金属钝化曲线测定
金属腐蚀试验实验一：恒电位法测定阳极极化曲线
实验一：恒电位法测定阳极极化曲线一．实验目的1． 熟悉恒电位仪测定极化曲线的方法；2． 了解金属钝化现象及活化钝化转变过程二．基本原理极化曲线测量是金属电化学腐蚀和保护中一种重要的研究手段。
测量腐蚀体系的极化曲线，实际就是测量在外加电流作用下，金属在腐蚀介质中的电极电位与外加电流密度之间的关系。
某些金属在特定介质中存在钝化现象，表面生成一层具有保护作用的钝化膜，其阳极极化曲线如图所示：图1－1. 具有活化钝化转变的阳极极化曲线图中Ⅰ区为活化区，Ⅱ区为钝化过渡区，Ⅲ区为钝化区，此时金属表面生成一层具有保护性的钝化膜，Ⅳ区为过钝化区，钝化膜破裂，极化电流增大。
图中a 点所对应的电流密度为维钝电流密度，b 点所对应的电流密度为致钝电流密度。
为了判定金属在电解质溶液中采用阳极保护的可能性，选择阳极保护的三个主要技术参数——致钝电流密度、维钝电流密度和钝化电位，必须测定阳极极化曲线。
三．实验仪器及用品恒电位仪，极化池，参比电极，辅助电极，工作电极，天平，量筒，水浴锅，温度计，搅拌棒，碳酸氢铵，氨水，无水酒精棉，水砂纸，四．实验步骤1． 配制实验溶液100毫升去离子水在水浴中加热至40度左右，放入22.9克碳酸氢铵，用玻璃棒搅拌至完全溶解，再加入9毫升氨水；2． 测定阳极极化曲线用水砂纸打磨工作电极至光亮，用无水酒精棉擦干待用；按照仪器要求连线，盐桥尖端与研究电极齐高，经教师确认无误方可开始实验；极化速度100mv/分钟。
实验完毕后拆线，整理实验台。
lgiab五．实验报告要求1．姓名、学号、班级2．试验目的：根据自己的理解简述3．实验原理：根据自己的理解简述，请勿抄书或实验讲义4．仪器药品及实验步骤：简述5．实验数据在表中列出实验数据6．数据处理作E－lgi曲线图，在图中标明致钝电流密度、维钝电流密度及钝化电位区间，并附表列出。
7．结果分析要求对所得的试验结果进行讨论分析，得出最终结论，文中引用参考文献处用上角标[1]的格式标明，并在试验报告后列出所引用的文献。
金属极化曲线测定及机理分析
金属极化曲线测定及机理分析一、实验目的1. 了解测定金属极化曲线的意义和方法。
2. 了解自腐蚀电势、自腐蚀电流和钝化电势、钝化电流等概念以及它们的测定方法。
3. 了解电化学保护的概念、种类及其意义。
4. 了解CHI电化学工作站基本工作原理，掌握其使用方法。
二、基本原理将一种金属(电极)浸在电解液中，在金属与溶液之间就会形成电位，这种电位称为该金属在该溶液中的电极电位。
当有外加电流通过此电极(电解)时，其电极电位会发生变化，这种现象称为电极的极化。
如果电极为阳极，则电极电位将向正方向偏移，称为阳极极化；对于阴极，电极电位将向负方向偏移，称为阴极极化。
令：(16.1)图16.1 典型的阴、阳极极化曲线对于可逆电极，即为平衡电极电位; 对于不可逆电极，为系统达到稳态时的电极电位，即稳态电极电位，或称自腐蚀电位。
习惯上将电极电流密度为i 时对应的电极电位与平衡电极电位之差定义为在该电流密度时的过电位，用符号表示。
并规定阴、阳极的过电位均为正。
根据上述定义，可以分别写出阴、阳极的过电位计算公式为：过电位是一个很重要的电化学参量。
例如在金属电沉积中，析出金属的过电位越小，消耗的电能也就越少。
在电解提纯工艺中，往往借助改变析出金属的过电位，来改变金属的析出顺序，从而获得所需的金属，达到提纯的目的。
