ความก้าวหน้าในการศึกษากระบวนการเกิดจุดกัดกร่อนของโลหะ

Thread Content

1 ทฤษฎีกระบวนการก่อตัวของรูผุ การเกิดรูผุจะมีช่วงเวลาในการเตรียมตัวก่อนที่จะเกิดขึ้นจริง ซึ่งอาจใช้เวลาหลายเดือนหรือแม้กระทั่งหลายปี ช่วงเวลาการก่อตัวเริ่มต้นขึ้นตั้งแต่จุดที่โลหะสัมผัสกับสารละลายจนเกิดการกัดกร่อน ช่วงการก่อตัวนั้นเป็นช่วงที่อยู่ในสถานะกึ่งเสถียร โดยประกอบด้วยกระบวนการก่อตัวของรูในสถานะกึ่งเสถียร การเติบโตของรูดังกล่าว และการเปลี่ยนแปลงของรูในสถานะกึ่งเสถียรให้กลายเป็นรูในสถานะเสถียร การเกิดของรูที่มีความเสถียรนั้น จำเป็นต้องผ่านช่วงที่ไม่มีความเสถียรก่อนเสมอ การเกิดของรูที่มีความเสถียรก็คือผลมาจากการเติบโตของรูขนาดเล็กในสภาวะที่ไม่มีความเสถียรจนถึงระดับหนึ่ง【3】 Burstein C T และคณะ [4] เชื่อว่า การเกิดรูชนิดไม่เสถียรบนพื้นผิวนั้นขึ้นอยู่กับรูปร่างของจุดที่มีความสามารถในการทำปฏิกิริยาบนพื้นผิว โดยจุดที่มีความกว้างและความลึกน้อย จะสามารถก่อให้เกิดรูชนิดไม่เสถียรได้ที่แรงดันไฟฟ้าต่ำ หรือในสารละลายที่มีความเข้มข้นของ Cl- ต่ำ ในขณะที่จุดที่มีความลึกน้อยและมีพื้นที่เปิดมาก จะสามารถก่อให้เกิดรูชนิดไม่เสถียรได้ก็ต่อเมื่ออยู่ที่แรงดันไฟฟ้าสูงเท่านั้น บนพื้นผิวของโลหะผสมแบบอะมอร์ฟัสที่ไม่มีสิ่งเจือปน ก็สามารถเกิดการก่อตัวของรูขนาดเล็กได้เช่นกัน โดยอัตราการก่อตัวนี้จะเพิ่มขึ้นเมื่อค่าศักย์ไฟฟ้าสูงขึ้น ในระหว่างการค้นคว้าและศึกษากระบวนการเกิดการกัดกร่อนแบบจุด นักวิจัยในอดีตได้เสนอทฤษฎีและแบบจำลองต่างๆ มากมาย เช่น ทฤษฎีการดูดซับ ทฤษฎีการซึมผ่านและการเคลื่อนที่ของไอออนลบ แบบจำลองทางเคมีที่เกี่ยวข้องกับกลไกการเกิดการกัดกร่อน แบบจำลองที่เกี่ยวข้องกับข้อบกพร่องที่เกิดขึ้นในจุดที่เกิดการกัดกร่อน ทฤษฎีการเกิดกรดในบริเวณนั้น ทฤษฎีการละลายทางเคมี ทฤษฎีทางเทอร์โมไดนามิกส์ และทฤษฎีเกี่ยวกับการสูญเสียคุณสมบัติการป้องกันการกัดกร่อนและการกลับมามีคุณสมบัตินั้นอีกครั้ง เป็นต้น ทฤษฎีเหล่านี้สามารถแบ่งออกได้เป็น 2 ประเภทโดยรวม 1) ทฤษฎีการทำลายชั้นฟิล์มป้องกัน ทฤษฎีนี้ระบุว่า เมื่อไอออนที่ก่อให้เกิดการกัดกร่อนมาจับกับชั้นฟิล์มป้องกันของสแตนเลส ด้วยความที่ไอออน C1- มีขนาดเล็ก จึงสามารถผ่านชั้นฟิล์มป้องกันนั้นได้ ไอออน Cl- เมื่อเข้าไปในชั้นฟิล์มแล้วก็จะ “ทำให้ชั้นฟิล์มป้องกันเสียหาย” ส่งผลให้เกิดการนำไฟฟ้าที่รุนแรงขึ้น ดังนั้นชั้นฟิล์มจึงสามารถรักษาความหนาแน่นของกระแสไฟฟ้าไว้ได้ในระดับสูง และยังทำให้ไอออนบวกเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระ และเมื่อสนามไฟฟ้าที่บริเวณรอยต่อระหว่างชั้นฟิล์มกับสารละลายถึงค่าวิกฤตหนึ่ง ก็จะเกิดการกัดกร่อนขึ้น 2) ทฤษฎีการดูดซับ ทฤษฎีนี้ระบุว่า การเกิดสนิมจุดเกิดจากการแย่งชิงตำแหน่งในการเกาะตัวของไอออน Cl- และออกซิเจน เมื่อตำแหน่งที่ออกซิเจนจับกับโลหะถูกแทนที่ด้วย Cl- ก็จะเกิดสารประกอบโลหะ-ไฮดรอกซี-คลอไรด์ที่ละลายน้ำได้ และเมื่อชั้นป้องกันนี้ถูกทำลาย ก็จะเกิดการกัดกร่อนขึ้น ดังที่แสดงในรูปที่ 1 ตัว M หมายถึงโลหะ โดยบนพื้นผิวของโลหะในสารละลายนั้น สิ่งที่เกาะอยู่ไม่ใช่โมเลกุลของออกซิเจน แต่เป็นไอออนของออกไซด์ที่เกิดจากน้ำต่างหาก ZX เป็นไอออนที่เกิดจากการรวมตัวของคลอรีน เมื่อไอออนคลอรีนเหล่านี้มาแทนที่ไอออนออกไซด์ที่มีความเสถียร ชั้นฟิล์มที่ใช้ในการยึดเกาะก็จะถูกทำลาย ส่งผลให้เกิดการกัดกร่อนขึ้น ทฤษฎีนี้ระบุว่า ค่าศักย์ที่ทำให้เกิดการกัดกร่อนแบบจุด หรือ Eb คือศักย์ที่ไอออนลบที่มีคุณสมบัติกัดกร่อนสามารถแทนที่ชั้นที่เกาะอยู่บนพื้นผิวโลหะได้อย่างสามารถย้อนกลับได้ เมื่อค่าที่หนึ่งสูงกว่าค่า Eb การดูดซับของไอออน Cl- ก็จะเพิ่มขึ้น และจะเกิดการกัดกร่อนแบบจุดขึ้น Hoar【5,6】เป็นคนแรกที่เสนอแบบจำลองของโครงสร้างคอมเพล็กซ์บนพื้นผิว โดยมีไอออน Cl- จำนวน 3 หรือ 4 ตัวมาเกาะอยู่รอบๆ ไอออนบวกในโครงสร้างผลึกของออกไซด์ ส่งผลให้เกิดโครงสร้างคอมเพล็กซ์ที่มีพลังงานสูงขึ้นมา โครงสร้างคอมเพล็กซ์นี้สามารถเข้าสู่สารละลายได้อย่างง่ายดาย ซึ่งก่อให้เกิดการบางลงและการทำลายของชั้นฟิล์มที่ช่วยป้องกันพื้นผิวได้ Chao C Y, Lin L F【7-9】 และ Maedonald D D【10-11】 ได้เสนอแบบจำลองของข้อบกพร่องที่เป็นสาเหตุให้เกิดการกัดกร่อนแบบจุด (pnint defect model, PDM) ตามแบบจำลองนี้ อัตราการเคลื่อนที่ของออกซิเจนที่หลุดออกมา หรือของตำแหน่งว่างของออกซิเจน ถือเป็นปัจจัยสำคัญในการเกิดชั้นฟิล์มที่ใช้ป้องกันการเกิดปฏ ； ในทางกลับกัน การแพร่ของไอออนโลหะหรือตำแหน่งว่างของโลหะมีบทบาทสำคัญในกระบวนการละลายของโลหะ การแตกของฟิล์มป้องกัน รวมถึงการเกิดจุดกัดกร่อน ล้วนเป็นผลมาจากการสะสมของโฮลของไอออนบวกที่ถูกกระตุ้นโดยไอออนลบ บริเวณรอยต่อระหว่างโลหะกับฟิล์มป้องกันนั่นเอง ไอออนลบที่ก่อให้เกิดการกัดกร่อน (Cl-) จะมาจับกับตำแหน่งที่มีไอออนบวกว่างอยู่บนพื้นผิวของฟิล์มป้องกันก่อน จากนั้นผ่านปฏิกิริยาของคู่อิเล็กตรอนชนิด Schottky ทำให้ไอออนบวกหลุดออกจากพื้นผิวของฟิล์มป้องกันเข้าสู่สารละลาย ซึ่งก่อให้เกิดการกัดกร่อนในสภาวะกึ่งเสถียรขึ้นมา การดูดซับของไอออนลบทำให้เกิดตำแหน่งว่างของไอออนบวกที่บริเวณอินเตอร์เฟซระหว่างฟิล์มป้องกันกับของเหลว ในที่สุดตำแหน่งว่างของไอออนบวกเหล่านี้ก็จะฝ่าฟิล์มป้องกันเข้ามาและรวมตัวกันที่อินเตอร์เฟซระหว่างฟิล์มป้องกันกับโลหะ หากอัตราการแพร่ของโฮลในฟิล์มป้องกันสูงกว่าอัตราการเกิดไอออนบวกที่บริเวณอินเตอร์เฟซระหว่างฟิล์มป้องกันกับโลหะ ไอออนบวกเหล่านี้ก็จะรวมตัวกันที่บริเวณนั้น ส่งผลให้ฟิล์มป้องกันบางลงในบริเวณนั้น หรืออาจทำให้ฟิล์มป้องกันหลุดออกจากพื้นผิวโลหะได้ —หากรัศมีของบริเวณที่ว่างนั้นมากกว่าขนาดวิกฤต การกัดกร่อนแบบสถิติก็จะเกิดขึ้นได้อย่างรวดเร็ว ในขณะเดียวกัน Chao C Y และคณะได้วิเคราะห์สเปกตรัมอิมพีแดนซ์ของระบบการป้องกันการกัดกร่อนโดยใช้แบบจำลองข้อบกพร่องแบบจุด เชื่อกันว่าในช่วงที่มีการแจกจ่ายพลังงานสูง ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นที่อินเตอร์เฟซระหว่างเยื่อหุ้มกับสารละลายนั้นเป็นปัจจัยสำคัญ และบนแผนภูมิอิมพีแดนซ์ที่มีความซับซ้อนนั้น ก็สามารถสังเกตเห็นรูปร่างครึ่งวงกลมหลายรูปได้ ； ในความถี่ต่ำ การเคลื่อนที่ของข้อบกพร่องต่างๆ ในชั้นฟิล์มป้องกัน ถือเป็นปัจจัยที่ควบคุมอัตราการเกิดปฏิกิริยา สามารถสังเกตเห็นแรงต้านการแพร่ของ Warhurg ได้ ผลการคาดการณ์เหล่านี้ได้รับการยืนยันอย่างดีจากการทดลองกับโลหะ Ni และสแตนเลสชนิด 304 ในสารละลายบัฟเฟอร์ โอคาดะ ที【12】ได้ทำการคำนวณเชิงทฤษฎีเกี่ยวกับความเป็นไปได้ที่จะเกิดการกัดกร่อนแบบจุดบนพื้นผิวของโครงสร้างที่มีธาตุฮาโลเจนอยู่ โดยอาศัยหลักการของกลศาสตร์สถิติ และยังได้ทำนายถึงการเกิดสัญญาณรบกวนในสภาวะที่ไม่เสถียรในช่วงที่เกิดการกัดกร่อน โดยอาศัยการแข่งขันกันในการดูดซับของไอออนฮาโลเจนกับไอออน OH- บริเวณรอบๆ ไอออนบวกในโครงสร้างออกไซด์ ในปัจจุบันยังไม่มีหลักฐานโดยตรงที่ยืนยันถึงการมีอยู่ของสารประกอบฮาโลเจน แต่จากการวิเคราะห์ด้วยเทคนิคโพรบกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน