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电化学腐蚀模块 电化学腐蚀模块 ▪ 各类腐蚀问题 - 电偶腐蚀、缝隙腐蚀、点蚀 - 大气腐蚀、盐雾腐蚀、CO2 腐蚀 - 应力腐蚀、杂散电流腐蚀 ▪ 腐蚀防护 - 外加电流阴极防护(ICCP) - 牺牲阳极阴极防护 - 阳极保护 ▪ 有限元和边界元方法 腐蚀模块下的物理场接口 电流分布+变形几何 ▪ 变形几何 - 动态计算和显示腐蚀形貌的变化 - 精度高 ▪ 耦合:变形电极表面 - vn:来自电流分布物理场中的腐蚀速率变量 腐蚀,变形几何物理场接口 电偶腐蚀变形模拟结果 电偶腐蚀建模 ▪ 不同金属的腐蚀电位不同，造成同一介质中异种金属接触处的局部腐蚀 ▪ 金属上的电位phis 是相等的 Demo ：电偶腐蚀 ▪ 采用变形几何方法 阳极发生镁溶解反应： ▪ 忽略电解液浓度变化 结构示意图 电偶腐蚀变形过程 电流分布+水平集 ▪ 水平集方法 - 动态计算和显示腐蚀形貌的变化 - 模拟蚀穿过程 - 追踪两相流体界面的移动 - 更加灵活 电偶腐蚀,蚀穿过程模拟 电偶腐蚀建模2 ▪ 水平集方法(level set): 0.5,流体1 γ:初始化参数 0.5,流体2 ε:界面厚度控制参 数 材料属性如: 水平集方法物理场接口 Demo ：水平集方法模拟电偶腐蚀蚀穿 ▪ 自定义电极动力学公式 ▪ 调用水平集物理场中的变量 关于水平集和动网格的博客 ▪ /blogs/two-methods-for-modeling-free-surfaces-in- comsol-multiphysics/ ▪ /blogs/modeling-free-surfaces-in-comsol- multiphysics-with-moving-mesh/ Demo:考虑腐蚀产物的电偶腐蚀 ▪ 基于之前的模型，现在考虑Mg2+和OH-的传递以及生成Mg(OH)2腐蚀产物 对腐蚀的影响 ▪ 腐蚀产物引起的界面使用水平集方法描述 离子传递的描述 2+ - ▪ Mg 和OH 传递方程： Di,eff ：有效扩散系数 ui,eff ：有效迁移率 ε ：电解质体积分数，根据水平集比变量确定，在电解液区域为1，在腐蚀产物区域为0 l D ：离子在电解液区域的扩散系数；D ：离子在腐蚀产物区域的扩散系数 i i,cp 离子在腐蚀产物区的扩散系数与MacMullin数，以及腐蚀产物区的孔隙率有关 迂曲度 沉淀反应动力学描述 ▪ 沉淀反应为不可逆反应，反应速率表达式为： k ：为反应速率常数 ksp ：沉淀产物的溶解度积 H(ζ) ：单位阶跃函数 ▪ 控制反应发生在沉淀产物层上方：
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