材料电化学的测量方法概要PPT课件
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《电化学测量方法》课件
深入了解电解质、导体和半 导体之间的区别与联系。
活化能、离子迁移、电 荷传递速率
探索电化学反应中的活化能、 离子迁移和电荷传递速率对 反应速度的影响。
电化学分析技术
1
电位滴定分析法
学习电位滴定分析法的基本原理、适用性以及实验步骤与操作注意点。
2
循环伏安法
了解循环伏安法的基本原理、适用性以及实验步骤与操作注意点。
工业Байду номын сангаас产中的应用
深入了解电化学分析在工业生 产中的应用，如电镀、金属腐 蚀和电池制造。
总结与展望
电化学测量方法的发展历程与现状
回顾电化学测量方法的发展历程，了解当前的电化学测量技术现状。
未来电化学测量方法的发展趋势
展望未来电化学测量方法的发展趋势，包括新技术、应用领域拓展等。
3
周期伏安法
探索周期伏安法的基本原理、适用性以及实验步骤与操作注意点。
4
交流阻抗法
深入了解交流阻抗法的基本原理、适用性以及实验步骤与操作注意点。
应用案例分析
环境监测中的应用
探讨电化学分析在环境监测中 的重要应用，如水质检测和大 气污染监测。
生物医药中的应用
了解电化学分析在生物医药领 域的应用，如药物检测和生物 传感器的开发。
《电化学测量方法》PPT 课件
欢迎来到《电化学测量方法》的PPT课件！通过本课件，我们将深入了解电化 学的基础知识、电化学分析技术以及相关应用案例。准备好迎接精彩的学习 之旅吧！
电化学基础知识
电荷、电流、电势的定 义
探索电化学中最基本的概念， 包括电荷、电流和电势的定 义。
电解质、导体、半导体 的区别
活化能、离子迁移、电 荷传递速率
探索电化学反应中的活化能、 离子迁移和电荷传递速率对 反应速度的影响。
电化学分析技术
1
电位滴定分析法
学习电位滴定分析法的基本原理、适用性以及实验步骤与操作注意点。
2
循环伏安法
了解循环伏安法的基本原理、适用性以及实验步骤与操作注意点。
工业Байду номын сангаас产中的应用
深入了解电化学分析在工业生 产中的应用，如电镀、金属腐 蚀和电池制造。
总结与展望
电化学测量方法的发展历程与现状
回顾电化学测量方法的发展历程，了解当前的电化学测量技术现状。
未来电化学测量方法的发展趋势
展望未来电化学测量方法的发展趋势，包括新技术、应用领域拓展等。
3
周期伏安法
探索周期伏安法的基本原理、适用性以及实验步骤与操作注意点。
4
交流阻抗法
深入了解交流阻抗法的基本原理、适用性以及实验步骤与操作注意点。
应用案例分析
环境监测中的应用
探讨电化学分析在环境监测中 的重要应用，如水质检测和大 气污染监测。
生物医药中的应用
了解电化学分析在生物医药领 域的应用，如药物检测和生物 传感器的开发。
《电化学测量方法》PPT 课件
欢迎来到《电化学测量方法》的PPT课件！通过本课件，我们将深入了解电化 学的基础知识、电化学分析技术以及相关应用案例。准备好迎接精彩的学习 之旅吧！
电化学基础知识
电荷、电流、电势的定 义
探索电化学中最基本的概念， 包括电荷、电流和电势的定 义。
电解质、导体、半导体 的区别
电化学分析法PPT课件
-
3
电化学分析方法的分类及特点
第十二章
方法名 测定的电参量 特点及用途 称
电位分 电极电位 析法
1、适用于微量组分的测定，对一价离子的测定误 差为4%，二价离子的测定误差为8%。
2、选择性好，适用于测定H+、F- Cl- K+等数十种 离子
电导分 电阻或电导 析法
1、适用于测定水的纯度（电解质总量） 2、选择性较差
库仑分 电量 析法
1、不需要标准物质，准确度高
