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电化学噪声

2016-05-31 10:38:46

电化学噪声技术相对于传统的腐蚀监测技术的优良特点:第一,它是一种原位无损的监测技术,在测量过程中无须对被测电极施加可能改变腐蚀电极腐蚀过程的外界扰动;第二,它无须预先建立被测 体系的电极过程模型;第三,它无须满足阻纳的三个基本条件;第四,检测设备简单,且可以实现远距离监测。

总体概况

       电化学噪声是指电化学动力系统演化过程中,其电学状态参量(如电极电位、外测电流密度、电容等)的随机非平衡波动现象。电化学噪声可因腐蚀电极局部阴阳极反应活性的变化、电化学成核与生长、环境温度的改变、腐蚀电极表面钝化膜的破坏与修复、扩散层厚度的改变、表面膜层的剥离及电极表面起泡的产生等而产生。

      电化学噪声技术相对于传统的腐蚀监测技术的优良特点:第一,它是一种原位无损的监测技术,在测量过程中无须对被测电极施加可能改变腐蚀电极腐蚀过程的外界扰动;第二,它无须预先建立被测 体系的电极过程模型;第三,它无须满足阻纳的三个基本条件;第四,检测设备简单,且可以实现远距离监测。
       电化学噪声的分类:根据所检测到的电化学信号是电流或电位信号的不同,可将电化学噪声分为电流噪声或电位噪声;根据噪声的来源不同,可将其分为热噪声、散粒效应噪声和闪烁噪声。热噪声是由自由电子的随机热运动引起的,是最常见的一类噪声。热噪声的谱功率密度一般很小,在电化学噪声的测量过程中,其影响可以忽略不计。散粒效应噪声是Schottky与1918年研究此类噪声时,用子弹射入靶子时所产生的噪声命名的,又称为散弹噪声或颗粒噪声。在电化学研究中,当电流流过被测体系时,如果被测体系的局部平衡仍没有呗破坏,此时被测体系的散粒效应噪声可以忽略不计。但在实际工作中,腐蚀电极的散粒效应噪声是绝不能忽略不计的。闪烁噪声又称为1/fα噪声,α一般为1、2、4,也有取6或者更大值的情况。1/fα噪声与散粒噪声一样,与流过被测体系的电流有关,与腐蚀电极的局部阴阳极反应有关;所不同的是引起散粒噪声的局部阴阳极反应所产生的能量消耗散掉了,且外测电位φ表现为零或稳定值,而对应于闪烁噪声的外测φ则表现为具有各种瞬态过程的变量。
       电化学噪声的分析包括:频域分析、时域分析、分形分析、小波分析等分析。频域分析是指将电流或电位随时间变化的规律通过某种技术转变为谱功率密度曲线,然后根据PSD曲线的水平部分的高度、曲线的转折点的频率或曲线没入基底水平的频率、曲线倾斜部分的斜率等PSD曲线的特征参数来表征噪声的特性,探寻电极过程的规律。常见的时频转换技术有快速傅里叶变换和最大熵值法。

标签: 电化学, 材料腐蚀平台, 电位, 电流, 噪声

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