OM在金属腐蚀原位监测领域应用

光学显微镜 （OM） 是一种通过把微小的物体放大以进行微观结构分析的光学仪器。其通常采用两级放大，被观测物体经过物镜作第一级放大，成一倒立的实像；然后再经目镜作第二级放大，成一虚像[34]。目前常见的OM有许多种类，其中金相显微镜是专门用来观察金属等物体金相组织的显微镜，其用于金属腐蚀原位观测领域中可以在线获得金属腐蚀过程中的金相组织变化情况。

OM是一种相对较为传统的物体微观形貌观测仪器。如果使用光电元件、电荷耦合器等作接收器，再与计算机相连接就可以构成一个完整的图像信息采集和处理系统，可直接对金属腐蚀的过程进行原位监测。Ambat等[35]将浓度为3.5% （质量分数） NaCl液滴放在分别通过压铸和锭模铸造成型的AZ91D镁合金表面上，并通过OM连续监测该液滴内的腐蚀现象，记录了试样表面特征随时间的变化情况。认为压铸成型的AZ91D镁合金比锭模铸造成型的具有更好的耐腐蚀性和钝化性能。Wang等[36]用OM原位观察了X80钢在NaCl溶液中点蚀的萌生和扩展过程，研究了夹杂物与点蚀萌生的关系。认为点蚀主要是由力学缺陷引起的，还有一部分则是由金属夹杂物引发的；而且点蚀坑的直径随时间的变化大致遵循指数衰减，意味着点蚀的扩展速率随时间降低。

将OM与电化学技术结合能够获得更多有用的信息，应用在金属腐蚀原位监测领域有很大的优势。Zhao等[37]通过恒电位仪和OM原位观察了AA7075铝合金在NaCl溶液中的局部腐蚀，将试样表面的放大图像和瞬时极化曲线的组合作为表面腐蚀过程的电势函数，记录了活性表面层在经抛光的AA7075铝合金上的溶解。结果显示，在离子研磨或化学蚀刻的样品中未观察到层溶解，认为腐蚀敏感表面层是在抛光过程中形成的。Green等[38]使用恒电位仪和OM原位观察了在0.6 mol/L NaCl溶液中Zr50Cu40Al10金属玻璃表面上的点蚀情况。通过将极化曲线与显微图像相结合，认为电位在腐蚀电位Ecorr时金属玻璃表面上有点蚀坑生成并不断扩展，进一步增加电位则会导致表面上更多点蚀坑开始形核。

由于放大倍率较低、景深较小等缺点，传统OM无法对金属腐蚀行为进行深层次的研究。随着科技的进步，已经开发出了具有高放大倍率和超高景深的OM，再次推进了OM在金属腐蚀原位监测领域中的应用。李彦[39]用超高景深三维共焦OM对18-8不锈钢分别在不同浓度的NaCI溶液、HNO3溶液、HCl溶液中的腐蚀过程进行原位跟踪拍摄，并对不锈钢腐蚀后表面的显微图像进行了示差处理，获得了18-8不锈钢在不同浓度的几种溶液中腐蚀的微观形貌动态特征。

用于应力腐蚀实验的光学显微镜原位测试装置[40]

7075铝合金在光学显微镜下的SCC过程及相应的应力-应变曲线[40]

光学显微镜因为结构的特殊性，目前在应力腐蚀等特殊腐蚀的原位研究中应用相对较少，但在金属点蚀原位研究中有着较为广泛的应用，能够原位跟踪观测点蚀的形核和扩展过程，与电化学技术联合使用能够获取到更为充分的腐蚀过程信息，以更加准确地探究腐蚀机理。

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