水环境中改进型腐蚀电化学传感器的研制与应用

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1、摘要对水环境中钢铁构筑物进行腐蚀监检测是防止腐蚀危害、确保安全生产的有效办法。研制能在构筑物表面直接进行检测的腐蚀电化学传感器则可以了解构筑物的腐蚀状态、腐蚀发展的速度和规律，因此有重要意义。由于水环境中大型钢铁构筑物进行电化学检测的关键问题是限制电流的分布，本文从腐蚀电化学传感器的设计思路入手，研究了辅助电极的暴露面积SA和辅助电极表面与被测对象表面之间的距离D这两个电极系统参数对限流效果的影响。通过研究在蒸馏水、自来水和模拟海水三种不同电导率的介质中两种电极系统参数的限流效果，发现在低电导率介质如蒸馏水和自来水中，通过减小SA及D可以有效限制电流分布。但在高电导率介质中如模拟海水

2、中减小SA与D对限流效果的影响都不大。在得到不同介质中电极系统参数对限流效果影响的规律之后，根据实际检测环境制作了相应的腐蚀电化学传感器，实验证明该传感器在自来水介质中有良好的限制电流分布能力，并且参比电极电位稳定。应用所研制的传感器检测金属材料表面不同表面状态区域的腐蚀情况发现传感器可以较好地区分一定面积不同区域的腐蚀情况。关键词：腐蚀监检测腐蚀电化学传感器ABSTRACTMonitoringanddetectingcorrosionofmetalstructuresinanaquaticenvironmentisaneffectivewaytodecreasedamagescau

3、sedbycorrosionproblemsofthem．Itmakesgreatsensetodevelopatypeofelectrochemicalcorrosionsensorswhichcouldconductmeasurementsdirectlyontargetstructures，inwhichwayusefulinformationconcerningcorrosionprocesscouldbeobtained．WhenelectrochemicalmeasurementsareapplieddirectlytOthosestructures，thekeypoin

4、tistorestrictthesignaldistribution．Sothisworkstartedwithaninvestigationofeffectsofvariousconfigurationsoftheelectrodesystemonthesignaldistribution．Theexperimentalparametersinvolvedinthisworkwere：theareaoftheauxiliaryelectrode(SA)，thedistancebetweentheauxiliaryelectrodeandtheworkingelectrode(D)，

5、andtheresistivityofelectrolyte．Itwasfoundthatinelectrolyteofhighresistivitysuchasdistilledwaterandtapwater,shorteningDordecreasingSAcouldyielddecreaseinsignaldistribution．However,sucheffectswerenotobservedinseawater,whichhasamuchlowerresistivity．Anelectrochemicalcorrosionsensorwasdesignedandfab

6、ricatedonthebasisoffindingsshownabove，anditwasthenevaluatedinlaboratory．Itwasfoundthatthesensorwascapableofrestrictingresponsesignaldistributioninsomeresistivemediumssuchastapwater,andastablepotentialofitsreferenceelectrodewasalsoobservedduringthetest．Inaddition，thesensorwasusedondifferentposit

7、ionsofanironplatecoatedwithrust-resistantzinctomeasurepolarizationresistance．Theresultsshowedthatmeasurementsperformedonpositionsofdifferentsurfaceconditionswouldyielddifferentvalues。whichmeansafinecurrentconfinementiSachievedwith