如前所述，过电位的大小与流经电极的电流密度有关，电极电位(或过电位)与电流密度的关系曲线称为极化曲线。
图16.1是一种典型的极化曲线。
随着电流密度的增加，电极电位将越来越偏离平衡电位，亦即过电位将越来越大。
极化曲线还常用半对数座标表示，如图16.2 所示。
考察图16.2 可知，当电流密度较大时，过电位与电流密度的对数成线性关系，即：式(16.4)，式(16.5) 均称为塔菲尔(Tafel)公式。
图16.2 半对数极化曲线示意图事实上，对于任一电极总是同时存在着两个共轭反应(也可存在两对或两对以上的反应)，一是还原反应：(16.6)与之相对应的共轭反应是氧化反应：(16.7)式中o为氧化态；R 为还氧态。
铁的极化和钝化实验详细步骤及数据处理
实验13 铁的极化和钝化曲线的测定一、极化曲线1. 详细的实验步骤(1) 将电解液倒入三电极电解池指定的刻度，将工作电极(铁电极)、辅助电极(铂电极)以及参比电极(饱和甘汞电极)置于三电极电解池相应的玻璃管中并与电化学工作站相连(三个电极一一对应)。
(2) 打开电化学工作站开关，双击电脑桌面的文件夹” set660c”，双击应用程序“chi660c”进入电化学工作站专用软件。
(3) 单击工具栏中“T”按钮，选择” Tafel Plot”，点击”ok”进入极化曲线参数设置对话框，手动输入参数如下图所示：点击“ok”，再单击工具栏中“►”按钮即开始测定极化曲线。
测试完毕后要存盘，“File”-“Save as”，选择要存盘的地址并输入文件名如“04110711-2-Na”即可，文件格式为系统定义的格式(BIN文件)，为了能用于撰写实验报告要先转化为txt格式并导入到origin7.5中作图。
在文件打开的情况下运行“File”-“Convert to text”，并使用相同的文件名存在相同的目录下即可。
(4) 先测定铁电极在中性水溶液中的极化曲线，数据存盘后用直尺测量铁电极没入电解液的高度(其宽度为1cm)，从而求得其面积(用于计算自腐蚀电流密度)。
将铁电极用金相砂纸打磨备用。
将溶液换为1mol/LH2SO4溶液，重复上述步骤得到铁电极在1mol/LH2SO4溶液中的极化曲线，文件名可命名为“04110711-2-H”。
2.数据处理及报告撰写2.1 在origin 7.5中将铁电极在两个不同电解液中的极化曲线放在同一坐标内具体操作如下：先运行origin 7.5，执行如下命令：“File”-“Import”-“Simple Single ACSII”，在弹出的对话框中定位到已经换化好的文本文件(如04110711-2-Na)，在显示器上你将看到：然后运行“File”-“Save Project as (或在汉化版中选择“保存工程为”)”，选择相应的目录，将文件名命名为“04110711-2-Na”备用，按上述方法建立另外一个文件“04110711-2-H”，备用。
腐蚀学原理金属的钝化
图5-8 氧化剂浓度的影响
若提高介质同金属表面的相对运动速度 如搅拌 ,则由于扩散层变薄,进而提高了氧的还原速度,使iL2>iPP 图5-9 。这样共轭极化曲线便交于点2,进入钝化区。
图5-9 搅拌的影响
