电化学噪声技术(EN,Electrochemical Noise)是一种原位、无损的电化学测试技术,广泛地应用于金属的土壤腐蚀、有机涂层的评估等方面,但在金属的大气腐蚀方面研究得则较少。本文设计了基于电化学噪声技术的大气腐蚀监测系统,通过对测得的电化学噪声信号进行数据处理和分析,结合同步进行的材料大气环境腐蚀研究结果,探索了Q235碳钢大气腐蚀行为监测研究。研究结果表明:(1)大气腐蚀监测装置实现了Q235碳钢在大气中原位无损地连续监测,监测结果准确地反映了大气腐蚀引起得噪声波动。基于MATLAB平台设计的电化学噪声数据分析模块具有数据处理速度快、结果重现性好、实现方法简单等优点。同时,该模块通过多项式拟合去漂移得到时域谱图、加窗快速傅里叶变换获得频域谱图、希尔伯特黄变换得到幅值-时间-频率三维图,增加了电化学噪声的分析角度。(2)从表面形貌图观察到Q235碳钢腐蚀产物的颜色变化过程为:褐色→棕红色→黑褐色。从截面形貌观察到:试验60天时,试样的局部区域出现双锈层;试验180天时,试样出现三锈层。EDS分析结果表明,180天试样的三锈层中含氧量从高到低依次为:外锈层>内锈层>中间锈层。(3)实验中,电化学噪声出现5种不同的特征时域谱图:1、噪声波动均匀、出现极少暂态峰;2、噪声先出现低频波动、漂移较大、无暂态峰,再出现高频波动;3、噪声出现大量的暂态峰;4、电压噪声与电流噪声异向变化;5、电压噪声与电流噪声同向变化。噪声统计与频域谱图的特征参数具有较好的一致性:Q235碳钢曝晒45天时,Rn值最大、电压噪声的W值最小、k值最大,此时试样表面的耐蚀性最差。时频谱图出现三种不同的特征:噪声信号在频域轴上分布均匀;噪声信号集中分布于低频区;噪声信号向高频区转移。