振动探针技术最初是为生物学研究开发的[1,2]。基于Isaacs的开创性工作，扫描振动电极技术（SVET）被引入腐蚀研究领域[3-6]。目前SVET已广泛应用于多种腐蚀现象的机理研究，相关进展可参考Bastos等[7]发表的综述论文。
SVET探针通常悬置于样品表面上方100–200 µm处，以垂直于样品表面方向振动数十微米（具体振动方向可能因仪器型号/配置而异，部分设备可设置为平行于样品表面振动），通过测量电解液中的电位梯度实现腐蚀电流密度分布的原位检测。
SVET不仅适用于研究局部电化学现象，更是验证模拟腐蚀电流密度可靠性的首选方法[8-11]。研究者通过对比SVET实测电流密度与模拟结果，评估模型的准确性：拟合度越高，表明模拟精度越佳。然而，由于以下原因，SVET数据与模拟结果往往难以完全吻合：(1) 模型简化与真实腐蚀过程的复杂性存在差异；(2) SVET测量物理机制与模拟方法存在本质区别。需强调的是，第二类差异未必意味着模拟存在误差或需修正。有趣的是，某些简化模型反而能获得更好的SVET数据拟合效果[8,12,13]，下文将对此展开讨论。
首先需明确"简化模型"的定义。腐蚀有限元模拟主要有两种方法：
拉普拉斯方法：基于拉普拉斯方程（∇²φ<sub>l</sub> = 0），假设电解液电阻均匀分布；
能斯特-普朗克（NP）方法：通过求解NP方程（控制方程详见第3节）模拟离子扩散、迁移及对流传输（静态溶液中忽略对流项）。NP方法能同步求解浓度梯度、电解液电流密度及电位分布，是处理瞬态腐蚀问题的完整方案，但因涉及多参数求解而计算成本较高。本文所指"简化模型"特指单独使用拉普拉斯方法或结合菲克扩散定律的模型。
以Thébault团队的铁锌切边腐蚀研究为例[8,9,12]：
初期建立的静电模型仅考虑NaCl和氧气，通过拉普拉斯方程模拟电解液域；
随后发展的电化学-传输-反应耦合模型（CETR模型）引入多离子组分及均相反应；
研究发现：静电模型虽简化却与SVET数据良好吻合，而考虑离子扩散的CETR模型反而导致拟合度下降。该团队推测SVET探针振动引发的局部混合效应（图1a）会破坏扩散层，使得测量环境等效于均质介质。
Dolgikh等[16]通过数值模拟与实验证实：探针振动引起的局部混合会显著增强迁移电流密度，同时削弱扩散电流贡献（参见第3节NP方程）。近期Charles-Granville等[13]采用拉普拉斯方法结合菲克第二定律，成功建立了AA7050/SS316异种金属宏电池腐蚀的有限元模型。尽管模型未考虑多组分合金的复杂性[17,18]，但其简化的边界条件仍能较好拟合SVET数据。
此类研究为采用体相电解液电导率（式1）推算SVET电流密度提供了依据。但需注意：真实腐蚀环境中不存在探针扰动（图1b），扩散层得以完整保留。本文作者前期工作已揭示金属表面电流密度与SVET测量值间的差异[19]，后续将重点探讨"局部电导率"替代"体相电导率"的修正方法。
关键图示说明
图1a SVET探针振动引起的局部混合效应示意图
图1b 自然腐蚀环境中的完整扩散层结构
有限元分析（FEA）与SVET（扫描振动电极技术）结合用于腐蚀研究时，需选用支持电化学-传输-反应耦合建模的软件。以下是常用工具及其适用场景：
1. COMSOL Multiphysics
功能特性：
支持多物理场耦合（电化学、扩散、迁移、流体流动等），适用于电解质中离子传输与腐蚀反应的瞬态模拟；
内置“腐蚀模块”可直接定义金属氧化还原反应边界条件，并支持导入SVET数据对比验证；
案例应用：
模拟宏电池腐蚀中阳极/阴极电流分布，与SVET实测结果匹配度较高。
2. ANSYS Mechanical & Fluent
功能特性：
ANSYS Mechanical擅长结构应力与腐蚀形貌的关联分析，Fluent模块可处理电解质流动对腐蚀速率的影响；
结合APDL脚本可实现复杂电化学边界条件定义；
案例应用：
用于航空航天合金的局部腐蚀预测，通过耦合温度场与浓度场优化防护涂层设计。
3. ABAQUS
功能特性：
在材料非线性（如腐蚀诱导的弹塑性变形）分析中表现优异，支持用户自定义材料子程序（UMAT）；
需配合第三方工具（如MATLAB）实现电化学参数动态更新；
案例应用：
模拟应力腐蚀开裂（SCC）过程中裂纹尖端电流密度分布。
4. SolidWorks Simulation
功能特性：
界面友好，适合快速构建几何模型并划分网格，但电化学建模功能有限，需通过插件扩展；
常用于教学场景或简单腐蚀案例的初级分析。
结论
本研究通过有限元模拟发现：忽略扩散层的模拟电流密度与铁锌切边试样的SVET实测数据高度吻合，但该结果无法真实反映自然宏电池腐蚀（无SVET探针振动扰动的环境）。为弥合实验与真实条件的差异，本研究提出局部电导率修正SVET（LECC-SVET）电流密度，即以模拟局部电导率替代体相电导率进行修正。尽管LECC-SVET电流密度对SVET实验数据的拟合度弱于拉普拉斯模型，但其更接近真实腐蚀条件下的电流分布。
遗留问题：
MITReM模型与LECC-SVET方法中，何者更能精确表征真实腐蚀速率？
若存在完整扩散层，SVET测量的电位梯度是否会产生显著变化？
上述问题将通过后续研究进一步解答。
研究意义：
SVET与模拟结合可深化局部腐蚀机理研究。SVET技术能直接识别腐蚀表面的阳极/阴极区域，而无需预设电极极性，其实验不可替代性仍存[24,25]；
跨尺度模拟（如原子尺度与有限元结合）有望提供更全面的腐蚀动力学信息[24,25]。