溶液组分如溶液酸度、卤素离子、络合剂等也能影响金属钝化。通常金属在中性溶液中比较容易钝化,这与离子在中性溶液中形成的氧化物或氢氧化物的溶解度较小有关。在酸性或碱性溶液中金属较难钝化。这是因为在酸性溶液中金属离子不易形成氧化物,而在碱性溶液中又可能形成可溶性的酸根离子 例如MO2-2 的缘故。许多阴离子尤其是卤素离子的存在,甚至可以使已经钝化了的金属重新活化。例如,氯离子的存在可以使不锈钢出现点蚀现象。活化剂浓度越高,破坏越快。活化剂除氯外,按其活化能力的大小可排列为如下次序： Cl->Br->I->F-> >OH-> 视条件不同这个次序也是有变化的。 电流密度、温度以及金属表面状态对金属钝化也有显著影响。例如,当外加阳极电流密度大于致钝电流密度iPP时,可使金属进入钝化状态。提高阳极电流密度可加速金属钝化,缩短钝化时间。温度对金属钝化影响也很大,当温度升高时,往往由于金属阳极致钝电流密度变大及氧在水中溶解度下降,使金属难于钝化。反之,温度降低,金属容易出现钝化。金属表面状态如金属表面氧化物能促使金属钝化。又如用氢气处理后的铁,暴露于空气中使其表面形成氧化膜,再在碱中阳极极化,会立即出现钝化。若未在空气中暴露,立即在碱中进行阳极极化,则需经较长时间后才能出现钝化。
问题：为什么两种方法得到的极化曲线形状不一样
不同方法测得的阳极钝化曲线
a 控制电位法； b 控制电流法
解读： AB段：为金属的活性溶解区。在此区间金属进行正常的阳极溶解,溶解速度受活化极化控制,其中直线部分为Tafel直线。 BC段：为金属的活化—钝化过渡区。B点对应的电位称为初始钝化电位EPP,也叫致钝电位。B点对应的临界电流密度称为致钝电流密度,用iPP表示。因为一旦电流密度超过iPP,电位大于EPP,金属就开始钝化,此时电流密度急剧降低。但BC段为活化—钝化过渡区,在此电位区间,金属表面状态发生急剧变化,并处于不稳定状态。 CD段：为金属的稳定钝化区。电位达到C点后,金属转入完全钝态,通常把这点的电位称为初始稳态钝化电位EP。CD电位范围内,电流密度通常很小,为μA／cm2数量级,而且几乎不随电位变化,称为维钝电流密度iP。维钝电流密度很小反映了金属在钝态下的溶解速度很小。 DE段为金属的过钝化区。电位超过D点后电流密度又开始增大。D点的电位称为过钝化电位Etp。此电位区段电流密度又增大了,通常是由于形成了可溶性的高价金属离子,如不锈钢在此区段因有高价铬离子形成,引起钝化膜的破坏,使金属又发生腐蚀了。 2Cr3++7H2O → Cr2O72－+14H++6e
金属钝化曲线的测定实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除金属钝化曲线的测定实验报告篇一：极化曲线-实验报告篇二：实验报告-极化曲线测量金属的腐蚀速度课程实验者名称页数（）专业年级、班同组者姓名级别姓名实验日期年月日一、目的和要求1、掌握恒电位法测定电极极化曲线的原理和实验技术。
通过测定Fe在nacl溶液中的极化曲线，求算Fe的自腐蚀电位，自腐蚀电流2、论极化曲线在金属腐蚀与防护中的应用二、基本原理当金属浸于腐蚀介质时，如果金属的平衡电极电位低于介质中去极化剂（如h+或氧分子）的平衡电极电位，则金属和介质构成一个腐蚀体系，称为共轭体系。
此时，金属发生阳极溶解，去极化剂发生还原。
在本实验中，镁合金和钢分别与0.5mol/L的nacl溶液构成腐蚀体系。
镁合金与nacl溶液构成腐蚀体系的电化学反应式为：阳极：mg=mg2++2e阴极：2h2o+2e=h2+2oh-钢与nacl溶液构成腐蚀体系的电化学反应式为：阳极：Fe=Fe2++2e阴极：2h2o+2e=h2+2oh-腐蚀体系进行电化学反应时的阳极反应的电流密度以ia表示，阴极反应的速度以ik表示，当体系达到稳定时，即金属处于自腐蚀状态时，ia=ik=icorr（icorr为腐蚀电流），体系不会有净的电流积累，体系处于一稳定电位?c。
根据法拉第定律，即在电解过程中，阴极上还原物质析出的量与所通过的电流强度和通电时间成正比，故可阴阳极反应的电流密度代表阴阳极反应的腐蚀速度。
金属自腐蚀状态的腐蚀电流密度即代表了金属的腐蚀速度。
因此求得金属腐蚀电流即代表了金属的腐蚀速度。
金属处于自腐蚀状态时，外测电流为零。
极化电位与极化电流或极化电流密度之间的关系曲线称为极化曲线。
测量腐蚀体系的阴阳极极化曲线可以揭示腐蚀的控制因素及缓蚀剂的作用机理。
在腐蚀点位附近积弱极化区的举行集会测量可以可以快速求得腐蚀速度。
在活化极化控制下，金属腐蚀速度的一般方程式为：cI?ia?ik?icorr[exp()?exp(c)]?a?k其中I为外测电流密度，ia为金属阳极溶解的速度，ik 为去极化剂还原的速度，βa、βk分别?ec为金属阳极溶解的自然对数塔菲尔斜率和去极化剂还原的自然对数塔菲尔斜率。
金属钝化曲线测定
的瞬时电流值，并以瞬时电流与对应的电极电位作图，获得整个的极化曲线。所 采用的扫描速度( 即电位变化的速度)需要根据研究体系的性质选定。一般来说， 电极表面建立稳态的速度愈慢， 则扫描速度也应愈慢， 这样才能使所测得的极化 曲线与采用静态法的接近。 上述两种方法都巳获得了广泛的应用。从其测量结果的比较，可以看出静态 法测量结果虽较接近稳态值，但测量时间长，例如对于钢铁等金属及其合金，为 了测量钝态区的稳态电流往往需要在每一个电位下等待几个小时， 所以在实际工 作中，较常采用动态法来测量。 本实验亦采用动态法。 动态法测定极化曲线通常使用恒电位仪，它能自动地使被研究电极电位保持 在所需的电位值。 1.仪器和试剂 恒电位仪 一台
1.金属的钝化及钝化曲线 金属表面状态的变化，使阳极溶解过程的超电势升高，金属的溶解速度急剧 下降，这种现象称为金属的钝化。 可钝化金属可采用控制不同的恒电势来测量电 流密度的方法，绘制出如图的完整的阳极极化曲线 ,图中曲线分为以下四个区域： (1)从点 a 到点 b 的电势区为金属活化区， 在此区域内是金属的正常阳极溶解， a 点为金属的自然腐蚀电势。 (2)点 b 到点 c 为金属钝化过渡区，这是金属从活化态到钝化态的转变过程， b 点称为致钝电势，它所对应的电流 Ib 为致钝电流。 (3)点 c 到点 d 的电势范围叫钝化区，此时金用处于钝化阶段 .cd 段所对应的 电流 I m 称为钝化电流， 在钝化区维持在钝化电流下 ,金属的腐蚀速度将急剧下降。 (4)点 d 后的电势范围为过钝化区,阳极电流密度随电势的正移而增大，金属 的溶解速度加大。 钝化金属可以活化，凡能促使金属保护层被破坏的因素都能使钝化的金属 重新活化。例如，加热、通入还原性气体、加入某些活性离子等等。
