金屬 / 溶液界面不均一性對金屬腐蝕電極行為的影響是至關重要的，有時甚至可起決定性的作用。傳統電化學方法均是以整個電極為研究對象，以電信號為激勵和檢測手段，通過解釋而獲得有關腐蝕電極過程間接、統計和面積平均的研究信息。因此難以實現對表面不同位置的腐蝕電化學特性的定域或掃描測量 , 也不能獲得有關微區形貌結構和化學微環境信息 ,從而限制了對許多復雜腐蝕電化學體系的深入研究。發展具有空間分辨度的腐蝕電化學新技術，研究金屬表面或金屬/溶液界面的電化學不均一性，探明腐蝕電化學過程的定域效應及動力學規律，有利于深入揭示復雜電化學體系的本質和機制，推進電化學科學進入空間分辨和分子水平的研究，已成為當前國際上一個最重要研究熱點和趨勢。

腐蝕過程界面電場及掃描微探針測量原理

    隨著科學技術的進步 , 已發展了不少具有空間分辨的譜學顯微技術 ,為金屬局部腐蝕的深入研究提供了強有力的工具。非現場空間分辨的譜學技術主要有掃描電鏡、X- 射線能量色散分析、掃描 Auger 能譜、場離子顯微鏡、原子探針及質子探針等，通常要求樣品必須在高真空條件下測量 , 因此難以研究局部腐蝕的動態過程。 現場空間分辨的譜學技術 , 如掃描探針顯微鏡、掃描 Raman 光譜及掃描紅外光譜等 , 可在電化學現場測量腐蝕電極表面空間形貌、化學物種、形態及其取向分布等 , 從原子或分子水平研究局部腐蝕的動態過程。現場空間分辨譜學技術還有掃描探針顯微技術 （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、掃描光電流譜、掃描 Kelvin 探針、掃描電化學顯微鏡（SECM）及掃描微電極技術等 , 可直接研究腐蝕過程表面鈍化膜光電特性分布、電化學不均一性及局部腐蝕行為。

    為了從高空間分辨水平認識組分—結構—化學活性之間的綜合信息的相互關聯，國際上已開始探索研制各種原位探針的聯用技術，試圖同時測量微區形貌結構、化學組分及腐蝕電化學特性，這些極具創新性的復合型掃描微探針聯用技術的研究在國際上雖然還只是剛剛起步，但已受到國際間極大的興趣和重視。

    掃描微電極技術（SMET）是通過測量金屬 / 溶液界面電場分布直接原位檢測金屬表面或金屬 / 溶液界面的電化學不均一性 , 指示腐蝕電極表面二維方向的微區電化學活性點位置和活性大小，跟蹤活性點變化過程及影響因素。掃描微電極技術可用于研究多種形式的局部腐蝕，如點腐蝕的發生、發展過程機理，縫隙腐蝕的消長，應力腐蝕開裂的前驅電位效應，焊縫腐蝕行為，緩蝕機理及材料耐局部腐蝕的評測等。 近年來發展復合型掃描微電極探針，譬如 SMET/SPM 復合探針、多功能掃描微參比電極、復合型掃描微 Cl - 電極、復合型掃描微 pH 電極等，可獲得原位測量金屬 / 溶液界面有關局部腐蝕過程的局部區域的微觀形貌、腐蝕電化學活性、微區化學環境等更多重要信息的二維分布 , 進而可擴展研究體系，同時還可大幅度提高測量分辨度，有利于直接跟蹤金屬 / 溶液界面微化學環境的不均一性及其與材料表面局部腐蝕破壞過程的內在關系 , 綜合研究金屬局部腐蝕破壞過程機理。

    作者簡介

    林昌健，教授，師從著名電化學家田昭武院士，長期從事腐蝕電化學及測試方法，腐蝕與防護，能源/環境材料、生物材料電化學研究，是我國腐蝕電化學和材料電化學研究領域的知名專家和學術帶頭人，中國培養的第一位電化學博士、留美博士后、國務院特殊津貼專家（1992）、國家杰出青年科學基金獲得者（1995）、中國電化學杰出貢獻獎獲得者（2013）、中國腐蝕電化學及測試方法杰出成就獎獲得者（2014）、廈門市科技重大貢獻獎獲得者（2013）、被國家教委，國務院學位委員會授予“作出突出貢獻中國博士學位獲得者”榮譽稱號。現任廈門大學特聘教授、福建省化學會理事長、中國腐蝕與防護學會副理事長、中國生物材料學會理事。他長期致力于科研教學和社會服務，在腐蝕電化學、材料電化學及生物材料等領域取得一系列高水平科技成果：已主持/完成50余項國家級和省部級科研課題，承擔企業技術研發課題15項；在EES、Adv.Mater.、 JACS、Nano Lett.、CorrSci、EA等國內外刊物發表學術論文450余篇并已被引用上萬次；申請發明專利60余項，已授權40項，并有12余項發明專利實現轉化，推動了科技和經濟發展。已獲教育部、福建省及軍隊科技獎11余項，培養博士生和碩士生100多名，已在科技創新和推動發展相結合方面取得顯著業績。