電化學(xué)噪聲分析方法及其在土壤腐蝕中的應(yīng)用研究.pdf

1、華中科技大學(xué)博士學(xué)位論文電化學(xué)噪聲分析方法及其在土壤腐蝕中的應(yīng)用研究姓名：黃家懌申請學(xué)位級別：博士專業(yè)：材料物理與化學(xué)指導(dǎo)教師：郭興蓬邱于兵20081105華中科技大學(xué)博士學(xué)位論文II2類，其中類1表示亞穩(wěn)態(tài)，類2表示穩(wěn)態(tài)。當(dāng)樣本在類1和類2之間隨機(jī)分布時，說明電極處于從亞穩(wěn)態(tài)向出現(xiàn)穩(wěn)態(tài)宏觀蝕點(diǎn)過渡的腐蝕狀態(tài)。DA不僅能驗證CA結(jié)果的正確性，更重要的是可以很好地判定來自于同種腐蝕體系的未知EN數(shù)據(jù)所屬類別，從而達(dá)到確定其所代表的腐蝕狀態(tài)

2、的目的。為了有效減少CADA樣本容量，在對點(diǎn)蝕過程進(jìn)行定量分類前，先采用主成分分析（PrincipalComponentAnalysisPCA）從基于噪聲電位和電流的常用統(tǒng)計量中挑選出了具有顯著性分類作用的統(tǒng)計量E、I、σE和σI為聚類變量，然后選擇分層聚類（HierarchicalAgglomerativeClusterAnalysisHACA）同樣可將該過程分為亞穩(wěn)態(tài)、過渡態(tài)和穩(wěn)態(tài)三個階段。最后DA可對來自于同種點(diǎn)蝕體系的未知樣本所

3、屬類別進(jìn)行判別。結(jié)果表明，HACA與kmeansCA結(jié)果具有良好一致性，且HACA結(jié)果更直觀、清晰，無需預(yù)先指定分類數(shù)目，而kmeansCA對點(diǎn)蝕過渡態(tài)的出現(xiàn)更為敏感。由于潰瘍狀腐蝕體系EN時、頻譜隨時間變化不明顯，因此難于通過時域統(tǒng)計量、PSD或EDP清楚劃分腐蝕發(fā)展的不同階段以及確定合適的k值。因此，嘗試應(yīng)用基于統(tǒng)計量的PCAHACA解析EN信號。結(jié)果表明，由PCA可確定聚類變量為E、σE、σI和σII，并根據(jù)HACA可將潰瘍狀腐蝕

4、過程分為高速萌發(fā)期、橫向發(fā)展期和縱向發(fā)展期三個階段，該分類結(jié)果與電極表面腐蝕形貌具有較好的一致性。采用EN技術(shù)研究X70鋼在30℃庫爾勒原土（含水量1.04％）及35℃低含水量庫爾勒土壤（含水量1.04~3.12％）中初期（0~7d）的腐蝕行為，其中PR、PSD和WT用于研究EN與土壤腐蝕狀態(tài)之間的相關(guān)性，并將解析結(jié)果與EIS、極化曲線、失重法和腐蝕形貌與產(chǎn)物分析結(jié)果進(jìn)行了對比。結(jié)果表明，基于EN統(tǒng)計量的HACA可用于解析土壤EN數(shù)據(jù)。