多孔介质中铁与钢的阴极保护机制
摘要：阴极保护（CP）于两个世纪前引入，并被广泛应用于保护诸如管道、海上设施和桥梁等结构免受腐蚀。尽管它被广泛使用，但CP的基本工作机制仍存在争议，特别是对于金属在土壤等多孔介质中的情况。在这里，我们通过采用原位和非原位表征技术结合电化学测量来表征钢-电解质界面发生的时空变化，为这个长期存在的争议提供解决方案。我们展示了在进行CP时，界面电解质经历碱化和脱氧，并且根据极化条件，铁氧化物薄膜可以同时形成在钢表面上。我们进一步证明，这些界面电解质化学和钢表面状态的变化会导致阳极和阴极反应及其动力学发生改变。我们提出了一种将长期争论的浓度和活化极化理论相互融合的CP机制。讨论了这种一致的科学理解对于增强腐蚀保护技术和关键钢铁基础设施的安全、经济和环保运营的影响。
作者：Federico Martinelli-Orlando, Shishir Mundra, Ueli M. Angst
论文ID：2308.15953
分类：Materials Science
分类简称：cond-mat.mtrl-sci
提交时间：2023-08-31