2、适用于测定许多金属、非金属离子及一些有机 化合物
极谱与 电流-电压曲线 1、选择性好，可用于多种金属离子和有机化合物
伏安分
的测定
析法
2、适用于微量和痕量组分的测定
-
4
第十二章
电化学滴定法与化学滴定法的区别
不需用指示剂指示终点
不受溶液颜色、浑浊等的限制
第十二章 电化学分析法
-
1
第一节 概述
第十二章
[定义]
利用物质的电学、电化学性质及其变 化而建立起来的分析方法，统称为电化学分 析法。
-
2
第一节 概述
第十二章
[操作方法]
通常是将待测试液与适当的电极构成一 个化学电池，然后根据物质的组成及含量与 化学电池的某些电参量之间的计量关系进行 分析测试。
在突跃(pH、pM、pX、等的突跃)较小和 无合适指示剂的情况下,可以很方便地使用电 位滴定法。
-
5
第十二章
电化学滴定法与化学滴定法的区别
克服了用人眼判断终点造成的主观误差 提高了测定的准确度 易于实现滴定的自动化
-
6
第二节 电位法的基本概念
第十二章
定义
《电化学测试方法》课件
05
电化学测试技术发展前景
新型电极材料的研发
总结词
随着科技的发展，新型电极材料在电化学测试领域的应用越 来越广泛，它们具有更高的电化学活性和稳定性，能够提高 电化学测试的精度和可靠性。
详细描述
新型电极材料如纳米材料、碳基材料、金属氧化物等，具有 优异的电化学性能和独特的物理化学性质，能够适应各种不 同的电化学测试需求。它们的研发和应用，将为电化学测试 技术的发展开辟新的道路。
03
恒电位法可以用于研究腐蚀电化学、电化学合成和 电镀等领域。
循环伏安法
循环伏安法是一种常用的电化 学测试方法，通过控制电极电 位在一定范围内循环变化来研 究电极反应。
该方法可以用于研究电极反应 的可逆性和不可逆性，以及电 化学反应的动力学参数和机理 。
循环伏安法在电化学分析、腐 蚀电化学和电化学合成等领域 有广泛应用。
电极反应与电池反应
总结词
电极反应是电化学中的基本单元，电池反应则是多个电极反应的组合。
详细描述
电极反应是指在电极上发生的化学反应，是电化学中的基本单元。电池反应则 是由一个或多个电极反应组合而成，是实现电能与化学能相互转化的整体反应 。
电极电位与电池电位
总结词
电极电位是电极与溶液之间的电势差，电池电位则是电池中正负极电位的代数和。
分类
根据电极反应类型，可分为阳极和阴极。
电解池的工作原理
电解过程
在电解池中，电流通过电极和电解质溶液，使电解质溶液中的离子 在电极上发生氧化还原反应，从而实现电能向化学能的转化。
电子转移
在电极上，电子通过外电路从阳极流向阴极，而电解质溶液中的离 子则通过扩散作用或对流作用迁移到电极表面。
电流分布
电化学测量方法
5、控制电势阶跃暂态测量方法
• 控制电流阶跃暂态测量方法，习惯上也叫做恒电势法。是指控制电极电势按 照一定的具有电势突越的波形规律变化，同时测量电流随时间的变化（称为计时 电量法），进而分析电极过程的机理、计算电极的有关参数或电极等效电路中各 元件的数值。在该方法中，常用的阶跃电势波形有：电势阶跃、方波电势阶跃、 双电势阶跃以及系列试验中的电势阶跃等。几种阶跃电势波形如图所示。
3、暂态法的分类及特点
1、暂态法的分类：按照控制自变量的不同，可分为控制电流法和控制电 势发。按照极化波形的不同，可分为阶跃法、方波法、线性扫描法和 交流阻抗法等。按照研究手段的不同，可分为两类：一类用小幅度扰 动信号，电极过程处于传荷过程控制，采用等效电路的研究方法；另 一类用大幅度扰动信号，浓差极化不可忽略，通常采用方程解析的研 究方法，而不能用等效电路的研究方法。 2、暂态法的特点： ①暂态法能够测量传荷电阻，由传荷电阻进而能够计算交换电流等动 力学参数。 ②暂态法能同时测量双电层电容和溶液电阻。 ③暂态法能够研究快速电化学反应。 ④暂态法有利于研究表面状态变化快的体系，如电沉积和阳极溶解等 过程。 ⑤暂态法有利于研究电极表面的吸脱附和电极的界面结构，也有利于 研究电极反应的中间产物和复杂的电极过程。