พบว่ามีการรวมตัวของไอออน C1ˉ อย่างชัดเจนบนพื้นผิวโลหะ และไอออน Cl- มีส่วนร่วมโดยตรงในกระบวนการละลายของโลหะด้วย【13】 Marcus P และคณะ [14] ได้ศึกษาการเปลี่ยนแปลงของผลึกภายในเมื่อเกิดการทำลายของชั้นฟิล์มป้องกันและการเกิดสนิมในระดับนาโน โดยสรุปว่ามีสาเหตุ 3 ประการที่ทำให้เกิดการทำลายขอบของผลึกในชั้นฟิล์มป้องกันระหว่างกระบวนการเกิดสนิม ได้แก่ 1) ชั้นผิวของฟิล์มป้องกันมีความเปราะบาง ； 2) การมีอยู่ของตำแหน่งว่างในโลหะ ； 3) การเจริญเติบโตที่ไม่สม่ำเสมอของชั้นออกไซด์บนพื้นผิวโลหะ มีการวิเคราะห์บทบาทของไอออน Cl- ในกลไกการทำลายฟิล์มป้องกัน โดยสรุปได้ว่า เมื่อมีไอออน Cl- อยู่ในอิเล็กโทรไลต์ ไอออนเหล่านี้จะแข่งขันกับไอออน OH- ในการจับกับจุดที่มีความสามารถในการดึงดูดไอออนได้ ส่งผลให้เกิดสารประกอบ M–Cl- หรือ M(OH)–Cl- ซึ่งมีความสัมพันธ์กับออกไซด์ที่อ่อนแอลง และทำให้พลังงานที่จำเป็นในการเปลี่ยนสารเหล่านี้ให้กลับเป็นส่วนหนึ่งของอิเล็กโทรไลต์ลดลงด้วย ดังนั้น อัตราการละลายในบริเวณนั้นจึงเพิ่มขึ้น ส่งผลให้การเติบโตของฟิล์มถูกขัดขวาง ซึ่งทำให้ฟิล์มป้องกันบางลงอย่างรวดเร็ว และกระบวนการทำให้จุดที่ไม่ทนต่อการกัดกร่อนหมดความสามารถในการป้องกันก็เกิดขึ้นเร็วขึ้นด้วย หลังจากการขจัดสารที่ทำให้พื้นผิวโลหะมีความเป็นด่างลดลงแล้ว ไอออน Cl- ก็ยังคงแข่งขันกับไอออน OH- ในการจับตัวกับพื้นผิวโลหะอยู่ดี หากความเข้มข้นของ OH- ต่ำ ไอออน Cl- ก็จะเข้ามาแทนที่ OH- อย่างต่อเนื่อง ซึ่งจะทำให้กระบวนการทำให้สารนั้นด้อยประสิทธิภาพชะลอตัวลง เพื่อป้องกันไม่ให้โลหะซ่อมแซมตัวเองได้อีก จำเป็นต้องมีความเข้มข้นของ Clˉ ในบริเวณนั้นสูงขึ้น กระบวนการนี้จะทำให้เกิดการก่อตัวของรูบนจุดที่มีความทนทานต่อการกัดกร่อนต่ำในบริเวณนั้นๆ ดังที่แสดงในรูปที่ 2 งานวิจัยแสดงให้เห็นว่า สิ่งปนเปื้อนที่ไม่ใช่โลหะในเหล็กเป็นสาเหตุหลักที่ก่อให้เกิดการกัดกร่อนแบบจุด ในช่วงทศวรรษ 1970–1980 ประเทศต่างๆ ได้มีการศึกษาเกี่ยวกับกลไกที่ทำให้เกิดการกัดกร่อนแบบจุด ซึ่งเกิดจากสารซัลไฟด์ Wrang1en C【16】เป็นคนแรกที่เสนอแนวคิดว่าในเหล็กชิ้นเดียวกันนั้น สารซัลไฟด์สามารถแบ่งออกเป็นสารซัลไฟด์ที่มีความสามารถในการทำปฏิกิริยาได้ และสารซัลไฟด์ที่ไม่มีความสามารถในการทำปฏิกิริยาได้ เขาอธิบายถึงปรากฏการณ์การกัดกร่อนแบบจุด