腐食亜鉛メッキFeサンプルのSKP撮像例

I– はじめに

本書はSKP手法の能力の概略です。ここで被覆欠陥の4つの異なる領域を撮像することができます。

II – 2 実験

M470がSKPモードで設定され、欠陥亜鉛被覆がTriCellTMに取り付けられて水平にされました。タングステン・プローブがサンプル表面から約100μm以内に置かれ、システムが信号を自動調整するように設定されました。これでユーザがロックイン・アンプ調整を行う必要がなくなります。その後、ステップサイズ100μmで、6 x 6mm²にわたってスイープスキャン・エリアマップ実験が行われました。


図1: サンプルおよびおおよそのスキャン領域 (黒枠)

図1のサンプルはモデルSKPサンプルで、部分的に酸腐食がある劣化部を持つ、さまざまに摩耗した亜鉛被覆でコーティングされた鋼材コインで構成されています。

III – 結果

このサンプルのSKPスキャンの結果は図2で示されています。

Y位置(ミリメートル)
X位置(ミリメートル)
電位


図2: SKPエリアマップ結果

SKPマップに4つの関心領域があり、図3で視覚的に識別できます。

部分エッチング(Fe + Zn)
島(Zn)
鋼材腐食(水酸化Fe)
欠陥被覆(Fe)

欠陥被覆
鋼材腐食

部分エッチング


図3: 欠陥領域の拡大画像

フランス、38640 クレ、ヨーロッパ通り1、Bio-Logic Science Instruments
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サンプルの4つの異なるフェーズを考慮する場合、以下のような相対腐食電位スケールを確立することができます。
Zn < Fe + Zn < 水酸化Fe < Fe。

SKPマップのコントラストを見ると、低いボルタ電位に対応する青色、高いボルタ電位に対応する赤色で同じランキングを確立することができます。ランキングは以下のようになります。
被覆(Zn) < 島(Zn) < 部分エッチング(Fe + Zn) < 腐食鋼材(水酸化Fe) < 欠陥被覆(Fe)。
腐食電位を考慮した時と同じランキングになりますが、これで情報がSKPなどによって取得されたことが裏付けられます。ボルタ電位または仕事関数の差は腐食電位に比例します。これはStratmannなど1-3によって初めて実演、証明されました。
また、ボルタ電位と腐食電位の間の校正係数の見つけ方に関する技術ノートはBio-Logicウェブサイト4に記載されています。

IV – 結論

この短いノートはScanning Kelvin Probeによって得られる結果の例を示しています。本手法の感度によって以下の各種の特徴が識別できます。欠陥被覆、酸化状態の金属、さまざまな割合の2つの異なる金属。これらの各特徴は腐食電位に続くボルタ電位のさまざまなコントラストおよび値を提供します。

参考文献

  1. M. Stratmann, H. Streckel, Corrosion Science, 1990, 30, 681 – 696
  2. M. Stratmann, H. Streckel, Corrosion Science, 1990, 30, 697 – 714
  3. M. Stratmann, H. Streckel, K. T. Kim and S. Crockett, Corrosion Science, 1990, 30, 715 – 734
  4. SCAN-LAB テクニカル・ノート #3: 電気化学電位に関する作業関数
■製品情報
SECM 走査型電気化学顕微鏡
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