一、电化学测量方法的分类
• 第一类：电化学热力学性质的测量方法
• 第二类：单纯依靠电极电势、极化电流的 的控制和测量进行动力学性质的测量。 • 第三类：在电极电势、极化电流的控制和测量的 同时引入光谱波谱技术、扫描探针显微技术 的体系电化学性质测量方法
二、电化学测量的基本原则
要进行电化学测量，研究某一个 基本过程，就必须控制实验条件， 突出主要矛盾，使该过程在电极总 过程中占据主导地位，降低或消除 其他基本过程的影响，通过研究总 的电极过程研究这一基本过程。
电化学检测方法
电化学检测方法
电化学检测方法是一种用于检测溶液中电解质、电荷和原子等物质及其变化的测量方法，它被广泛应用于新材料开发、航空航天、医学研究、化学研究和生物分析等各个领域。
电化学检测是一种非常灵敏的分析技术，它通过耦合电化学和传感技术，来直接检测溶液中载体所含物质的数量。
电化学传感器通常由电极、电极探头和电极信号监测器组成，它具有灵敏度高、精确度高、能耗小、可重复性好等优点。
此外，它的结构紧凑、操作简单，可以实现对溶液中载体物质存在状态的实时监控。
电化学检测有多种不同的方法，常见的有电流、电位、电容和欧姆率的测量，以及电解质的分析等。
电流法是根据产生的电流量来估计溶液中物质含量的方法。
电位法是针对溶液中电位变化情况来分析溶液中物质含量的方法。
电容法是基于电极表面电荷积累的情况来检测溶液中物质含量的方法。
欧姆率测量方法是通过测量溶液中电解质的渗流情况来估算其含量的方法。
电化学检测方法可以应用于多种不同的科学和工程领域。
在航空航天领域，电化学检测可以用于检测液体推进剂中各种有毒成分，以确保安全可靠的飞行状态。
在医学领域，电化学检测可以用于检测人体血液中的应激指数，判断病人的病情及其变化。
在化学研究领域，电化学检测可以用来分析不同化学物质的反应作用，以了解物质的组成和性质等。
电化学检测是研究溶液中的载体物质的高灵敏度的方法，它具有
设备灵敏度高、能耗小、可重复性好、操作简单、分析准确精确等优点，正在越来越多的领域所采用。
未来，电化学检测技术将在先进材料的发展、航空航天、医学研究、化学研究和生物分析等领域发挥更大作用，开启一扇新的科学研究之门。
材料化学---第三章材料电化学
Fe2+ + 2OH- → Fe(OH)2
4Fe(OH)2 + 2H2O + O2 → 4Fe(OH)3
Fe(OH)3乃是铁锈的主要成分。这样不断地进行下去，
机械部件就受到腐蚀而遭损坏。 所以铁锈是一个由 Fe2+ , Fe3+ , Fe(OH)3 , Fe2O3 等化合 物组成的疏松的混杂物质。
从以上反应可以看出，铅酸蓄电池放电时，在正极和 负极均得到PbSO4。
硫酸在电池中不仅传导电流，它也是反应物，随着放 电的进行，硫酸不断消耗，同时反应生成水，导致电 池中电解液浓度不断降低。反之，在充电时，H2SO4却 不断地生成。因此，电解液浓度不断增加。 现在使用的铅酸蓄电池都已实现了免维护密封式结构， 这是铅酸蓄电池在原理和工艺技术上最大的改进。
二次电池
这种电池放电后可以充电，使活性物质基本复原，可以 重复、多次利用。 （1）铅酸蓄电池 其优点为 在于电池电动势较高、结 构简单、使用温度范围大、电容量也大、还具有原料 来源丰富、价格低廉； 缺点：比较笨重、防震性差、自放电较强、有H2放出， 如不注意易引进爆炸等。
铅酸蓄电池主要用于汽车起动电源、拖拉机、小型 运输车和实验室中。
在电流密度很低时，塔菲尔公式的形式为：
η＝ωj
ω与金属电极的性质有关，可以表示
