金属在应用环境中的腐蚀主要有大气腐蚀、土壤腐蚀、水环境中的腐蚀,其中金属的大气腐蚀是最普遍的腐蚀形式之一。大气腐蚀是金属暴露于大气环境服役中,由于空气的冷凝和吸附,在金属表面形成一层薄层液膜电解质所引发的腐蚀,本质上是电化学腐蚀;在电力行业中,输电网系统中大部分使用各种金属结构部件,主要集中用在输电杆塔。然而,输电杆塔在野外大气环境中服役时,往往出现非常严重的腐蚀破坏;这种腐蚀又不同于一般情况下的金属腐蚀特征;此外,在一些电子设备中服役的金属材料在使用过程中也受到严重的腐蚀损坏。这些金属材料的服役环境有个共同的,即暴露于一定强度的电场环境下。因此,我们认为电场作为一种典型的外部因素影响金属的大气腐蚀。本论文采用自建的实验装置来模拟金属在电场环境作用下的大气腐蚀,此装置可以模拟更接近金属实际大气腐蚀的干湿交替环境。采用增重法及电化学方法并结合腐蚀产物表征分析方法,研究了外加直流电场下金属材料的大气腐蚀过程,分析了电场环境对金属大气腐蚀的影响机制。主要包括以下内容:(1)通过模拟大气干湿交替环境,采用增重试验、电化学测试(弱极化曲线测试、电化学阻抗谱)以及产物形貌分析,研究了外加直流电场作用下,表面沉积有NaCl的碳钢样品在模拟干湿交替作用下的腐蚀规律。实验结果表明:随着干湿交替暴露实验的进行,锌的腐蚀速率先减小后增大至稳定,而碳钢的腐蚀速率则先增大后缓慢减小至稳定;外加直流电场的存在可以加速碳钢在大气环境中的腐蚀速率,且腐蚀速度随电场强度的增大而增加。(2)通过模拟大气环境下不同直流电场强度体系,采用失重实验、电化学测试及腐蚀产物形貌结构分析方法,研究了工业大气环境、海洋大气环境下,直流电场环境对碳钢和金属锌腐蚀行为及腐蚀产物形貌结构的影响。实验结果表明,直流电场的存在,加速了非稳态的γ-FeOOH的生成,同时抑制了γ-FeOOH向α-FeOOH的转化,这使得锈层产物的保护性能下降,加速了碳钢的腐蚀。