โดยระบุว่าบริเวณรอบๆ สารซัลไฟด์ที่มีความสามารถในการทำปฏิกิริยานั้นจะมีพื้นที่ที่มีสารกำมะถันปนอยู่ ซึ่งพื้นที่ดังกล่าวจะทำหน้าที่เป็นขั้วบวก เมื่อเทียบกับสารซัลไฟด์และเนื้อเหล็กที่อยู่รอบๆ ดังนั้นพื้นที่ดังกล่าวจึงจะถูกกัดกร่อนก่อนสารซัลไฟด์และเนื้อเหล็กที่อยู่รอบๆ Smi-alowska S【17】เชื่อว่าที่บริเวณอินเตอร์เฟซระหว่างโครงสร้างโลหะกับสารซัลไฟด์นั้น มีข้อบกพร่องในชั้นออกซิเดชัน และเมื่อมีแรงดันไฟฟ้าสูง ภายใต้อิทธิพลของไอออน Cl- ในสารละลาย จะทำให้จุดที่ชั้นป้องกันอ่อนแอที่สุดแตกออก ส่งผลให้เกิดการกัดกร่อน นอกจากนี้ สารซัลไฟด์เองก็จะละลายออกมา ทำให้เกิดไอออน S2- ซึ่งมีคุณสมบัติกัดกร่อน ส่งผลให้พื้นผิวของโครงสร้างโลหะไม่สามารถมีชั้นป้องกันได้อีกต่อไป Eklund G【18】เชื่อว่า สารซัลไฟด์จะละลายก่อน ทำให้เกิดไอออน S2- ขึ้น ซึ่งจะทำลายชั้นป้องกันผิวหน้าของโลหะ และก่อให้เกิดการกัดกร่อนแบบจุดขึ้นมา ลิน ชางเจียน และคณะ [19] ได้ใช้กล้องจุลทรรศน์แบบสแกนทูนเนลอิเล็กโทรเคมิคัลเพื่อศึกษากระบวนการเริ่มต้นของการเกิดการกัดกร่อนของสแตนเลส ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่า ในช่วงต้นของการเกิดการกัดกร่อนแบบจุด โลหะสแตนเลสจะเกิดการกัดกร่อนแบบจุดเล็กๆ ที่ไม่เสถียรก่อน และลักษณะพื้นผิวของโลหะก็จะเปลี่ยนแปลงไปตามการเกิดและหายไปของการกัดกร่อนแบบจุดเล็กๆ เหล่านี้ ขนาดทางเรขาคณิตของการกัดกร่อนแบบจุดไม่เสถียรอยู่ที่ประมาณ 10 นาโนเมตร ยิ่งค่าศักย์การโพลาริไซซ์มีค่าสูงขึ้นเท่าไร แนวโน้มที่ฟิล์มป้องกันโลหะสแตนเลสจะถูกทำลายในบางบริเวณ และเกิดการกัดกร่อนแบบจุดขึ้นก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น การกัดกร่อนแบบจุดไม่เสถียรนี้ ภายใต้เงื่อนไขบางอย่าง ก็สามารถพัฒนาไปเป็นการกัดกร่อนแบบจุดที่เสถียรได้ ปฏิกิริยาทางเคมีในบริเวณผิวหน้าบางส่วน (รวมถึงปฏิกิริยาการย่อยสลายของไอออนโลหะ การตกตะกอน การเกิดกรด ฯลฯ) จะเพิ่มมากขึ้น เมื่อการกัดกร่อนแบบจุดเล็กๆ พัฒนาไปถึงระดับหนึ่ง กล่าวคือ เมื่อมีเงื่อนไขทางกายภาพและเคมีที่เหมาะสมเกิดขึ้น การกัดกร่อนแบบจุดเล็กๆ ก็อาจพัฒนาไปเป็นการกัดกร่อนในระดับมหภาคได้ เฉิน เสวียนชุน, จาง ชุนย่า และคณะ [20] ได้ทำการเปรียบเทียบความไวต่อการเกิดการกัดกร่อนแบบจุดในเหล็กคาร์บอนต่ำ 4 ชนิดที่มีลักษณะเด่น พบว่าสิ่งปนเปื้อนต่างๆ คือสาเหตุหลักที่ก่อให้เกิดการกัดกร่อนแบบจุดในเหล็ก โดยบริเวณที่อยู่ใกล้กับสิ่งปนเปื้อนเหล่านี้ มีฟิล์มป้องกันที่อ่อนแอที่สุด ดังนั้นการกัดกร่อนแบบจุดจึงเกิดขึ้นที่บริเวณนั้นเป็นหลัก งานวิจัยชี้ให้เห็นว่ากลไกร่วมกันที่ทำให้เกิดการกัดกร่อนแบบจุดจากสิ่งปนเปื้อนคือ บนพื้นผิวของเหล็กจะเกิดฟิล์มป้องกันขึ้นภายใต้สภาวะการขั้วบวก แต่ความต่อเนื่องและความสมบูรณ์ของฟิล์มป้องกันนี้จะถูกทำลายลงเนื่องจากสิ่งปนเปื้อนที่ไม่ใช่โลหะซึ่งอยู่บนพื้นผิว บริเวณขอบระหว่างส่วนที่มีสิ่งปนเปื้อนกับโครงสร้างของเหล็กนั้น การจัดเรียงตัวของอะตอมเหล็กจะไม่เป็นระเบียบ และอยู่ในสภาวะที่มีพลังงานสูง ดังนั้นความเสถียรทางอุณหพลศาสตร์จึงค่อนข้างต่ำ และมีแนวโน้มที่จะเกิดการไอออไนซ์ได้ง่าย นอกจากนี้ บริเวณนี้ยังมีชั้นฟิล์มป้องกันที่บางที่สุด และมีความสามารถในการปกป้องที่อ่อนแอที่สุดอีกด้วย ไอออนที่มีคุณสมบัติกัดกร่อน เช่น Cl- จะถูกดูดซับไว้ที่บริเวณรอยต่อระหว่างสิ่งปนเปื้อนกับโครงสร้างของเหล็ก ดังที่แสดงในรูปที่ 3a เมื่อศักย์ไฟฟ้าถูกทำให้มีค่าสูงจนถึงระดับศักย์ที่ก่อให้เกิดการกัดกร่อน ไอออน Cl- ที่รวมตัวกันจะทำปฏิกิริยากับชั้นออกไซด์ ส่งผลให้เกิดสารคลอไรด์ของเหล็กที่ละลายได้ ชั้นฟิล์มบนพื้นผิวจึงละลายไปบางส่วน และทำให้พื้นผิวของเหล็กมีความสามารถในการตอบสนองต่อสารเคมีมากขึ้น อะตอมเหล็กที่อยู่ในสภาพเปลือยเปล่า ยังคงมีแนวโน้มที่จะเกิดการป้องกันตัวเองภายใต้ศักย์ไฟฟ้านี้ และยังสามารถช่วยซ่อมแซมเยื่อออกซิเดชันที่เสียหายได้อีกด้วย การซ่อมแซมฟิล์มป้องกันที่เสียหายนั้นก่อให้เกิดการแข่งขันแบบสลับกันไปมา ตราบใดที่พื้นผิวมีปฏิกิริยาการกระตุ้น ก็จะมีเหล็กบางส่วนละลายออกมา และเกิดปฏิกิริยาการย่อยสลายทางเคมี ซึ่งจะทำให้ความเป็นกรดในบริเวณนั้นเพิ่มขึ้น และยังทำให้ขอบของสิ่งปนเปื้อนละลายออกมาเล็กน้อย ก่อให้เกิดผลิตภัณฑ์จากการละลายขึ้นมา ดังที่แสดงในรูปที่ 3b ตรง “Ⅹ” เมื่อศักย์การขั้วของแอโนดสูงขึ้นจนถึงระดับศักย์ที่ก่อให้เกิดการกัดกร่อน แรงที่ทำให้ไอออน Cl- ทำลายชั้นฟิล์มป้องกัน รวมถึงแรงที่ทำให้เหล็กแปรสภาพเป็นไอออนก็จะเพิ่มขึ้น ทำให้ไม่สามารถซ่อมแซมชั้นฟิล์มป้องกันได้อีกต่อไป และการกัดกร่อนก็จะเริ่มเกิดขึ้น รอยต่อผลึกก็เป็นบริเวณที่มีความไวต่อการกัดกร่อนแบบจุดเช่นกัน