多电极耦合的非均匀结构局部腐蚀的测试系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种多电极耦合的非均匀结构局部腐蚀的测试系统及方法，所述的测试系统设有经典电化学综合测试系统、微区电化学测试系统和微电极阵列测试系统三个测试系统，三个测试系统可以单独进行测试，也可以任意两个进行联用，利用微电极阵列作为桥梁和纽带，将三个测试系统耦合起来联用，能够进行经典电化学、微电极阵列和微区电化学三种测试，从大尺度、中间尺度和小尺度获取和有效关联非均匀结构局部腐蚀过程的自腐蚀电位、自腐蚀电流密度、极化性质及电化学阻抗谱等整体平均信息，具有一定统计特征的电偶电位、电偶电流等局部分布信息，以及局部阴极、阳极区的微区分布信息。

【技术实现步骤摘要】
多电极耦合的非均匀结构局部腐蚀的测试系统及方法
本专利技术属于电化学
，涉及腐蚀电化学测试技术，具体地说，涉及一种多电极耦合的非均匀结构局部腐蚀的测试系统及方法，用于多电极耦合的非均匀结构局部腐蚀研究。
技术介绍
在国民经济的各个领域内经常会遇到各种非均匀结构，这些非均匀结构的组成有以下两种。一种是由多个组成部分组成，例如：焊缝接头是由母材区、热影响区和焊缝区等多个组成部分组成；一种是由多种金属或合金材料组成的，例如：船体表面由钢制船壳、铜合金螺旋推进器和铝基牺牲阳极等材料组成。由于各个组成部分或材料在腐蚀介质中的腐蚀电位和极化特性往往存在明显区别，而相互之间又存在着电连接，在腐蚀介质中就构成了一个复杂的存在多电极耦合的腐蚀金属电极系统。上述非均匀结构在各种自然环境和工艺环境中易产生严重的局部腐蚀，对压力容器和管道、舰船、水下生产系统等装置、设施和构件的服役安全构成巨大威胁，迫切需要研究解决。而这种多电极耦合的非均匀结构由于存在宏观腐蚀电池和微观腐蚀电池的耦合，其局部腐蚀过程往往具有多相、多界面、高度不均匀分布的特征，传统的电化学手段在表征其腐蚀行为时存在一定的困难和局限性，导本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多电极耦合的非均匀结构局部腐蚀的测试系统，其特征在于，包括经典电化学综合测试系统、微区电化学测试系统和微电极阵列测试系统三个测试系统，所述三个测试系统可单独进行测试，也可任意两个测试系统联用进行测试；所述经典电化学综合测试系统设有用于连接工作电极的工作电极接线端、用于连接参比电极的参比电极接线端和用于连接辅助电极的辅助电极接线端；所述微区电化学测试系统设有扫描探针，用于对阵列电极进行扫描测试；所述微电极阵列测试系统设有高速矩阵转换开关，所述高速矩阵转换开关用于耦合整个阵列电极、或将阵列电极的某一组成部分耦合作为工作电极。

【技术特征摘要】
1.一种多电极耦合的非均匀结构局部腐蚀的测试系统，其特征在于，包括经典电化学综合测试系统、微区电化学测试系统和微电极阵列测试系统三个测试系统，所述三个测试系统可单独进行测试，也可任意两个测试系统联用进行测试；所述经典电化学综合测试系统设有用于连接工作电极的工作电极接线端、用于连接参比电极的参比电极接线端和用于连接辅助电极的辅助电极接线端；所述微区电化学测试系统设有扫描探针，用于对阵列电极进行扫描测试；所述微电极阵列测试系统设有高速矩阵转换开关，所述高速矩阵转换开关用于耦合整个阵列电极、或将阵列电极的某一组成部分耦合作为工作电极。2.如权利要求1所述的多电极耦合的非均匀结构局部腐蚀的测试系统，其特征在于，所述经典电化学综合测试系统为电化学工作站。3.如权利要求1或2所述的多电极耦合的非均匀结构局部腐蚀的测试系统，其特征在于，所述微区电化学测试系统为微区扫描电化学工作站。4.如权利要求3所述的多电极耦合的非均匀结构局部腐蚀的测试方法，其特征在于，所述微区扫描电化学工作站为UniscanM370微区扫描电化学工作站或VersaSCAN微区扫描电化学工作站。5.如权利要求1、2、4任意一项所述的多电极耦合的非均匀结构局部腐蚀的测试系统，其特征在于，所述微电极阵列测试系统采用基于微电极阵列的多通道电偶腐蚀测试系统。6.一种多电极耦合的非均匀结构局部腐蚀的测试方法，采用权利要求1至5任意一项所述的多电极耦合的非均匀结构局部腐蚀的测试系统，其特征在于，采用微电极阵列测试系统单独进行测试，含有以下步骤：利用微电极阵列测试系统的高速矩阵转换开关将阵列电极全部耦合后，通过高速矩阵转换开关对阵列电极进行电偶电位和电偶电流的扫描，获取非均匀结构的电偶腐蚀状态和局部腐蚀电流密度。7.一种多电极耦合的非均匀结构局部腐蚀的测试方法，采用权利要求1至5任意一项所述的多电极耦合的非均匀结构局部腐蚀的测试系统，其特征在于，采用经典电化学综合测试系统与微电极阵列测试系统联用进行测试，含有以下步骤：利用微电极阵列测试系统的高速矩阵转换开关将阵列电极中某一组成部分耦合在一起作为工作电极，与经典电化学综合测试系统的工作电极接线端连接，经典电化学综合测试系统的参比电极接线端连接参比电极，经典电化学综合测试系统的辅助电极接线端连接辅助电极，将工作电极、参比电极和辅助电极放置在电解池的电解质溶液中，进行阵列电极的开路电位、线性极化电阻、电化学阻抗谱和动电位极化曲线测试，并获取非均匀结构的局部阳极区或局部阴极区内的电化学性质参数；将待测局部区域内的非均匀结构利用微电极阵列测试系统的高速矩阵转换开关进行切换，高速矩阵转换开关的输出端与经典电化学综合测试系统的工作电极接线端连接，经典电化学综合测试系统的参比电极接线端连接参比电极，经典电化学综合测试系统的辅助电极接线端连接辅助电极，将工作电极、参比电极和辅助电极放置在电解池的电解质溶液中，进行阵列电极的电化学阻抗谱测试，获取非均匀结构的局部阳极区或局部阴极区内的电化学阻抗及其随时间的变化。8.一种多电极耦合的非均匀结构局部腐蚀的测试方法，采用权利要求1至5任意一项所述的多电极耦合的非均匀结构局部腐蚀的测试系统，其特征在于，采用微区电化学测试系统与微电极阵列测试系统联用进行，含有以下步骤：利用微电极阵列测试系统的高速矩阵转换开关将阵列电极全部耦合后，作为工作电极，接入微区电化学测试系统的输入端，利用微区电化学测试系统的扫描探针扫描阵列电极表面微区内的氧化还原反应，原位获...

【专利技术属性】
技术研发人员：李焰，李亚东，唐晓，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：山东,37