腐(fu)蝕(shi)給國民經(jing)濟帶來的(de)巨大經(jing)濟損失(shi)已經(jing)引(yin)起(qi)人們的(de)重(zhong)視，腐(fu)蝕(shi)防護成為現代(dai)科學技(ji)術(shu)研(yan)究(jiu)的(de)重(zhong)要領域之(zhi)一(yi)。金(jin)屬(shu)腐(fu)蝕(shi)速率和(he)機理(li)是(shi)研(yan)究(jiu)腐(fu)蝕(shi)防護的(de)主要內容，腐(fu)蝕(shi)監檢測(ce)(ce)技(ji)術(shu)又是(shi)研(yan)究(jiu)金(jin)屬(shu)腐(fu)蝕(shi)速率和(he)機理(li)的(de)重(zhong)要手(shou)段。所以(yi)腐(fu)蝕(shi)檢測(ce)(ce)技(ji)術(shu)的(de)重(zhong)要性(xing)突出地顯現出來。

1 較(jiao)成熟的腐蝕(shi)檢(jian)測(ce)方法(fa)

1 電阻法

電阻(zu)法測定金屬(shu)腐(fu)蝕速度，是根據金屬(shu)試樣由(you)于(yu)腐(fu)蝕作(zuo)用使橫截面積減小，從而(er)導(dao)致電阻(zu)增大的(de)原理。利用該原理已(yi)經(jing)研(yan)制(zhi)出較多的(de)電阻(zu)探針用于(yu)監測設(she)備的(de)腐(fu)蝕情況，是研(yan)究(jiu)設(she)備腐(fu)蝕的(de)一種(zhong)有效工具。

圖(tu)1 電阻法測量(liang)

2 線(xian)性極化法

線(xian)性極化(hua)法(fa)對腐(fu)蝕情(qing)況變化(hua)響應快，能獲得瞬間腐(fu)蝕速率，比較靈(ling)敏，可以及(ji)時(shi)地反(fan)映設備(bei)操(cao)作條件的變化(hua)，是一(yi)種(zhong)非(fei)常適(shi)用于(yu)監測的方法(fa)。

圖2 線性極(ji)化(hua)曲線

3 電位(wei)法

作為一種腐(fu)蝕監(jian)測技術，電位監(jian)測有其明顯(xian)優點：可以在不改變金(jin)屬(shu)表面狀態、不擾亂生(sheng)(sheng)產體系的條(tiao)件下從生(sheng)(sheng)產裝置本身得到快(kuai)速響應，但它(ta)也能用(yong)來(lai)測量插(cha)入生(sheng)(sheng)產裝置的試樣。

圖3 電位法檢測

4 超(chao)聲波測厚法

超聲波測(ce)厚法是利用(yong)壓(ya)電換能(neng)器(qi)產(chan)生的高頻(pin)聲波穿過材料，測(ce)量(liang)回(hui)聲返回(hui)探頭的時間或(huo)記錄(lu)產(chan)生共鳴時聲波的振幅(fu)作為訊號(hao)，來(lai)檢測(ce)缺(que)陷或(huo)測(ce)量(liang)壁厚。一般采用(yong)示(shi)波器(qi)或(huo)曲線(xian)記錄(lu)儀顯(xian)示(shi)接(jie)受到的訊號(hao)，比較先進(jin)的儀器(qi)則可以直接(jie)顯(xian)示(shi)缺(que)陷，或(huo)給出厚度的數值。

圖4 超聲波側厚(hou)

2 迅速(su)成長的腐蝕監測方法

1 電化學(xue)阻抗譜

電(dian)化(hua)學(xue)阻抗譜（EIS）優于其它暫(zan)態(tai)(tai)技(ji)術的(de)一(yi)個(ge)特點是，只需(xu)對處于穩態(tai)(tai)的(de)體(ti)系施加一(yi)個(ge)無限小的(de)正弦波擾動，這對于研(yan)究電(dian)極(ji)(ji)上的(de)薄膜，如修飾電(dian)極(ji)(ji)和電(dian)化(hua)學(xue)沉積膜的(de)現場研(yan)究十分重要，因為這種(zhong)測(ce)量不會(hui)導致膜結(jie)構(gou)發生大的(de)變化(hua)。

a）最(zui)簡單(dan)的(de)電化學界面（b）具有持(chi)續擴散和一個時(shi)間(jian)常(chang)數(shu)(shu)（c）具有兩個時(shi)間(jian)常(chang)數(shu)(shu)（d）孔蝕過程的(de)阻抗