จากการศึกษาเรื่องการเกิดสนิมแบบจุดในสแตนเลสไบเฟส 3RE60 พบว่า【1】 เมื่อนำชิ้นสแตนเลสไปแช่ในสารละลาย FeC3 ซึ่งมีความเข้มข้น 1% การเกิดสนิมจะเริ่มต้นที่บริเวณรอยต่อระหว่างสองเฟส และเกิดขึ้นได้ง่ายกว่าที่ด้านของเฟสออสเตนิต สาเหตุก็เพราะว่าธาตุผสมอย่างโครเมียมและโมลิบดีนัมมีการกระจายตัวที่ไม่สม่ำเสมอในแต่ละเฟส โดยมีปริมาณมากกว่าในเฟสไฟรต์ ดังนั้นเฟสไฟรต์จึงมีความสามารถในการต้านทานการเกิดสนิมได้ดีกว่าเฟสออสเตนิต รอยขีดข่วนหรือการสะสมของแรงบนฟิล์มป้องกัน รวมถึงข้อบกพร่องในโครงสร้างผลึก (เช่น การเลื่อนตำแหน่งของอะตอม) ก็ล้วนเป็นสาเหตุที่อาจก่อให้เกิดการกัดกร่อนแบบจุดได้เช่นกัน Frankel C S และคณะ [21] ได้เสนอแบบจำลองหนึ่งที่ใช้ความต่างศักย์ที่เกิดขึ้นผ่านแผ่นฟิล์มเพื่อควบคุมการเติบโตของรูขนาดเล็กในสถานะกึ่งสมดุล ดังที่แสดงในรูปที่ 4 รูขนาดเล็กที่อยู่ในสถานะไม่เสถียรนั้นมีชั้นฟิล์มปกคลุมอยู่ และบนชั้นฟิล์มนี้ก็มีรูขนาดเล็กจำนวนมาก รูเหล่านี้ช่วยให้เกิดการแลกเปลี่ยนสารระหว่างภายในและภายนอกรูได้ เมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่านรูเหล่านี้ ก็จะเกิดแรงต้านที่สูงขึ้น และทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าตามกฎของโอห์มด้วย ความตกของแรงดันไฟฟ้าผ่านแผ่นฟิล์มจะคงที่ตลอดช่วงเวลาที่มีการเติบโตของรูเล็กๆ และความตกของแรงดันไฟฟ้านี้เองที่ทำให้ความหนาแน่นของกระแสไฟฟ้าที่ใช้ในการเติบโตของรูเล็กๆ คงที่ด้วย ในช่วงปลายของการเติบโตของรูที่ไม่เสถียร ฟิล์มจะแตกออกเนื่องจากแรงดันหรือความดันออสโมติก ทำให้แรงดันไฟฟ้าลดลงอย่างกะทันหัน ในช่วงนี้จะสังเกตเห็นว่าความหนาแน่นของกระแสไฟฟ้าเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว แต่เนื่องจากสารละลายภายในและภายนอกรูผสมกันอย่างรวดเร็ว จึงไม่สามารถรักษาความเข้มข้นของสารละลายให้อยู่ในระดับที่เพียงพอสำหรับการละลายได้ ทำให้รูนั้นหายไปอย่างรวดเร็ว การประยุกต์ใช้ SECM/ลิตรในการศึกษากระบวนการก่อตัวของรอยกัดกร่อน SECM เป็นเทคโนโลยีการสำรวจด้วยแรงบิดแบบใหม่ ซึ่งถูกพัฒนาขึ้นในช่วงปลายทศวรรษ 1980 โดยทีมวิจัยของ Brad A. J. โดยอาศัยหลักการของกล้องจุลทรรศน์แบบสแกนทูนเนล (STM) มาประยุกต์ร่วมกับลักษณะเฉพาะของการวิจัยทางอิเล็กโทรเคมีด้วยอิเล็กโทรดขนาดจิ๋ว SECM สามารถตรวจจับกระแสไฟฟ้าในสารละลายได้ นอกจากนี้ยังสามารถส่งกระแสไฟฟ้าเข้าไประหว่างขั้วไฟฟ้าขนาดเล็กกับตัวอย่างได้อีกด้วย ความละเอียดของ SECM อยู่ระหว่างกล้องจุลทรรศน์แบบออปติกธรรมดากับ STM ถือเป็นวิธีทางอิเล็กโทรเคมีใหม่ที่สามารถวิเคราะห์โครงสร้างในรูปแบบสามมิติได้ในสภาพแวดล้อมจริง มีความไวทางเคมีที่โดดเด่น และจุดเด่นที่สุดคือสามารถสังเกตการณ์ระบบที่กำลังศึกษาได้แบบเรียลไทม์ ในสภาพแวดล้อมจริง และในรูปแบบสามมิติ SECM สามารถนำมาใช้เพื่อศึกษาการเกิดและการพัฒนาของการกัดกร่อนแบบจุดบนพื้นผิวของตัวอย่างโลหะต่างๆ รวมถึงการอธิบายลักษณะของรอยกัดกร่อนแบบจุดด้วย Casillas N【23】SECM ได้ศึกษาขั้นตอนการเริ่มต้นของการกัดกร่อนแบบจุดในโลหะ Ti งานวิจัยแสดงให้เห็นว่า กระบวนการเกิดการกัดกร่อนแบบจุดในช่วงแรกนั้นมี 3 ขั้นตอน ขั้นตอนแรกคือขั้นตอนการก่อตัวของจุดกัดกร่อน ซึ่งเป็นขั้นตอนที่เกิดขึ้นอย่างรวดเร็วมาก ； ขั้นตอนที่ 2 คือขั้นตอนของสภาวะกึ่งเสถียร ในขั้นตอนนี้ การแพร่กระจายของการกัดกร่อนแบบจุดยังไม่ถึงสภาวะสมดุล แต่ในขั้นตอนนี้การกัดกร่อนแบบจุดจะยังคงเกิดขึ้นต่อไป หรืออาจหยุดการเกิดขึ้นได้เช่นกัน ； ขั้นตอนที่ 3 คือขั้นตอนของสภาวะสมดุล ZhuY และ Williams D E รวมถึงคนอื่นๆ [24-25] ได้ใช้เทคนิค SECM เพื่อศึกษากระบวนการเกิดการกัดกร่อนของสแตนเลส งานวิจัยแสดงให้เห็นว่า เมื่อสแตนเลสถูกทำให้เกิดการขั้วไฟฟ้าที่มีแรงดันสูง จะเกิดการกัดกร่อนในสภาวะกึ่งเสถียรขึ้น Gonzalez-Garcia Y และคณะ [26-27] ได้ศึกษากระบวนการเริ่มต้นของการกัดกร่อนจุดในสแตนเลสโดยใช้เทคนิค SECM ภายใต้สภาวะที่ไม่มีการนำไฟฟ้า ผลการศึกษาด้วย SECM แสดงให้เห็นว่า เมื่อโพรบ SECM เคลื่อนที่ผ่านบริเวณที่เกิดการกัดกร่อน ก็สามารถสังเกตเห็นการกัดกร่อนในสภาวะกึ่งเสถียรได้ โดยการวัดปริมาณไอออนที่ถูกปล่อยออกมาจากบริเวณที่เกิดการกัดกร่อนนั้น 3 บทสรุป การศึกษากระบวนการเกิดจุดกัดของวัสดุโลหะมีความสำคัญอย่างยิ่งทั้งในแง่ของทฤษฎีและการปฏิบัติ เพื่อช่วยค้นหาสาเหตุพื้นฐานของการกัดกร่อนของวัสดุเหล่านี้ ดังนั้น นักวิทยาศาสตร์จึงพยายามศึกษากลไกของมันอย่างต่อเนื่อง และได้เสนอแบบจำลองต่างๆ ขึ้นมา การพัฒนา SECM กำลังถูกนำไปใช้อย่างแพร่หลายมากขึ้นเรื่อยๆ ในการศึกษากระบวนการกัดกร่อนแบบจุด โดยถือเป็นวิธีการใหม่ที่มีประสิทธิภาพสำหรับการศึกษากระบวนการเกิดจุดกัดกร่อน