科技导报

作者：曹发和, 李鑫冉, 黄秋雨, 肖煜华, 张勤号

单位：1.中山大学材料学院，深圳518107；2.宁波大学机械工程与力学学院，宁波315211；

关键词：腐蚀电化学,多反应,非平衡,扫描探针技术,腐蚀反应动力学

基金：国家自然科学基金项目（52371088，52071347，51771174，51171172，52201096，52401132）；广东省基础与应用基础研究基金项目（2025A1515012093）

金属材料在服役过程中通常由于环境的作用，发生电化学/化学反应导致性能衰变的过程称之为腐蚀[1−2]。多数金属腐蚀现象都具有电化学特征，即金属及其合金在发生腐蚀时至少有2类反应：一类是金属阳极溶解形成离子并释放电子；另一类是阴极去极化反应获得电子过程，如析氢反应和/或吸氧反应[3]。在过去的40多年里，包括电化学阻抗谱、极化曲线和电化学噪声在内的多种电化学方法得到快速发展，为腐蚀检测、速率评价、寿命评估和腐蚀机制研究提供了大量且重要的信息。需要指出的是，传统腐蚀电化学的研究对象是平板电极（planar electrode，以一维线性传质模型为基础，一般腐蚀研究电极面积约1.0 cm2），所获得的电化学信息是整个电极的平均信息，特别是极化曲线技术，且极化曲线难以获得构成腐蚀的电极反应动力学信息。电化学阻抗谱虽有较宽的频率范围（通常为105~10−2 Hz），具有一定程度的时间尺度分辨，但是所获得的界面行为和电荷转移电阻等仍是以整个电极平均信息为基础的结果。电化学噪声方法虽能较好地检测局部腐蚀的发生发展，其不足之处主要是复杂的数据处理和分析方法，以及噪声信号特征与腐蚀信息之间对应关系的建立，一般需要辅以形貌观察等离线物理表征[4−6]。必须指出的是：腐蚀电化学过程包含至少2个电化学反应耦合的非平衡电化学过程，并通常伴随化学反应[7]，即腐蚀反应具有非平衡不可逆多反应耦合的特点，较大程度上限制了电化学测试技术的应用，也限制了腐蚀电化学的研究与发展。

来源：2025年第17期

《科技导报》期刊编辑部

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