在指定条件下氢电极的不可逆程度
电沉积
电沉积的基体: 金属，塑料如ABS、尼龙、聚 四氯乙烯等各种塑料
用化学沉积法使塑料表面形成很薄的导电 层，再把塑料置于电镀槽的阴极，镀上各种金 属。
所有电沉积过程都需要选择适宜的电解液、添 加剂等，以提高效率，改善镀层质量。
锌银电池 ： 锌银电池主要用于电子、航空、航天、舰艇、 轻工等领域。扣式锌银电池早已为人们所熟悉， 广泛应用于石英手表、照相机、助听器等小型、 微型用电器具。 锌银电池与普通和碱性锌锰电池比较有较高的 比能量，并且放电电压比较平稳，使用温度范 围广和重负荷性能好。锌银电池的特点还在于： 自放电小，贮存寿命长。
电化学测试技术PPT课件
19
控制电位暂态法技术测定的参数： • 电化学参数，Cd、Rt、Rr、ia、n、D等； • 电位阶跃法测定电极真实表面积； • 方波电位法研究特性吸附现象； • 三角波电位扫描法研究电极反应。
20
五.交流阻抗法
• 电化学阻抗谱是指通过控制工作电极在小振幅正 弦波电位扰动的条件下，同时测量系统的交流阻 抗，通过对电化学阻抗谱的研究可以分析电极过 程的反应机理 ，判断电极过程是否存在电活性的 吸附态中间产物；
II. 暂态系统常把电极体系用等效电路来表示。 III. 暂态法极化时间短，可减小或消除浓差极化的影响，有
利于快速电极过程的研究；测量时间短，液相中粒子或 杂质来不及扩散到电极表面，有利于研究界面结构和吸 附现象；有利于研究电极表面状态变化较大的体系，如 金属电沉积和腐蚀等。
13
利用控制电流法暂态实验测定电化学参数时，首先对研究对 象进行分析和估算设法把所研究的基本过程或参数突出出来 ，画出电极体系的等效电路，估算被测参数的数量级等，然 后选择合适的测试方法和实验条件： • 浓差极化下的电流阶跃实验； • 恒电流充电法研究点极表面覆盖层。
17
18
控制电位暂态法的运用：
a. 电化学极化下控制电位暂态法测定溶液电阻双电层电容 和反应电阻；
b. 浓茶极化及吸附情况下的电位阶跃实验； c. 小幅度（扫描电位幅度）运用线性电位扫描法测定双电
层电容和反应电阻，大幅度运用时来测定电极参数，判 断电极过程的可逆性控制步骤和反应机理； d. 电极表面覆盖层的研究。
9
稳态极化曲线的应用： a) 电化学基础研究方面； b) 金属腐蚀方面； c) 电镀、电冶金和电解方面； d) 化学电源方面，化学电源负荷下的电压是直接由
总极化决定的，极化较大的电池的负荷特性很差 ，即电压效率低，因此负荷特性可直接用整个电 池的极化曲线定量描述。
控制电位暂态法技术测定的参数： • 电化学参数，Cd、Rt、Rr、ia、n、D等； • 电位阶跃法测定电极真实表面积； • 方波电位法研究特性吸附现象； • 三角波电位扫描法研究电极反应。
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五.交流阻抗法
• 电化学阻抗谱是指通过控制工作电极在小振幅正 弦波电位扰动的条件下，同时测量系统的交流阻 抗，通过对电化学阻抗谱的研究可以分析电极过 程的反应机理 ，判断电极过程是否存在电活性的 吸附态中间产物；
II. 暂态系统常把电极体系用等效电路来表示。 III. 暂态法极化时间短，可减小或消除浓差极化的影响，有
利于快速电极过程的研究；测量时间短，液相中粒子或 杂质来不及扩散到电极表面，有利于研究界面结构和吸 附现象；有利于研究电极表面状态变化较大的体系，如 金属电沉积和腐蚀等。
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利用控制电流法暂态实验测定电化学参数时，首先对研究对 象进行分析和估算设法把所研究的基本过程或参数突出出来 ，画出电极体系的等效电路，估算被测参数的数量级等，然 后选择合适的测试方法和实验条件： • 浓差极化下的电流阶跃实验； • 恒电流充电法研究点极表面覆盖层。
