出不同金屬材料在不同鹽霧試驗(yàn)周期后的 SEM 照片和 XRD 圖譜。

（二）結(jié)論

1. 根據(jù)動(dòng)電位極化曲線和交流阻抗譜，分析不同金屬材料的腐蝕電位、腐蝕電流密度、極化電阻等參數(shù)，評(píng)價(jià)其耐蝕性能。

2. 結(jié)合腐蝕速率、SEM 照片和 XRD 圖譜，分析不同金屬材料在鹽霧環(huán)境下的腐蝕機(jī)理和腐蝕行為。

3. 綜合比較不同金屬材料的電化學(xué)腐蝕抵抗性，為實(shí)際應(yīng)用中的金屬材料選擇和防護(hù)提供建議。

【儀器/耗材清單】

（一）儀器

1. 鹽霧試驗(yàn)箱

2. 電化學(xué)工作站

3. 電子天平

4. 掃描電子顯微鏡（SEM）

5. X 射線衍射儀（XRD）

（二）耗材

1. 碳鋼、不銹鋼、鋁合金、銅合金試樣

2. 氯化鈉

3. 無(wú)水乙醇

4. 砂紙（不同目數(shù)）

5. 去離子水