用电化学噪声测量法进行缓蚀剂的性能测试及筛选

Posted 2023-01-13 噪声测量

篇首语：鸟欲高飞先振翅，人求上进先读书。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了用电化学噪声测量法进行缓蚀剂的性能测试及筛选相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

电化学噪声是指在恒电位(或电流)控制下，电解池中通过金属电极/介质界面的电流(或电压)的自发波动。这种噪声产生于电化学系统本身，而不是来源于控制仪器的噪声或是其它的外来干扰。这种方法近十几年来已成为一种新颖的腐蚀电化学研究方法，被誉为90年代技术〔1—4〕。电化学噪声测量法的最大特点是自然、真实的反映金属表面状态及性能，是一种“无损"、“原位"的检测方法。这种方法在研究局部腐蚀、表面膜的动态特征等方面，均取得了良好效果。文中主要阐述电化学噪声测量方法在缓蚀剂性能测试及筛选等方面的应用。
1 电化学噪声的测量
1.1 测量装置
电化学噪声的测量系统分为两大类，即恒电流方法和恒电位方法，两种方法的测量装置如图1、图2所示。

电化学噪声测量的关键装置是FFT(快速傅里叶变换)频率分析仪，它具有FFT的数学处理功能，能自动完成噪声时间谱、频率谱和功率密度谱的测量、存储及显示。电解池中同时使用两个参比电极通过相关技术，能够消除只有一个参比电极时具有的各种寄生干扰。在测试时为防止外界的干扰噪声、电解池应放在屏蔽箱中，并防止机械震动。
1.2 电化学噪声的图谱
利用双通道频谱分析仪，可以观察到功率谱和时域谱。时域谱为噪声电压(或电流)对时间的波动图谱，频域谱表示噪声频谱分量的振幅随频率的变化图谱，它是将时域谱进行FFT后得到的。
2 电化学噪声测量法用于缓蚀剂性能测试及筛选
2.1 铁缓蚀剂性能测试
工业纯铁在含有一定量Cl-的水样中可发生孔蚀，加入缓蚀剂可以抑制这种孔蚀的产生。图3给出工业纯铁在0.5MNaCl水溶液与加入0.01MNaNO2的0.5MNaCl水溶液的电流噪声谱〔5〕，图4给出了工业纯铁在1.0×10-3苯甲酸钠溶液中的电压噪声谱〔6〕，从图4中可看出，未加缓蚀剂的噪声图谱上，电流(或电压)有很大移动，而加入缓蚀剂后，电化学噪声电压谱(或电流谱)非常平坦。因此用电化学噪声法可比较准确地分析出缓蚀剂的缓蚀性能。

2.2 铜缓蚀剂的筛选与复配
缓蚀剂组成：Zn2+20×10-6、HEDP4×10-6TP3×10-6、BTA50×10-6
苯骈三氮唑(BTA)是一种主要的铜缓蚀剂，但它单独使用时，所需浓度很高，对环境及人体有害。BTA与有机磷酸(盐)复配后，具有良好的缓蚀与阻垢性能，且各自单独添加剂量均很小。图5给出了铜电极浸入加有复配铜缓蚀剂的水样中的电化学噪声电压谱。从图5可以看出不同的复配，对水样抗点蚀性能的影响是不同的。
3 结束语
电化学噪声测量是一种灵敏的原位探测技术，它的测试技术及数据分析技术较普通的稳态和暂态电化学技术复杂的多，而且性能良好的FFT分析仪一般均需进口，价格昂贵。但我们可充分利用微型个人计算机，通过编制FFT计算软件和采用高速、高精度的A/D转换板来完成噪声信号的采集、存储和显示。可以预见电化学噪声测量方法在腐蚀科学中一定会有广阔应用前景。