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控制电位暂态法的运用：
a. 电化学极化下控制电位暂态法测定溶液电阻双电层电容 和反应电阻；
b. 浓茶极化及吸附情况下的电位阶跃实验； c. 小幅度（扫描电位幅度）运用线性电位扫描法测定双电
层电容和反应电阻，大幅度运用时来测定电极参数，判 断电极过程的可逆性控制步骤和反应机理； d. 电极表面覆盖层的研究。
9
稳态极化曲线的应用： a) 电化学基础研究方面； b) 金属腐蚀方面； c) 电镀、电冶金和电解方面； d) 化学电源方面，化学电源负荷下的电压是直接由
总极化决定的，极化较大的电池的负荷特性很差 ，即电压效率低，因此负荷特性可直接用整个电 池的极化曲线定量描述。
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实质：就是选择自变量，使得在每一个自变量下，只有一个函数值。
13
什么是暂态？
⑴暂态是相对于稳态而言的。当极化条件改变是时，电极会 从一个稳态像另一个稳态转变，期间要经历一个不稳定的、 变化的过渡阶段，这一阶段称为暂态。
⑵暂态过程的特点：暂态过程具有暂态电流，既双电层充电 电流ic。暂态过程中，极化电流包括两部分，一部分用于双 电层充电，称为双电层充电电流；另一部分用于进行电化学 反应，称为法拉第电流。当扩散传质过程处于暂态时，电极 溶液界面附近的扩散层内反应物和产物粒子的浓度不仅是空 间位置的函数，而且是时间的函数。
7
要控制哪些参数呢？
电势
电极电势的测量和控制
电流பைடு நூலகம்
电流的测量和控制
8
什么是稳态？
·稳态不等于平衡态，平衡态只是稳 态的一个特例，稳态时电极反应仍以 一定的速度进行，只不过是各变量(电 流、电压)不随时间变化而已，而电极 体系处于平衡态时，净反应速度为零。
·绝对不变的电极状态是不存在的， 所以绝对不变的稳态是不存在的。
21
Fig1.碳钢在静态海水中不同浸泡周期碳钢的极化曲线
随着浸泡时间的增加,自腐蚀电位逐渐正移,4周以后自腐蚀电位开始变化
比较缓慢并逐渐稳定"阳极反应速度和斜率基本不变表明锈层对阳极过程的
影响不大,锈层下阳极过程仍然是铁溶解反应"但是,锈层对阴极过程有较大影
响"相比之下,8周前的阴极行为变化很小,从8周开始阴极极限电流平台和阴极
·稳态和暂态是相对的。
9
稳态的测量方法有？
恒电势稳态 测量
恒电流稳态 测量
10
恒电势稳态测量：在恒电位仪的保证下，控制研
究电极的电位按照一定的规律变化，不受电极系统阻 抗关系的影响，同时测量相应电流的方法。
恒电流稳态测量：在恒电流电路或恒电流仪的保
证下，控制通过研究电极的极化电流按照一定的规律 变化，不受电解池阻抗变化的影响，同时测量每个外 测电流密度下的电位稳定值方法。（不随t变化）
[2].埋地管道阴极保护电位参数及电位测试技术研 究_黄腾飞
通过电化学测量技术对土壤的腐蚀性进行了评价,并研究了16Mn钢在 土壤中的阴极极化行为。
4
[3].在光波、超声波作用下对奥氏体和铁素体不锈钢 钝化膜电化学性能的研究.高磊
•本论文以腐蚀电化学原理及半导体理论为基础，主要使用动电位极化 曲线、交流阻抗谱(EIS)和电容电位法(Mott-Schottky)等电化学研究方法， 对SUS304 奥氏体不锈钢与 SUS430 铁素体不锈钢钝化膜在超声波与光照 条件下的腐蚀性能与半导体性质进行了研究，最后还考察了温度对这两 种不锈钢钝化膜性能的影响。
14
暂态测量的方式
·按控制方式分： ①控制电流法 ②控制电位法
