Contribution of cellular automata to the understanding of corrosion phenomena

Abstract

We present a stochastic CA modelling approach of corrosion based on spatially separated electrochemical halfreactions, diffusion, acido-basic neutralization in solution and passive properties of the oxide layers. Starting from different initial conditions, a single framework allows one to describe generalised corrosion, localised corrosion, reactive and passive surfaces, including occluded corrosion phenomena as well. Spontaneous spatial separation of anodic and cathodic zones is associated with bare metal and passivated metal on the surface. This separation is also related to local acidification of the solution. This spontaneous change is associated with a much faster corrosion rate. Material morphology is closely related to corrosion kinetics, which can be used for technological applications.

Представлено стохастичний метод моделювання корозiї на основi роздiлених у просторi електрохiмiчних напiв-реакцiй, дифузiї, лужно-кислотної нейтралiзацiї розчину i пасивуючих властивостей оксидних шарiв. Єдиний пiдхiд дозволяє для рiзних початкових умов описувати узагальнену корозiю, локалiзовану корозiю, реактивнi та пасивнi поверхнi, в тому числi явища абсорбованої корозiї. Спонтанне просторове роздiлення анодної та катодної зон пов’язане з чистим металом i пасивованим металом на поверхнi, а також з локальною кислотнiстю розчину. Ця змiна є наслiдком набагато бiльшої швидкостi корозiї. Морфологiя матерiалу тiсно пов’язана з кiнетикою корозiї, що може бути використано у прикладних технологiях.