金屬腐蝕過程是典型界面電化學反應,隨著腐蝕的發(fā)生和發(fā)展,金屬表面會形成一系列陽極和陰極活性區(qū)域,從而導致金屬/溶液界面的微區(qū)化學環(huán)境(比如pH、Cl-和金屬離子的濃度)發(fā)生變化,而這些微區(qū)化學環(huán)境的變化又會影響腐蝕過程的進行。由于這些陽極和陰極活性點的尺寸通常在微米,甚至納米的尺度,傳統(tǒng)的電化學方法很難實現(xiàn)對界面微區(qū)化學環(huán)境的實時監(jiān)測。掃描電化學顯微鏡(Scanning Electrochemical Microscopy,SECM)技術是一種具有空間分辨的原位電化學技術,具有多種操作模式,可實現(xiàn)原位測量金屬電極表面形貌以及金屬/溶液界面活性點位置、大小和物種濃度分布。目前,SECM已被越來越多的應用于金屬腐蝕過程的研究。SECM應用最廣泛的是電流響應模式,可以實現(xiàn)對金屬/溶液界面的電化學或形貌成像,但對于沒有電化學活性的物種卻不能響應。相比于電流響應模式,SECM電位響應模式可以實現(xiàn)對某些特定離子濃度的監(jiān)測(如H+,OH-和一些堿金屬離子,如Mg2+,Zn2+等),但主要不足是無法準確控制探針-基底距離,且由于受限于傳統(tǒng)探針的不足,無法同時獲得金屬電極界面微區(qū)空間電化學/化學信息。本...

【文章來源】： 浙江大學浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 不銹鋼的局部腐蝕行為研究
    1.3 微區(qū)pH傳感器的研究進展
    1.4 SECM簡介
        1.4.1 SECM的發(fā)展
        1.4.2 SECM工作原理
    1.5 SECM的常見操作模式及應用
        1.5.1 反饋模式
        1.5.2 產(chǎn)生-收集模式
        1.5.3 電位響應模式
    1.6 復合型電極的研究進展
        1.6.1 AFM-SECM復合電極
        1.6.2 SICM-SECM復合電極
        1.6.3 雙管SECM復合電極
    1.7 COMSOL模擬在電化學中的應用
    1.8 本論文研究的目的和意義
    參考文獻
第二章 實驗部分
    2.1 實驗材料
        2.1.1 超微電極制備
        2.1.2 基底電極的制備和組成
        2.1.3 化學試劑及規(guī)格
        2.1.4 實驗儀器
    2.2 實驗方法
        2.2.1 電沉積實驗
        2.2.2 形貌表征及元素分析（SEM和XPS）
        2.2.3 pH響應性能測試
        2.2.4 掃描電化學顯微鏡（SECM）
    2.3 COMSOL模擬平臺
    參考文獻
第三章 單管Pt/IrO_x-pH超微傳感器電極的制備及316L不銹鋼表面空間pH分布研究
    3.1 引言
    3.2 實驗
        3.2.1 電極制備和表征
        3.2.2 SECM測試
    3.3 結果和討論
        3.3.1 IrO_x膜的微觀結構及價態(tài)分布
        3.3.2 Pt/IrO_x-pH超微傳感器電極對pH響應及可逆性能測試
        3.3.3 Pt/IrO_x-pH超微傳感器電極穩(wěn)定性能測試
        3.3.4 Pt/IrO_x-pH超微傳感器電極對pH的響應機理
        3.3.5 316L不銹鋼表面原位pH分布測試
        3.3.6 316L不銹鋼表面原位微區(qū)自腐蝕電流密度的監(jiān)測
    3.4 本章小結
    參考文獻
第四章 精確位置控制下316L不銹鋼表面pH成像研究
    4.1 引言
    4.2 實驗
        4.2.1 電極制備和表征
        4.2.2 SECM測試
    4.3 結果和討論
        4.3.1 雙管Pt-Pt/IrO_x-pH超微傳感器電極的性能表征
        4.3.2 COMSOL模型的建立
        4.3.3 探針-基底位置的精確控制
        4.3.4 探針-基底距離對pH檢測的影響
        4.3.5 精確距離控制下316L不銹鋼表面微區(qū)pH的測定
    4.4 本章小結
    參考文獻
第五章 電流/電位復合模式下表面微區(qū)電化學/化學成像研究
    5.1 引言
    5.2 實驗
        5.2.1 電極制備和表征
        5.2.2 SECM測試
    5.3 結果
        5.3.1 雙管Pt-Pt/IrO_x-pH超微傳感器電極的性能表征
        5.3.2 COMSOL模型的建立
        5.3.3 探針-基底位置的精確控制
        5.3.4 316L不銹鋼表面微區(qū)Fe²⁺和pH的準同步成像研究
        5.3.5 表面分析
        5.3.6 AZ91鎂合金表面形貌和pH的準同步成像研究
    5.4 討論
    5.5 本章小結
    參考文獻
第六章 總結與展望
    6.1 總結
    6.2 展望
附錄
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]熒光光纖pH、PO2、PCO2傳感器的制備及其在血氣分析中的應用研究[D]. 金偉中.復旦大學 2012



本文編號：3483095