液滴局部腐蚀是海洋大气腐蚀初期的典型腐蚀过程,然而液滴下金属的局部电化学动力学机制尚未澄清。本文重点研究了液滴与纯铁界面局部电极过程动力学及耦合机制,以查明液滴下纯铁局部腐蚀演变过程,这不仅有助于澄清海洋大气腐蚀初期局部腐蚀诱导机制,而且有助于深化局部腐蚀电化学基础理论的发展。本文首先设计了同心圆三电极阵列,并基于NI-PXI平台、数字万用表、高速转换开关、恒电位仪组建了局部电化学测试系统,建立了液滴体系局部腐蚀电化学研究方法。采用新研制的三电极阵列局部电化学测试方法,研究了纯铁在不同体积3.5%氯化钠液滴下经过不同耦合时间后的界面电化学分布。液滴下的电化学分布特征受液滴尺寸的影响。110μL液滴下的腐蚀电位和电流在CTEA上的分布呈圆周对称分布,而25μL液滴下电化学分布的特点是邻峰谷,而340μL液滴下是多个相邻的峰和谷。液滴体积分别为25μL和340μL时液滴均呈现不对称的电化学分布。可以用液滴尺寸与腐蚀电偶有效影响距离来解释,腐蚀电偶有效影响距离由阳极和阴极的腐蚀电位差、电流、阳极极化率和阴极极化率决定。电流标准偏差趋势图表明,在耦合60分钟后,110μL液滴下的局部腐蚀倾向更大。故尺寸合适、电化学分布对称的液滴更有可能引起局部大气腐蚀的发生和发展。通过同心圆三电极系统测试了不同状态下局部电极单元的电化学阻抗谱以及极化曲线。结果表明,局部电极单元腐蚀反应存在显著差异,与液滴尺寸以及位置密切相关,局部阳极呈现活化溶解状态,局部阴极主要为氧扩散过程控制。作为一种典型的不均匀腐蚀体系,液滴几何形状特征使得其内部氧浓度不同,此时的液滴与金属体系形成了氧浓差电池,产生了可区分的阴阳极,加速了纯铁在氯化钠液滴下的腐蚀局部化过程。采用新研制的同心三电极阵列测量方法,研究了纯铁表面3.5%氯化钠动态液滴的电化学响应。体积膨胀,液滴新覆盖的电极,在腐蚀电池中起阴极作用,从而增强了阳极的局部阳极电流密度,其面积和位置稳定不变。当覆盖面积不变下,局部腐蚀趋势随厚度的减小而减小,这归因于均匀氧浓度池。故随着覆盖面积或厚度的增加,动态液滴可以促进和加速大气腐蚀的发生和扩展。