英國曼徹斯特大學(xué)Dirk Engelberg 教授團(tuán)隊(duì)近期發(fā)表了《A Novel Approach to Determine Cathodic Passivation Characteristics and Semiconducting Properties of Pure Aluminium 99.5 wt. % and Aluminium Alloy 7075-T6 with an Electrochemical Pen Electrode》

在大范圍內(nèi)進(jìn)性交流阻抗EIS測(cè)試時(shí)，獨(dú)立的半電池反應(yīng)會(huì)都會(huì)改變整個(gè)測(cè)試區(qū)域的阻抗響應(yīng)，從而難以區(qū)分腐蝕系統(tǒng)的主動(dòng)和被動(dòng)區(qū)域。從1980年開始Isaacs教授引入了局部阻抗測(cè)試（localised electrochemical impedance spectroscopy，LEIS）[1，2]。隨著科技的發(fā)展出現(xiàn)了掃描電化學(xué)顯微鏡（scanning electrochemical microscopy，SECM)和掃描電化學(xué)池顯微鏡（scanning electrochemical cell microscopy，SECCM），但這些技術(shù)是基于實(shí)驗(yàn)室的且繁瑣，在數(shù)據(jù)采集過程中需要經(jīng)驗(yàn)豐富的用戶。而工程表面的電化學(xué)測(cè)量通常需要作為一種質(zhì)量控制工具，并在眾多技術(shù)應(yīng)用中用于多種現(xiàn)場(chǎng)評(píng)估，以評(píng)估材料的抗腐蝕性能。IPS愛譜斯的電化學(xué)腐蝕測(cè)試筆（EC-PEN）通過提供毫米級(jí)別的測(cè)定來確定關(guān)鍵的電化學(xué)參數(shù)。例如，使用 EC-PEN電化學(xué)腐蝕測(cè)試筆進(jìn)行研究以確定不同鋼表面的開路電位和點(diǎn)蝕敏感性[3]、在焊縫改性區(qū)域檢查激光束焊接的 Al-Zn-Mg-Cu 合金[4]。EC-PEN電化學(xué)腐蝕測(cè)試筆的局部阻抗測(cè)試允許在有限范圍內(nèi)非破壞性研究樣品表面特性，以指示在暴露于腐蝕環(huán)境的表面旁邊具有較低鈍化強(qiáng)度的區(qū)域。EC-PEN電化學(xué)腐蝕測(cè)試筆還允許訪問表面層和開發(fā)的表面薄膜的半導(dǎo)體特性，為局部現(xiàn)場(chǎng)表征和質(zhì)量控制提供強(qiáng)大的工具。

英國曼徹斯特大學(xué)Dirk Engelberg 教授團(tuán)隊(duì)使用EC-PEN電化學(xué)腐蝕測(cè)試筆評(píng)估了純鋁 99.5 wt 和7075-T6鋁合金的局部表面特性和相關(guān)的腐蝕性能?？刂剖┘雨帢O極化梯度以沿合金面板表面產(chǎn)生不同的表面氧化物。在三個(gè)特定位置用EC-PEN電化學(xué)腐蝕測(cè)試筆進(jìn)行開路電位下的局部電化學(xué)阻抗譜 (LEIS)，然后進(jìn)行莫特-肖特基 (M-S) 分析以確定每個(gè)位點(diǎn)的半導(dǎo)體行為。此外，還獲得了逐步增加的陰極電位下的電化學(xué)阻抗性能，以評(píng)估工程合金在氫暴露過程中的表面降解機(jī)制。

Electrochemical pen electrode model

LEIS measurement under OCP-control

LEIS measurements under cathodically applied potentials

Mott-Schottky analysis of Hull-Cell spots from the cathodic panel

[1]   H. S. Isaacs and M. W. Kendig, “Determination of Surface Inhomogeneities Using a Scanning Probe Impedance Technique,” Corrosion, vol. 36, no. 6, pp. 269–274, Jun. 1980, 

       doi: 10.5006/0010-9312-36.6.269

[2]   R. S. Lillard, P. J. Moran, and H. S. Isaacs, “A Novel Method for Generating Quantitative Local Electrochemical Impedance Spectroscopy,” J. Electrochem. Soc., vol. 139, no. 4, p

       p. 1007–1012, 1992, ” pp. 1–11

       doi: 10.1149/1.2069332. industrial application

[3]   M. Stefanoni, U. Angst, and B. Elsener, “Local electrochemistry of reinforcement steel - Distribution of open circuit and pitting potentials on steels with different surface condit

       ion,” Corros. Sci., vol. 98, pp. 610–618, 2015, 

       doi: 10.1016/j.corsci.2015.06.004

[4]   J. Wloka, T. Hack, and S. Virtanen, “Local electrochemical properties of laser beam-welded high-strength Al-Zn-Mg-Cu alloys,” Mater. Corros., vol. 59, no. 1, pp. 5–13, 2008, 

       doi: 10.1002/maco.200704081