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- 流速对B10合金在洁净海水中冲刷腐蚀行为的影响
在静态海水中，海水中的氧促进了材料表面的腐蚀产物膜的形成，但膜层形成缓慢，阻抗谱中高频区的容抗弧半径随着浸泡时间延长而缓慢地增大，腐蚀电位也呈增大趋势；参加阴极反应的氧存在浓度扩散梯度，腐蚀反应受扩散控制，在阻抗谱表现为低频区出现了扩散尾。
在流动海水中，由于海水的流动性，提高了氧扩散系数及电荷转移速度，从而促进了阴、阳极反应，使腐蚀速度加快。海水的流动性促进了阳极反应，即使材料表面腐蚀产物膜形成与溶解速度加快，表面形成相对稳定致密的膜层；但由于流动海水还对材料表面进行冲刷作用，使外层疏松的腐蚀产物膜生成后随即被冲刷掉。因此，材料在洁净海水中冲刷时，大多只表现为单层膜。
B10合金在洁净海水中腐蚀电位随流速的变化趋势如图2.16所示，其中冲刷条件下的腐蚀电位均取每个流速下的0°情况下的腐蚀电位为例。从图中表现结果看出：腐蚀电位随着流速的提高而逐渐降低，这是由于随着流速的提高，海水的流动性提高，提高了氧扩散系数及电荷转移速度，促进了阴、阳极反应，使腐蚀速度加快，使其腐蚀电位逐渐降低；但随着流速的提高，腐蚀电位更加稳定，这是由于海水的流动性，促进了材料表面腐蚀产物膜形成与溶解过程，表面形成相对稳定致密的膜层的速度加快。
图2.16 自腐蚀电位随着流速变化
参照文献及上述对浸泡条件和洁净海水中冲刷条件下的情况分析，选用图2.17（a）所示的等效电路图分析浸泡条件下的阻抗数据，选用图2.17（b）所示的等效电路图分析在洁净海水中冲刷情况下的单层膜信息。
图2.17 等效电路图，RS-溶液电阻， CPE1、CPE2-常相位元件（n=1时为等效电容）， Rt-电荷转移电阻， Rf-膜层电阻， W-Warburg阻抗
通过等效电路图拟合获得的膜层电阻和电荷转移电阻随流速的变化趋势如图2.18所示。从图中变现结果看出：膜层电阻和电荷转移电阻均随流速的提高而逐渐降低，这是由于随着流速的提高，海水的流动性增强，并且海水的流动性，提高了氧扩散系数及电荷转移速度，促进了电荷转移过程，使电荷转移电阻降低；海水的流动性，增大了海水对材料表面腐蚀产物膜的冲刷作用，降低了膜层厚度，使膜层电阻降低。
图2.18 在洁净海水中不同流速下的膜层电阻和电荷转移电阻变化
（a）膜层电阻 （b）电荷转移电阻
B10合金在洁净海水中不同条件下冲刷腐蚀后的宏观腐蚀形貌如图2.19所示。从图中看出：浸泡条件下的材料表面颜色为浅黄色；在冲刷条件下的材料表面颜色为黄褐色，局部黑色。这是由于在浸泡条件下，腐蚀产物膜形成缓慢；在洁净海水中冲刷条件下，海水的流动性促进了腐蚀产物膜的形成，材料表面迅速地形成稳定致密的膜层，因此在冲刷条件下的膜层比浸泡条件下的厚，使冲刷条件的材料表面颜色较深。
而随着流速的变化，微观腐蚀形貌却没有明显地区别，如图2.11-图2.13所示，这与冲刷时间较短密切相关。
图2.19 在洁净海水中不同条件下的宏观腐蚀形貌
（a）浸泡条件 （b）冲刷条件
从膜层成分分析结果看出，在浸泡条件和冲刷条件下的膜层成分均主要由氧化物构成。不同条件下的腐蚀产物膜成分比例情况如表2.1所示。从图中看出冲刷条件下的O、Cu元素含量比例比浸泡初期的大，说明冲刷条件下材料表面腐蚀产物膜形成速度比浸泡条件下的快；但在冲刷条件的Cl的含量却明显下降了，而且没有发现Na元素，冲刷条件下，NaCl等水溶性较强的物质不易在材料表面附着。
表2.1 腐蚀产物膜成分含量比例（at.%）
