金屬 / 溶液界面不均一性對(duì)金屬腐蝕電極行為的影響是至關(guān)重要的，有時(shí)甚至可起決定性的作用。傳統(tǒng)電化學(xué)方法均是以整個(gè)電極為研究對(duì)象，以電信號(hào)為激勵(lì)和檢測(cè)手段，通過(guò)解釋而獲得有關(guān)腐蝕電極過(guò)程間接、統(tǒng)計(jì)和面積平均的研究信息。因此難以實(shí)現(xiàn)對(duì)表面不同位置的腐蝕電化學(xué)特性的定域或掃描測(cè)量 , 也不能獲得有關(guān)微區(qū)形貌結(jié)構(gòu)和化學(xué)微環(huán)境信息 ,從而限制了對(duì)許多復(fù)雜腐蝕電化學(xué)體系的深入研究。發(fā)展具有空間分辨度的腐蝕電化學(xué)新技術(shù)，研究金屬表面或金屬/溶液界面的電化學(xué)不均一性，探明腐蝕電化學(xué)過(guò)程的定域效應(yīng)及動(dòng)力學(xué)規(guī)律，有利于深入揭示復(fù)雜電化學(xué)體系的本質(zhì)和機(jī)制，推進(jìn)電化學(xué)科學(xué)進(jìn)入空間分辨和分子水平的研究，已成為當(dāng)前國(guó)際上一個(gè)最重要研究熱點(diǎn)和趨勢(shì)。

腐蝕過(guò)程界面電場(chǎng)及掃描微探針測(cè)量原理

    隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步 , 已發(fā)展了不少具有空間分辨的譜學(xué)顯微技術(shù) ,為金屬局部腐蝕的深入研究提供了強(qiáng)有力的工具。非現(xiàn)場(chǎng)空間分辨的譜學(xué)技術(shù)主要有掃描電鏡、X- 射線能量色散分析、掃描 Auger 能譜、場(chǎng)離子顯微鏡、原子探針及質(zhì)子探針等，通常要求樣品必須在高真空條件下測(cè)量 , 因此難以研究局部腐蝕的動(dòng)態(tài)過(guò)程。 現(xiàn)場(chǎng)空間分辨的譜學(xué)技術(shù) , 如掃描探針顯微鏡、掃描 Raman 光譜及掃描紅外光譜等 , 可在電化學(xué)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量腐蝕電極表面空間形貌、化學(xué)物種、形態(tài)及其取向分布等 , 從原子或分子水平研究局部腐蝕的動(dòng)態(tài)過(guò)程。現(xiàn)場(chǎng)空間分辨譜學(xué)技術(shù)還有掃描探針顯微技術(shù) （SPM） 主要包括掃描隧道顯微鏡 （STM） 和原子力顯微鏡 （AFM）、掃描橢圓術(shù)、掃描光電流譜、掃描 Kelvin 探針、掃描電化學(xué)顯微鏡（SECM）及掃描微電極技術(shù)等 , 可直接研究腐蝕過(guò)程表面鈍化膜光電特性分布、電化學(xué)不均一性及局部腐蝕行為。

    為了從高空間分辨水平認(rèn)識(shí)組分—結(jié)構(gòu)—化學(xué)活性之間的綜合信息的相互關(guān)聯(lián)，國(guó)際上已開(kāi)始探索研制各種原位探針的聯(lián)用技術(shù)，試圖同時(shí)測(cè)量微區(qū)形貌結(jié)構(gòu)、化學(xué)組分及腐蝕電化學(xué)特性，這些極具創(chuàng)新性的復(fù)合型掃描微探針聯(lián)用技術(shù)的研究在國(guó)際上雖然還只是剛剛起步，但已受到國(guó)際間極大的興趣和重視。