圖5 解釋腐蝕系統EIS結果(guo)而提出的等(deng)效電路模型

2 電化學(xue)噪聲技術

電(dian)化(hua)學噪聲(sheng)（Electrochemical noise，簡稱EN）是(shi)指電(dian)化(hua)學動力系統中， 其電(dian)化(hua)學狀態參量(liang)（如：電(dian)極(ji)電(dian)位、外測電(dian)流密度等）的(de)隨機非平衡波動現象(xiang)。這(zhe)種噪聲(sheng)產生于電(dian)化(hua)學系統的(de)本(ben)身，而不是(shi)來源(yuan)于控制儀器的(de)噪音或是(shi)其它的(de)外來干擾(rao)。

圖6 某企業電(dian)化學檢測界面及圖像

3 薄(bo)層活化技術

當難以接(jie)觸(chu)到被測(ce)表面(mian)(mian)或被測(ce)表面(mian)(mian)被重疊結(jie)構遮蓋時(shi)，帶電(dian)粒子活(huo)化或中子活(huo)化等核反應(ying)方法(fa)就成為監(jian)測(ce)磨損(sun)(sun)腐蝕(shi)(shi)的(de)(de)強有力的(de)(de)工(gong)具。薄層活(huo)化方法(fa)（TLA）是一種先進的(de)(de)磨損(sun)(sun)測(ce)量技術，在(zai)現(xian)代(dai)工(gong)業中的(de)(de)應(ying)用(yong)越來越廣。同常規的(de)(de)磨損(sun)(sun)測(ce)量方法(fa)相(xiang)比，薄層活(huo)化法(fa)是非接(jie)觸(chu)式無(wu)損(sun)(sun)遠程監(jian)測(ce)磨損(sun)(sun)、腐蝕(shi)(shi)和沖蝕(shi)(shi)等材料表面(mian)(mian)的(de)(de)剝蝕(shi)(shi)，不需(xu)拆卸零件(jian)，可在(zai)線(xian)進行磨損(sun)(sun)測(ce)量；可以同時(shi)測(ce)量一個機器(qi)中幾(ji)個零部(bu)件(jian)表面(mian)(mian)的(de)(de)磨損(sun)(sun)量；該(gai)方法(fa)靈敏(min)度(du)高，用(yong)濃度(du)測(ce)量法(fa)可達10-6g，薄層示差法(fa)可達±015ìm；活(huo)化面(mian)(mian)積小，活(huo)化深度(du)一般不超過200ìm，放射性活(huo)度(du)很低(di)，在(zai)使用(yong)時(shi)低(di)于(yu)國家(jia)規定的(de)(de)安全值；此外該(gai)方法(fa)比常規方法(fa)所(suo)耗的(de)(de)費用(yong)更(geng)低(di)，試驗時(shi)間明(ming)顯(xian)縮(suo)短，費效比更(geng)合理。

4 場(chang)圖像技術

場(chang)圖像技(ji)術（FSM）也有(you)譯成“電(dian)指紋(wen)法(fa)”。通過在(zai)給(gei)定范圍進(jin)行相應(ying)次數的電(dian)位(wei)測量(liang)，可(ke)對局部(bu)(bu)現象(xiang)進(jin)行監測和(he)定位(wei)。FSM的獨(du)特之處在(zai)于(yu)將所有(you)測量(liang)的電(dian)位(wei)同(tong)監測的初(chu)始值相比較(jiao)，這些初(chu)始值代表了部(bu)(bu)件最初(chu)的幾(ji)何形(xing)狀，可(ke)以將它看(kan)成部(bu)(bu)件的“指紋(wen)”，電(dian)指紋(wen)法(fa)名稱即得名于(yu)此。

圖7 FSM電場示意圖

5 恒電量技術(shu)

