腐蚀与钝化模型中的标度理论
统计力学
2007-05-23 v1 材料科学
摘要
我们研究了一个金属表面保护层小损伤后的腐蚀与钝化模型。从初始的缓慢腐蚀速率(点蚀形核)到快速腐蚀(点蚀扩展)的交叉发生在孕育时间。该模型定义在一个格点上,格点上的位点代表金属(体相、反应性和钝性)和溶液(中性、酸性或碱性)的可能状态。概率规则描述了金属表面的钝化、钝化层的溶解(在酸性介质中增强)以及空间分离的电化学反应(可能在溶液中产生pH不均匀性)。通过适当匹配溶液中pH不均匀性产生和湮灭的特征时间,标度理论给出了孕育时间时溶解区域的平均半径作为模型参数的函数。该半径随空间分离反应速率和酸性介质中溶解速率的增加而减小,随溶液中H+和OH-离子的扩散系数的增加而增大。平均孕育时间写为中性介质中缓慢溶解的一系列特征时间之和。在中性介质中溶解速率是该过程最慢速率的合理假设下,它随中性介质中的溶解速率线性增加。结果在二维格点上通过数值模拟得到证实,并讨论了对三维情况的推广。
引用
@article{arxiv.cond-mat/0608173,
title = {Scaling theory in a model of corrosion and passivation},
author = {F. D. A. Aarao Reis and Janusz Stafiej and J. -P. Badiali},
journal= {arXiv preprint arXiv:cond-mat/0608173},
year = {2007}
}
备注
29 pages, including 9 figures; to be published in J. Phys. Chem. B