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304不锈钢微电极腐蚀行为研究

文章作者:admin 人气: 发表时间:2021-07-21 09:21:47


系统(MEMS)技术的进步开辟了全新的技术领域和产业,是关系到国家科技进步、国防安全和经济繁荣的关键技术。材料的腐蚀失效是微系统领域的一个关键问题。因此,我们研究了微电极的腐蚀行为特征、微电极和大电极在腐蚀行为上的异同、尺寸对微电极表面电化学反应的影响、表面传质过程的特点、拟合灵敏度等。它对发展影响巨大,意义重大。在本文中,我们利用飞秒激光加工技术制备了304 奥氏体不锈钢微悬臂梁样品,并建立了微动实验平台,用微电极封装微样品。研究了304不锈钢微悬臂梁电极在0.9% NaCl溶液中的腐蚀疲劳行为和电化学阻抗谱特性,讨论了微系统和宏观系统的腐蚀行为特性和规律。同时制作了一系列微圆盘电极,采用电位扫描、交流阻抗(EIS)和电化学噪声(EN)等电化学方法研究了304不锈钢在3% NaCl溶液中的电化学行为。讨论了微电极表面的尺寸效应、电化学反应、传质过程的性质以及拟合灵敏度的影响。腐蚀性介质大大降低了微悬臂梁试样的疲劳寿命。电化学控制阴极过程是电化学放电和传质过程相结合的结果,阴极过程是整个反应的控制步骤。随着电极面积的不断减小,极限扩散电流密度增大,极限扩散电流密度与电极直径之间存在非线性关系,表明非线性扩散效应驱动着微电极的扩散动力学和腐蚀行为。改变。微电极的尺寸效应主要影响腐蚀行为如下。随着电极尺寸的减小,极限扩散电流密度增大,溶液阻抗减小,双电层电容增大,自腐蚀电位逐渐向负偏移。电流密度逐渐增加。几何尺寸对点蚀敏感性有显着影响,电极面积越小,越难产生亚稳态针孔腐蚀的噪声电位峰值和噪声电流峰值,直径小于200微米的电极表示腐蚀均匀。局部腐蚀(拟合)的可能性大大降低。

我们利用飞秒激光加工样品,利用微运动测试平台研究微系统的腐蚀疲劳行为,探索微系统表面腐蚀电化学反应和传质过程的动态特性,探索异同。微观系统腐蚀行为与宏观系统腐蚀行为的关系;同时,研究了微电极表面的电化学行为特性、微样品表面传质过程的动力学特性、拟合灵敏度和电极的几何尺寸。所有这些都为微系统腐蚀研究提供了有效的经验。 (1)在微系统中选择加工性能好的304不锈钢薄膜材料,采用飞秒激光加工技术对304不锈钢微尺度悬臂梁样品进行加工。利用微动实验平台研究了304不锈钢薄膜微悬臂梁试样在含Cl介质中的腐蚀疲劳性能。 (2) 利用电化学方法研究宏电极和微电极表面腐蚀电化学反应和传质过程的动力学特性比较和研究微观和宏观样品腐蚀电化学行为的差异。 (3)选择不同直径的304不锈钢微盘电极作为研究电极,通过电位扫描试验研究几何尺寸对含Cl介质中表面电化学行为的影响。 (4)选择不同直径的304不锈钢微盘电极作为研究电极,在含Cl介质中采用电化学阻抗测试研究几何尺寸对传质过程动力学性质的影响。 (5)选择不同直径的304不锈钢微盘电极作为研究电极,在含Cl介质中采用化学噪声测试,研究比较几何尺寸对拟合灵敏度的影响。