據前(qian)人研(yan)(yan)究(jiu)工作，恒(heng)電量(liang)技(ji)術(shu)作為一(yi)種研(yan)(yan)究(jiu)和評價鋼筋腐(fu)蝕的(de)(de)方(fang)(fang)法(fa)，在(zai)某些方(fang)(fang)面比(bi)傳統的(de)(de)方(fang)(fang)法(fa)具(ju)有(you)優勢，它(ta)有(you)著快速(su)、擾動小、無損檢測和結果定(ding)量(liang)等優點，而(er)且通過拉普拉斯(si)或富(fu)立葉變(bian)換(huan)等時(shi)-頻變(bian)換(huan)技(ji)術(shu)從恒(heng)電量(liang)激勵下(xia)衰(shuai)減信號的(de)(de)暫(zan)態響應(ying)曲線得(de)到電極系統的(de)(de)阻(zu)抗頻譜，可(ke)以(yi)實現(xian)實時(shi)在(zai)線測量(liang)，因(yin)此是一(yi)種極具(ju)應(ying)用潛力(li)的(de)(de)腐(fu)蝕監(jian)測方(fang)(fang)法(fa)。

圖(tu)8 恒電量腐蝕檢測工作(zuo)原理(li)圖(tu)

3 基(ji)礎(chu)研究中(zhong)的(de)腐蝕檢測技術

1 光(guang)電化學方法技術(shu)

光電(dian)化(hua)(hua)學(xue)(xue)方(fang)法是一種(zhong)原位(wei)研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)方(fang)法，對(dui)于表(biao)征鈍(dun)化(hua)(hua)膜的(de)(de)(de)光學(xue)(xue)和電(dian)子性質(zhi)、分析金(jin)屬(shu)相合金(jin)表(biao)面(mian)層的(de)(de)(de)組(zu)成和結構以及研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)金(jin)屬(shu)腐(fu)蝕過(guo)程(cheng)均有很好的(de)(de)(de)效果。作(zuo)為一種(zhong)在微(wei)米及納米尺度范(fan)圍內研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)光電(dian)活性材(cai)料及光誘導(dao)局部光電(dian)化(hua)(hua)學(xue)(xue)的(de)(de)(de)新技術，激光掃描光電(dian)化(hua)(hua)學(xue)(xue)顯微(wei)技術的(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)不僅豐(feng)富了人們從較微(wei)觀的(de)(de)(de)角度對(dui)金(jin)屬(shu)氧化(hua)(hua)膜電(dian)極、半導(dao)體(ti)電(dian)極表(biao)面(mian)修飾(shi)及腐(fu)蝕過(guo)程(cheng)等的(de)(de)(de)認識(shi)，而(er)且也促進了光電(dian)化(hua)(hua)學(xue)(xue)理(li)論的(de)(de)(de)發(fa)展與(yu)完(wan)善(shan)，預(yu)期今后該技術將在金(jin)屬(shu)鈍(dun)化(hua)(hua)膜的(de)(de)(de)孔蝕及其破壞過(guo)程(cheng)研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)中有廣闊的(de)(de)(de)應用前景。

2 拉曼光譜

激光拉曼(man)(man)(man)光譜(pu)在(zai)過去的(de)(de)近二十年中越(yue)來越(yue)廣泛地在(zai)金屬(shu)腐蝕研究(jiu)(jiu)領域被運(yun)用，主要包括用電(dian)化學(xue)(xue)調制(zhi)(zhi)的(de)(de)原位(wei)表面增強拉曼(man)(man)(man)散射（SERS）對一些(xie)重(zhong)要的(de)(de)緩蝕劑體系的(de)(de)研究(jiu)(jiu)和用電(dian)化學(xue)(xue)調制(zhi)(zhi)的(de)(de)SERS、普通拉曼(man)(man)(man)光譜(pu)以及其它的(de)(de)原位(wei)或準原位(wei)拉曼(man)(man)(man)光譜(pu)應用形(xing)式對一些(xie)氧(yang)化或鈍化膜進行表征(zheng)和研究(jiu)(jiu)。

圖9 拉曼光譜原理圖

4 結論與展望

腐(fu)蝕(shi)(shi)監測發展的方向是各種(zhong)腐(fu)蝕(shi)(shi)監測技術優勢互補，共同推進腐(fu)蝕(shi)(shi)防(fang)(fang)護研(yan)究快速發展。腐(fu)蝕(shi)(shi)監測技術和計算機技術的結(jie)合是目(mu)前研(yan)究腐(fu)蝕(shi)(shi)監測儀器的主(zhu)要方向，腐(fu)蝕(shi)(shi)監測儀器的智能(neng)化(hua)是腐(fu)蝕(shi)(shi)防(fang)(fang)護發展的主(zhu)流趨勢。