·按极化波形分： ①阶跃法 ②方波法 ③线性扫描法 ④交流阻抗法
15
1.电流阶跃法
2.断电流法
16
3.方波电流法 4.双脉冲电流法
对称方波：t1=t2，i1=i2
一般要求i1>>i2，t1很小（0.5～1 μs），该方法可以提K=10cm/s M=Kit
反应速度逐渐增加,Tafel斜率逐渐减小"。（塔菲尔斜率表示电化学反应容易
22
程度，斜率越小表示越容易发生）
结束语
当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的， 所以不要放弃，坚持就是正确的。
When You Do Your Best, Failure Is Great, So Don'T Give Up, Stick To The End
5
几种测量金属腐蚀的方法[4]
阳极电位法
对锈蚀作定性判断
线性极化法 交流阻抗法
快速测量锈蚀速度
反应动力学的有关信息,包 括反应阻抗、双电层电容和扩 散过程特征等
[4].张云莲.张震雷.混凝土中钢筋锈蚀电化学测量方法的介绍.浙江大学：材料保 护.2005.9
6
a.混凝土中钢筋的线性极化曲线示意图
b.钢筋的交流阻抗测试示意图
指导老师：赵明 作品讲解：李佳潼
材料电化学
1
one P第a一r章t
理论介绍
2
电化学测量方法有哪些？
第一类：电化学热力学性质的测量方法[1]。
第二类：单纯依靠电极电势、极化电流的控 制和测量进行动力学性质的测量[2]。
第三类：在电极电势、极化电流的控制和测 量的同时引入光谱波谱技术、扫 描探针显微技术的体系电化学性 质测量方法[3]。
17
暂态测量可以应用在？
1、研究电极表面的覆盖度 2、反应物来源的判断 3、研究氢在Pt电极上的析出机理
18
two P第a二r章t
参文分析
19
海水中锈层覆盖碳钢的腐蚀电化学行为
研究
邹研.中国海洋大学.2010.6
本文采用失重法和多种电化学方法(包括极化 曲线、线性极化法、电化学阻抗技术和恒 电位阶跃法)研究了碳钢在静态海水和动态 海水中的长期腐蚀规律。
20
海洋腐蚀检测中应用的电化学测量
• 电化学测定腐蚀速度的方法可以分为稳态测量、暂态测量和电化学阻 抗法等。
• 常用的稳态测量方法有线性极化电阻法,弱极化法和强极化法。 • 常用的暂态测试方法有暂态线性极化技术、恒电流阶跃法、恒电位阶
跃法、恒电量法等。 • 腐蚀行为测定的电化学方法
(1)电化学阻抗测试 (2)恒电位阶跃测试 (3)线性极化测试 (4)极化曲线测试
[1].锂离子电池的热电化学研究及其电极材料的计算与模拟_宋刘斌
[2].埋地管道阴极保护电位参数及电位测试技术研究_黄腾飞
3
[3].在光波_超声波作用下对奥氏体和铁素体不锈钢钝化膜电化学性能的研究_高磊
[1].锂离子电池的热电化学研究及其电极材料的计 算与模拟_宋刘斌
采用电化学-量热联用技术系统地研究以LiFeP04和LiMn204为正极材料 的锂离子电池在不同温度和倍率下充放电过程中的热电化学行为。
11
小结
恒电流法和恒电位法的选择根据具体情况而定，对于单调函数 的极化曲线，即一个电流密度对应一个电位，或一个电位只对 应一个电流密度的情况，两种方法得到同样的稳态极化曲线。 对于极化曲线中有电流极大值时，只能采用恒电位法。反之， 只能采用恒电流法。
12
说个例子吧？
例如：测定具有阳极钝化行为的阳极极化曲线，由于其具有S形，对应一 个电流有几个电位值，采用恒电流方法，只能测得正程ABEF，返程 FEDA，不能测得真实完整的极化曲线，需要采用恒电势方法。 反之， 如果极化曲线有电势极大值，只能选择恒电流方法。
13
什么是暂态？
⑴暂态是相对于稳态而言的。当极化条件改变是时，电极会 从一个稳态像另一个稳态转变，期间要经历一个不稳定的、 变化的过渡阶段，这一阶段称为暂态。