    掃描微電極技術(shù)（SMET）是通過(guò)測(cè)量金屬 / 溶液界面電場(chǎng)分布直接原位檢測(cè)金屬表面或金屬 / 溶液界面的電化學(xué)不均一性 , 指示腐蝕電極表面二維方向的微區(qū)電化學(xué)活性點(diǎn)位置和活性大小，跟蹤活性點(diǎn)變化過(guò)程及影響因素。掃描微電極技術(shù)可用于研究多種形式的局部腐蝕，如點(diǎn)腐蝕的發(fā)生、發(fā)展過(guò)程機(jī)理，縫隙腐蝕的消長(zhǎng)，應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的前驅(qū)電位效應(yīng)，焊縫腐蝕行為，緩蝕機(jī)理及材料耐局部腐蝕的評(píng)測(cè)等。 近年來(lái)發(fā)展復(fù)合型掃描微電極探針，譬如 SMET/SPM 復(fù)合探針、多功能掃描微參比電極、復(fù)合型掃描微 Cl - 電極、復(fù)合型掃描微 pH 電極等，可獲得原位測(cè)量金屬 / 溶液界面有關(guān)局部腐蝕過(guò)程的局部區(qū)域的微觀形貌、腐蝕電化學(xué)活性、微區(qū)化學(xué)環(huán)境等更多重要信息的二維分布 , 進(jìn)而可擴(kuò)展研究體系，同時(shí)還可大幅度提高測(cè)量分辨度，有利于直接跟蹤金屬 / 溶液界面微化學(xué)環(huán)境的不均一性及其與材料表面局部腐蝕破壞過(guò)程的內(nèi)在關(guān)系 , 綜合研究金屬局部腐蝕破壞過(guò)程機(jī)理。

    作者簡(jiǎn)介

    林昌健，教授，師從著名電化學(xué)家田昭武院士，長(zhǎng)期從事腐蝕電化學(xué)及測(cè)試方法，腐蝕與防護(hù)，能源/環(huán)境材料、生物材料電化學(xué)研究，是我國(guó)腐蝕電化學(xué)和材料電化學(xué)研究領(lǐng)域的知名專(zhuān)家和學(xué)術(shù)帶頭人，中國(guó)培養(yǎng)的第一位電化學(xué)博士、留美博士后、國(guó)務(wù)院特殊津貼專(zhuān)家（1992）、國(guó)家杰出青年科學(xué)基金獲得者（1995）、中國(guó)電化學(xué)杰出貢獻(xiàn)獎(jiǎng)獲得者（2013）、中國(guó)腐蝕電化學(xué)及測(cè)試方法杰出成就獎(jiǎng)獲得者（2014）、廈門(mén)市科技重大貢獻(xiàn)獎(jiǎng)獲得者（2013）、被國(guó)家教委，國(guó)務(wù)院學(xué)位委員會(huì)授予“作出突出貢獻(xiàn)中國(guó)博士學(xué)位獲得者”榮譽(yù)稱(chēng)號(hào)。現(xiàn)任廈門(mén)大學(xué)特聘教授、福建省化學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)、中國(guó)腐蝕與防護(hù)學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)、中國(guó)生物材料學(xué)會(huì)理事。他長(zhǎng)期致力于科研教學(xué)和社會(huì)服務(wù)，在腐蝕電化學(xué)、材料電化學(xué)及生物材料等領(lǐng)域取得一系列高水平科技成果：已主持/完成50余項(xiàng)國(guó)家級(jí)和省部級(jí)科研課題，承擔(dān)企業(yè)技術(shù)研發(fā)課題15項(xiàng)；在EES、Adv.Mater.、 JACS、Nano Lett.、CorrSci、EA等國(guó)內(nèi)外刊物發(fā)表學(xué)術(shù)論文450余篇并已被引用上萬(wàn)次；申請(qǐng)發(fā)明專(zhuān)利60余項(xiàng)，已授權(quán)40項(xiàng)，并有12余項(xiàng)發(fā)明專(zhuān)利實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化，推動(dòng)了科技和經(jīng)濟(jì)發(fā)展。已獲教育部、福建省及軍隊(duì)科技獎(jiǎng)11余項(xiàng)，培養(yǎng)博士生和碩士生100多名，已在科技創(chuàng)新和推動(dòng)發(fā)展相結(jié)合方面取得顯著業(yè)績(jī)。

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責(zé)任編輯：殷鵬飛

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