金屬腐蝕過(guò)程是典型界面電化學(xué)反應(yīng),隨著腐蝕的發(fā)生和發(fā)展,金屬表面會(huì)形成一系列陽(yáng)極和陰極活性區(qū)域,從而導(dǎo)致金屬/溶液界面的微區(qū)化學(xué)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(xué)環(huán)境的變化又會(huì)影響腐蝕過(guò)程的進(jìn)行。由于這些陽(yáng)極和陰極活性點(diǎn)的尺寸通常在微米,甚至納米的尺度,傳統(tǒng)的電化學(xué)方法很難實(shí)現(xiàn)對(duì)界面微區(qū)化學(xué)環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。掃描電化學(xué)顯微鏡(Scanning Electrochemical Microscopy,SECM)技術(shù)是一種具有空間分辨的原位電化學(xué)技術(shù),具有多種操作模式,可實(shí)現(xiàn)原位測(cè)量金屬電極表面形貌以及金屬/溶液界面活性點(diǎn)位置、大小和物種濃度分布。目前,SECM已被越來(lái)越多的應(yīng)用于金屬腐蝕過(guò)程的研究。SECM應(yīng)用最廣泛的是電流響應(yīng)模式,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬/溶液界面的電化學(xué)或形貌成像,但對(duì)于沒(méi)有電化學(xué)活性的物種卻不能響應(yīng)。相比于電流響應(yīng)模式,SECM電位響應(yīng)模式可以實(shí)現(xiàn)對(duì)某些特定離子濃度的監(jiān)測(cè)(如H+,OH-和一些堿金屬離子,如Mg2+,Zn2+等),但主要不足是無(wú)法準(zhǔn)確控制探針-基底距離,且由于受限于傳統(tǒng)探針的不足,無(wú)法同時(shí)獲得金屬電極界面微區(qū)空間電化學(xué)/化學(xué)信息。本...

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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(jìn)展
    1.4 SECM簡(jiǎn)介
        1.4.1 SECM的發(fā)展
        1.4.2 SECM工作原理
    1.5 SECM的常見(jiàn)操作模式及應(yīng)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(yīng)模式
    1.6 復(fù)合型電極的研究進(jìn)展
        1.6.1 AFM-SECM復(fù)合電極
        1.6.2 SICM-SECM復(fù)合電極
        1.6.3 雙管SECM復(fù)合電極
    1.7 COMSOL模擬在電化學(xué)中的應(yīng)用
    1.8 本論文研究的目的和意義
    參考文獻(xiàn)
第二章 實(shí)驗(yàn)部分
    2.1 實(shí)驗(yàn)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(xué)試劑及規(guī)格
        2.1.4 實(shí)驗(yàn)儀器
    2.2 實(shí)驗(yàn)方法
        2.2.1 電沉積實(shí)驗(yàn)
        2.2.2 形貌表征及元素分析（SEM和XPS）
        2.2.3 pH響應(yīng)性能測(cè)試
        2.2.4 掃描電化學(xué)顯微鏡（SECM）
    2.3 COMSOL模擬平臺(tái)
    參考文獻(xiàn)
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(shí)驗(yàn)
        3.2.1 電極制備和表征
        3.2.2 SECM測(cè)試
    3.3 結(jié)果和討論
        3.3.1 IrO_x膜的微觀結(jié)構(gòu)及價(jià)態(tài)分布
        3.3.2 Pt/IrO_x-pH超微傳感器電極對(duì)pH響應(yīng)及可逆性能測(cè)試
        3.3.3 Pt/IrO_x-pH超微傳感器電極穩(wěn)定性能測(cè)試
        3.3.4 Pt/IrO_x-pH超微傳感器電極對(duì)pH的響應(yīng)機(jī)理
        3.3.5 316L不銹鋼表面原位pH分布測(cè)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(cè)
    3.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
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(shí)驗(yàn)
        4.2.1 電極制備和表征
        4.2.2 SECM測(cè)試
    4.3 結(jié)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(duì)pH檢測(cè)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(cè)定
    4.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第五章 電流/電位復(fù)合模式下表面微區(qū)電化學(xué)/化學(xué)成像研究
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)
        5.2.1 電極制備和表征
        5.2.2 SECM測(cè)試
    5.3 結(jié)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(zhǔn)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(zhǔn)同步成像研究
    5.4 討論
    5.5 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
附錄
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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本文編號(hào)：3483095