⑵暂态过程的特点：暂态过程具有暂态电流，既双电层充电 电流ic。暂态过程中，极化电流包括两部分，一部分用于双 电层充电，称为双电层充电电流；另一部分用于进行电化学 反应，称为法拉第电流。当扩散传质过程处于暂态时，电极 溶液界面附近的扩散层内反应物和产物粒子的浓度不仅是空 间位置的函数，而且是时间的函数。
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要控制哪些参数呢？
电势
电极电势的测量和控制
电流பைடு நூலகம்
电流的测量和控制
8
什么是稳态？
·稳态不等于平衡态，平衡态只是稳 态的一个特例，稳态时电极反应仍以 一定的速度进行，只不过是各变量(电 流、电压)不随时间变化而已，而电极 体系处于平衡态时，净反应速度为零。
·绝对不变的电极状态是不存在的， 所以绝对不变的稳态是不存在的。
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Fig1.碳钢在静态海水中不同浸泡周期碳钢的极化曲线
随着浸泡时间的增加,自腐蚀电位逐渐正移,4周以后自腐蚀电位开始变化
比较缓慢并逐渐稳定"阳极反应速度和斜率基本不变表明锈层对阳极过程的
影响不大,锈层下阳极过程仍然是铁溶解反应"但是,锈层对阴极过程有较大影
响"相比之下,8周前的阴极行为变化很小,从8周开始阴极极限电流平台和阴极
·稳态和暂态是相对的。
9
稳态的测量方法有？
恒电势稳态 测量
恒电流稳态 测量
10
恒电势稳态测量：在恒电位仪的保证下，控制研
究电极的电位按照一定的规律变化，不受电极系统阻 抗关系的影响，同时测量相应电流的方法。
恒电流稳态测量：在恒电流电路或恒电流仪的保
证下，控制通过研究电极的极化电流按照一定的规律 变化，不受电解池阻抗变化的影响，同时测量每个外 测电流密度下的电位稳定值方法。（不随t变化）
[2].埋地管道阴极保护电位参数及电位测试技术研 究_黄腾飞
通过电化学测量技术对土壤的腐蚀性进行了评价,并研究了16Mn钢在 土壤中的阴极极化行为。
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[3].在光波、超声波作用下对奥氏体和铁素体不锈钢 钝化膜电化学性能的研究.高磊
•本论文以腐蚀电化学原理及半导体理论为基础，主要使用动电位极化 曲线、交流阻抗谱(EIS)和电容电位法(Mott-Schottky)等电化学研究方法， 对SUS304 奥氏体不锈钢与 SUS430 铁素体不锈钢钝化膜在超声波与光照 条件下的腐蚀性能与半导体性质进行了研究，最后还考察了温度对这两 种不锈钢钝化膜性能的影响。
14
暂态测量的方式
·按控制方式分： ①控制电流法 ②控制电位法
·按极化波形分： ①阶跃法 ②方波法 ③线性扫描法 ④交流阻抗法
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1.电流阶跃法
2.断电流法
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3.方波电流法 4.双脉冲电流法
对称方波：t1=t2，i1=i2
一般要求i1>>i2，t1很小（0.5～1 μs），该方法可以提K=10cm/s M=Kit
反应速度逐渐增加,Tafel斜率逐渐减小"。（塔菲尔斜率表示电化学反应容易
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程度，斜率越小表示越容易发生）
结束语
当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的， 所以不要放弃，坚持就是正确的。
