電化學腐蝕模擬的案例
混凝土中鋼筋的電化學腐蝕模擬 ￥1000
混凝土中鋼筋的腐蝕是指鋼筋與混凝土中的水和氧氣反應，導致鋼筋表面產生氧化物，進而引發鋼筋的腐蝕和破壞。混凝土中的水和氧氣是腐蝕的主要因素之一。當水滲入混凝土中的微縫隙和孔隙時，可以與鋼筋表面的氧氣反應，形成氧化物。這個過程是一個電化學過程，涉及到陰極和陽極反應。鋼筋在環境中處于陰極的區域，而氧氣反應位于陽極的區域。在這種電化學反應中，鋼筋表面上的氧化物會導致鋼筋的腐蝕和銹蝕。
本案例建立了一鋼筋混凝土結構簡化模型，基于COMSOL軟件中的三次電流分布模塊和固體力學模塊，仿真模擬得到了鋼筋氧化腐蝕過程中的電化學場、鋼筋的腐蝕層厚度以及破壞區域變化，仿真結果如圖所示：
電化學場
腐蝕層厚度
腐蝕破壞區域
感興趣的朋友，歡迎交流模型！
展開 電化學阻抗譜測試技術：簡要回顧和挑戰 | 用阻抗譜測試鎂合金腐蝕速率？
在既有的認識中，電化學阻抗譜是測試工作電極電化學阻抗的利器，在研究中大多采用電化學阻抗譜分析工作電極電化學反應的阻抗特征，通過構造模擬等效電路分析電極電化學反應的構成要素，但是很少有關于采用電化學阻抗譜分析電化學反應速率的報道。本文介紹了采用電化學阻抗譜測試工作電極的腐蝕速率，值得閱讀、思考和關注。
鎂(Mg)及其合金作為研究對象，在近二十年來引起了科學界的極大興趣。從實用角度來看，Mg是最輕的結構金屬材料，可以減少燃料消耗，從而減少溫室氣體排放。這些使得它在汽車和航空航天行業的應用前景良好。此外，鎂合金在臨床應用中也常用作可生物降解的植入物。鎂具有良好的生物相容性，是數百種人體代謝過程中的重要元素。然而，鎂是最具化學活性的金屬之一，其耐腐蝕性是限制甚至阻止其在實際服役條件下使用的關鍵因素之一。因此，獲得腐蝕速率的定量值對于鎂合金組織的壽命預測和腐蝕防護能力比較評估而言，顯得十分重要。
由于許多鎂合金的腐蝕速率值，往往會隨著暴露時間而發生非常顯著的變化，直到達到穩定狀態。因此需要在長時間的測試中測量這些值。雖然測量腐蝕速率的常用方法有失重法、析氫法和極化曲線法，但使用電化學阻抗譜法(EIS)測定腐蝕速率的方法相對較少。EIS技術的非破壞性、高精度，可重復性，以及對微小腐蝕速率測定的可靠性，該技術似乎最適合于監測腐蝕速率值，且遠低于其他技術所測量的腐蝕速率。
從科學技術的角度來看，用電化學方法測量鎂合金腐蝕速率的可實現性現在是值得懷疑的。許多研究人員通過EIS或極化曲線計算出的鎂合金腐蝕速率值，比通過重量或析氫試驗得到的值低2倍，或者更多。這也就更不用說，通過EIS估算的腐蝕速率值與析氫試驗之間獲得極好的相關性研究了。然而，這些研究僅限于腐蝕的初始階段(僅幾個小時或一天)。
展開 fluent 電化學模擬 模擬鋰電池放電 ￥50
模擬的是Kim論文里面的鋰離子電池放電行為。
使用NTGK模型。使用的電池是15Ah LiMn2O4正極/石墨陽極電池。電池幾何模型如下圖所示。這里主要研究的是在不同放電速率下電池的行為。
包括case 和data 文件
腐蝕介質擴散行為的分子動力學模擬
關鍵詞：Materials Studio，分子動力學模擬，均方位移，擴散系數
內容摘要：
? 腐蝕是工業生產過程中一個極為突出的問題，造成了巨大的經濟損失和安全隱患。在眾多的防腐蝕措施之中，添加緩蝕劑是廣泛采用的方法之一。
? 常用的緩蝕劑主要為吸附型緩蝕劑，它可穩定吸附在金屬表面并在金屬表面形成致密的保護膜，阻礙腐蝕介質向金屬表面遷移擴散，以達到抑制或延緩腐蝕的目的。
計算方法：本文所有模擬工作均由 Accelrys 公司開發的Materials Studio 軟件包完成，力場為 COMPASS力場，它能夠準確給出孤立體系和凝聚態的結構與性質。
利用 Visualizer 模塊構建基礎分子模型
腐蝕介質粒子：HCO3- 、H3O+、H2O以及咪睉啉類緩蝕劑分子
建立界面模型
利用 amorphous cell 模塊分別構建包含緩蝕劑分子的無定形組織結構，采用(NVT)進行分子動力學模擬，平衡后統計體系密度的平均值，并把該值作為計算體系中緩蝕劑膜的密度。模擬體系由三層結構組成:第一層為 Fe(001)面；第二層為包含80個緩蝕劑分子和1個腐蝕介質粒子的無定形組織結構；第三層是厚度為 2nm的真空層。如圖為本文模擬所需的計算模型：
模型結構優化
使用Forcite 模塊對上述模型分別進行結構優化，使其達到最佳的模型結構和穩定的能量體系。
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設計仿真 | 基于Digimat的電化學模擬解決方案加速新電池設計
圖2.電池性能分析工作流程
總 結
由于材料與電化學設計、機械設計和制造工藝之間的復雜權衡關系，電池的設計和開發面臨著重大挑戰。傳統研究方法只能依賴于嘗試不同的設計方案，需要花費大量的時間和實驗成本。海克斯康聯合弗勞恩霍夫應用研究院（Fraunhofer ITWM），構建電池結構仿真分析的新解決方案，能夠模擬常見鋰離子電池、鋅電池和鈉電池的組成微觀結構、電解質、隔膜、活性材料、粘合劑和集電器的電化學性能，幫助用戶在電池設計過程中更好的理解其中的多物理場相互作用，從而更快地推動新電池的創新。
