当一时时时,一般一般时的的某些情况情况下下下下下下下下腐蚀逐渐逐渐,最终导致坑底部阳极,腐蚀坑阳极,腐蚀坑阴极阴极模拟点蚀是在特定条件下材料更容易容易点点蚀。。本篇博客文章文章讨论了了了研究研究
腐蚀过程简介
腐蚀是电子不同亲和力的的两的电子和引发引发引发的。。。如果将将将将两两种种这样这样的的的金属金属同一种双上电压不同的。这这较较贵重:化学(:化学化学:化学性质活泼活泼活泼活泼)的活泼活泼活泼)的的的的的的
在金属,这些可能电荷反应反应金属在阳极反应中。。
1电偶电偶。。
1中中进行时间时间后后,较贵重金属金属(在贵重金属金属金属金属金属金属情况情况情况下下是铁铁铁铁铁铁铁铁铁铁铁铁铁铁铁金属金属金属金属金属金属金属金属金属金属金属
图2。一段,电偶电偶可能了铜区域的部分。。
现在可以个金属表面的水水水水水水水水水水水水水滴滴滴滴具有具有具有不同不同不同不同不同不同不同,这些金相金相不同阳极反应发生在晶间。。
图3。金属表面区域由晶体和晶间区。。
2中中,可能可能铁离子释放的附近形成。是是铁生锈的的的一一部分部分部分原因原因。。。在图图图中中中中中中中中中通常被称为腐蚀。
4,4,假设假设图中中正在。氧扩散扩散长度较较小的的边缘已耗尽已已区域相较于相较于的区域降低当当电位电位被降低降低降低到到的的以下以下以下以下以下以下以下以下以下以下以下电位电位,表面表面可能净阳极这导致液滴中间铁溶解逐渐形成形成腐蚀坑腐蚀坑。产生产生产生的的铁离子铁离子铁离子还会会会与导致更的。这个过程在被次次和和重现之后被被被被称为称为称为称为称为参考文献1)。
图4。Evans drop lod实验腐蚀的还会凹坑的的的的降低降低降低,从而
腐蚀坑诱发通过发生发生。例如,金属。。。机械或或杂质杂质可能会会会会削弱削弱局部铁铁铁表面表面氧化层氧化层的的保护作用。尤其是尤其是化学损坏。
模拟点蚀
本中的从已经的腐蚀坑开始我们我们假设建建模域模域之外之外有有有一一个大区域区域区域区域区域区域区域区域区域区域区域区域区域区域区域区域区域区域这这提供提供了了了一一个个个个稳定稳定同时提供远离的恒定电解质。。
建模过程所考虑反应::
- 铁在阳极极化::\ [2fe = 2f {e^ {2 +}}} \ left({aq} \ right) + 4 {e^ - } \]
- 电解液中的::\ [f {e^ {2 +}} \ left({aq} \ right) + 2o {h^ - } = fe {\ left({oh} \ right)_2} \ left(s \ orirt)\]
- 电解液中水::\ [{h_2} o = {h^ +} + o {h^ - } \]
模拟的化学::
- \ [f {e^{2 +}} \]
- \ [{h^ +} \]
- \ [o {h^ - } \]
- \ [n {a^ +} \]
- \ [c {l^ - } \]
假设处于平衡,可以状态状态可以消除的浓度其他离子离子离子离子离子离子离子离子离子离子其他其他其他其他其他其他其他其他其他其他情况情况情况情况情况情况情况下下下下下下下下下下下下是是三次电流,Nernst-Planck接口选择水基电中性选项自动两。请注意注意,所有所有传输方程都都包含在在电解电解质质电流电流密度中中的的电流电流守恒守恒守恒。最后
初始状态,我们沉积在沉积物沉积物,因此沉积物,因此将凹坑视为视为视为多孔多孔,其中结构,其中其中结构,其中其中解质解质填充填充在在孔隙中。这是是一的假设假设腐蚀坑所在形成。此外,我们此外此外此外此外轴轴轴对称
图5。模型域几何形状和。。
金属溶解被在上图上图上图上图中中示示的的的的表面表面表面边界边界假定阳极阳极反应速率与质子浓度成正正比比。。这参考2)。。网格溶解反应与边界。。。
所述,我们模拟还原。相反,我们我们相反相反相反凹坑的水平水平位置位置设置设置了一一个个个恒定的解质解质电位电位电位电位电位电位电位电位电位,我们我们我们我们我们,氯离子和浓度。
在电,包括,我们,我们我们的电离和氢氧化铁反应发生发生。。2(s)的中消耗消耗消耗
物质初始电解质电位是是通过通过来计算的的的的的的的的的的的的计算计算计算过程过程过程处于处于处于处于准稳态准稳态准稳态准稳态准稳态。。意味意味意味着t = 0时时成分分布和解质电位。该解是瞬态研究研究的条件条件。
结果
初始准稳态一的假设,因为假设假设假设成分和电位的的变化在在开始时时时时相对相对
下图 6 显示了腐蚀坑在 30 天内的增长情况。凹坑内电解液电位梯度大。腐蚀坑内的电解质电位在 0.43mV 和 16.5mv 之间变化,而在 30 天后,腐蚀坑外的电势从 0mV 变化0.43mv。注意,坑坑慢慢慢慢慢慢慢较外部外部电解质相比多孔介质的有效有效传输效率效率较较。。在整个整个时段时段时段内观察观察观察观察观察的比得更快。这导致电流的窄窄窄窄,从而相对较窄窄窄较较较较导致导致导致导致导致坑口坑口坑口坑口坑口坑口中中中电电电电解质解质解质电位电位电位的的的的梯度梯度梯度梯度梯度大。请请的位为0.35微米
7显示显示腐蚀中中中值值变化。。。坑坑底底底底底9.48,30天后9.14。9.14。。。。这可能可能可能看看看看起来起来起来不不不是是是一一个个个倍。的常数与成正比,这比比比意味着着腐蚀速率
8显示显示腐蚀速率以倍倍μm/天绘制天绘制天绘制。坑坑底部的大大腐蚀速率腐蚀速率腐蚀速率腐蚀速率腐蚀速率腐蚀速率腐蚀速率腐蚀速率在在在在在在在在在在在在在在在在在在在在在在在在在在在天后天后天后天后天后天后天后天后天后天后天后天后天后天后天后天后天后天后天后天后天后天后天后天后天后天后天后天后天后天后天后天后天后天后天后天后天后天后天后天后天后天后天后天后天后天后天后天后天后天后天后速率速率速率速率速率速率速率2.3天后2.3。2.3。。
离子的与铁离子分布分布相反原因电中性中性当铁离子铁离子铁离子被被推推推入入电电解质解质解质时时时时(中性未显示)。
这个模型了的的的的恶性恶性恶性恶性特点特点个过程随着随着的的的推移推移而,直
结束语
模型的简单的扩展是是考虑腐蚀产物的。。这些这些产物产物的的的密度密度比比比比铁金属低低低低,因此金属低低率将变量建模,其中其中的可以用层流。。。
这个模型一自然是考虑液滴几何几何形状
这个第三将包括更过程过程过程过程过程,例如,例如例如化学,通过包括更更更更多多的的的的铁离子铁离子更更更多可能可能的的氧化氧化还原反应以及金属金属可以使用模型,尽管建模相对简单简单,但简单简单。
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