When You Do Your Best, Failure Is Great, So Don'T Give Up, Stick To The End
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几种测量金属腐蚀的方法[4]
阳极电位法
对锈蚀作定性判断
线性极化法 交流阻抗法
快速测量锈蚀速度
反应动力学的有关信息,包 括反应阻抗、双电层电容和扩 散过程特征等
[4].张云莲.张震雷.混凝土中钢筋锈蚀电化学测量方法的介绍.浙江大学：材料保 护.2005.9
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a.混凝土中钢筋的线性极化曲线示意图
b.钢筋的交流阻抗测试示意图
指导老师：赵明 作品讲解：李佳潼
材料电化学
1
one P第a一r章t
理论介绍
2
电化学测量方法有哪些？
第一类：电化学热力学性质的测量方法[1]。
第二类：单纯依靠电极电势、极化电流的控 制和测量进行动力学性质的测量[2]。
第三类：在电极电势、极化电流的控制和测 量的同时引入光谱波谱技术、扫 描探针显微技术的体系电化学性 质测量方法[3]。
17
暂态测量可以应用在？
1、研究电极表面的覆盖度 2、反应物来源的判断 3、研究氢在Pt电极上的析出机理
18
two P第a二r章t
参文分析
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海水中锈层覆盖碳钢的腐蚀电化学行为
研究
邹研.中国海洋大学.2010.6
本文采用失重法和多种电化学方法(包括极化 曲线、线性极化法、电化学阻抗技术和恒 电位阶跃法)研究了碳钢在静态海水和动态 海水中的长期腐蚀规律。
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海洋腐蚀检测中应用的电化学测量
• 电化学测定腐蚀速度的方法可以分为稳态测量、暂态测量和电化学阻 抗法等。
• 常用的稳态测量方法有线性极化电阻法,弱极化法和强极化法。 • 常用的暂态测试方法有暂态线性极化技术、恒电流阶跃法、恒电位阶
跃法、恒电量法等。 • 腐蚀行为测定的电化学方法
(1)电化学阻抗测试 (2)恒电位阶跃测试 (3)线性极化测试 (4)极化曲线测试
[1].锂离子电池的热电化学研究及其电极材料的计算与模拟_宋刘斌
[2].埋地管道阴极保护电位参数及电位测试技术研究_黄腾飞
3
[3].在光波_超声波作用下对奥氏体和铁素体不锈钢钝化膜电化学性能的研究_高磊
[1].锂离子电池的热电化学研究及其电极材料的计 算与模拟_宋刘斌
采用电化学-量热联用技术系统地研究以LiFeP04和LiMn204为正极材料 的锂离子电池在不同温度和倍率下充放电过程中的热电化学行为。
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小结
恒电流法和恒电位法的选择根据具体情况而定，对于单调函数 的极化曲线，即一个电流密度对应一个电位，或一个电位只对 应一个电流密度的情况，两种方法得到同样的稳态极化曲线。 对于极化曲线中有电流极大值时，只能采用恒电位法。反之， 只能采用恒电流法。
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说个例子吧？
例如：测定具有阳极钝化行为的阳极极化曲线，由于其具有S形，对应一 个电流有几个电位值，采用恒电流方法，只能测得正程ABEF，返程 FEDA，不能测得真实完整的极化曲线，需要采用恒电势方法。 反之， 如果极化曲线有电势极大值，只能选择恒电流方法。