[发明专利]一种界面双电层电容金属腐蚀抑制效能的评估方法及装置

权利要求书

1.一种界面双电层电容金属腐蚀抑制效能的评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

计算动态直流杂散电流干扰下金属管道的腐蚀速率V₁；

根据法拉第定律计算动态直流杂散电流干扰正半周电流完全用于金属阳极溶解时，等效稳态直流电流引起的法拉第腐蚀速率V₂；

计算δ＝V₁/V₂，采用δ评价界面双电层电容的金属腐蚀抑制效能，δ越小，界面双电层电容的金属腐蚀抑制效能越强；

V₁的计算方法包括：

确定动态直流杂散电流干扰腐蚀实验装置金属试样对地阻抗等效电路：常相位角元件的电容Q_dl与电荷转移电阻R_ct并联后再与腐蚀产物膜层电阻R_f串联，然后与腐蚀产物膜层电容Q_f并联，最后与位于输入端的溶液电阻R_s串联；

利用电子电路仿真软件建立所述等效电路的模拟电路，获得一个干扰周期T内流经电荷转移电阻R_ct的电流随时间的变化曲线I_F＝f(t)；

计算I_F0部分的时间积分，获得用于阳极溶解的电荷量Q₊；

计算腐蚀失重：

ΔW＝2.78×10^-4×Q₊SLMW/(nFT)

式中，ΔW为腐蚀失重，单位为g；S为金属试样的工作面积，单位为cm²；L为实验持续时间，单位为h；M_W为金属的摩尔质量，单位为g/mol；n为金属的化合价数；F为法拉第常量，F＝96500C/mol；T单位为s；Q₊单位为C/cm²；

计算腐蚀速率V₁：

V₁＝8.76×10⁴×ΔW/(SLρ)

式中，V₁单位为mm/a即毫米/每年；ρ为金属试样密度，单位为g/cm³；

按以下公式计算V₂：

V₂＝3.15×10⁵×j₊t₊M_W/(nFρT)

式中，V₂单位为mm/a；j₊为干扰正半周期流过金属试样的电流密度，单位为mA/cm²；t₊为干扰正半周期时长，单位为s。

2.根据权利要求1所述的界面双电层电容金属腐蚀抑制效能的评估方法，其特征在于，等效电路参数的确定方法包括：

利用动态直流杂散电流干扰腐蚀实验装置，采集不同干扰周期T内干扰正半周期t₊和干扰负半周期t_-流过金属试样的电流密度j₊和j_-；所述实验装置包括与金属试样、参比电极和辅助电极相连的电化学工作站，与金属试样和辅助电极相连的动态直流电源，用于提供金属试样的流入流出电流；所述金属试样、参比电极和辅助电极均埋在土壤模拟介质中；

利用电化学工作站基于采集数据进行交流阻抗谱测试，获得不同干扰参数下的交流阻抗谱EIS曲线数据；

利用阻抗谱数据处理软件，通过交流阻抗谱EIS数据拟合获得所述等效电路参数Q_dl、R_ct、R_f、Q_f和R_s。

3.根据权利要求1所述的界面双电层电容金属腐蚀抑制效能的评估方法，其特征在于，按下面公式计算Q₊：

f₁(t)＝(f(t)+|f(t)|)/2

式中，n为将干扰周期T等分的数量。