将铁锈指示剂加热成粘稠状，放置一会。待凝固之前，涂在去锈的铁片上。 10min 后即可看到铁片上的阴阳区。在阳极区，铁成二价铁离子，进入溶液中， 由于二价铁离子和铁氰化钾反应的结果而出现蓝色斑点。 在阴极区， 由于氧的去 极化作用，指示剂变成弱碱性而呈现出粉红色斑点，这个过程为： 在阳极： 在阴极： Fe→Fe 2++2e3Fe2++2[Fe(CN)6]3-→Fe3[Fe(CN)6]2 O2+2H2O+4e-→40HOH-离子遇酚酞变成粉红色。 2．阴阳极防腐蚀镀层 取一镀锡的铁片(可用废罐头盒子) 用锉刀划破表面镀层，在划痕处滴上几滴 稀硫酸和一滴铁氰化钾， 不久可以看见在划破处发生蓝色沉淀， 证明铁层发生溶 解。 另取一镀锌铁片同样进行操作， 可以看到只有镀锌溶解而划痕处没有蓝色沉 淀。 3．阻化剂 取一铁片放入 20％的盐酸溶液中， 加热至 60~70℃， 则可以看到铁片迅速地 溶解并放出氢气。如果这时加入六次甲基四胺(CH2)6N4(乌洛托平) 则可以看到氢 气泡消失，说明铁的腐蚀已经停止。 (二 )动态法测定碳钢在碳酸铵溶液中的钝化曲线及极化曲线
金属钝化曲线的测量
3 实验仪器和测试方法
2273电化学工作站 1台； 数字电压表 1 只； 饱和甘汞电极(参比电极) 5只； 碳钢、Cu电极、不锈钢电极各 5只； 铂电极 1只； 饱和氯化钾溶液 0.5 mol/L H3BO3 0.1 mol/L Na2CO3
4 实验步骤
• 1 制备工作电极，并用金相砂纸打磨到1000#，丙 酮擦洗，吹干，带用。
0.6
0.4
0.2
0.0
-0.2
-0.4
-0.6
-0.8
-7
-6
-5
-4
-3
-2
logi(A)
Cu 在0.07 mol/L Na2CO3
E/V SCE
-0.2
Al + 3.5% NaCl
-0.4
-0.6
-0.8
-1.0
-1.2
-1.4
-1.6
-8
-7
-6
-5
-4
-3
-2
logi / A/cm2
Al 在3.5 % NaCl
作业要求
1、写出实验报告—报告时间 5-28 2 、分别求出各电化学体系的自腐蚀电流
密度、自腐蚀电位、致钝电流密度及钝 化电位范围，以及维钝电流密度。
实验目的
1 学会处理电极表面，了解表面状态对钝化 曲线测量的影响。
2 以碳钢在硼酸溶液中的钝化曲线等为例， 掌握测定金属钝化曲线的基本方法，掌握 钝化曲线上各点的含义以及曲线上的每个 区域含义。
2 实验原理
• 在以金属作阳极的电解池中，通过电流时，通常 会发生阳极的电化学溶解过程： M→Mn+ + ne。 当阳极的极化不太大时，溶液速度随着阳极电极 电势（电极电位）的增大而增大，这是金属正常 的阳极溶解。但是在某些化学介质中，当阳极电 极电势超过某一正值后，阳极的溶解速度随着阳 极电极电势的增大反而大幅度地降低，这种现象 称为金属的钝化。
金属钝化过程的典型阳极极化曲线
金属钝化是一种保护金属表面的方法，通过形成一层非活性的氧化膜来降低金属的化学活性，从而延长其使用寿命。
这一过程可以通过阳极极化曲线来进行研究和表征。
1. 介绍金属钝化的概念金属钝化是一种重要的表面处理技术，它可以提高金属材料的耐腐蚀性和机械性能。
在金属表面形成的氧化膜可以有效地防止金属与外界介质（如空气、水）发生化学反应，从而起到保护作用。
这一过程常常通过阳极极化曲线进行分析和研究。
2. 金属钝化过程的典型阳极极化曲线通常，金属钝化过程的阳极极化曲线呈现出三个典型区域：主动状态区、传质控制区和钝化区。
在主动状态区，金属处于活跃状态，电流密度随阳极电位的升高而增大；在传质控制区，金属表面开始形成氧化膜，电流密度逐渐减小；金属进入钝化区，在这一区域内，电流密度几乎不变，金属表面形成的稳定氧化膜起到了保护作用。
3. 讨论金属钝化过程中的关键因素金属钝化过程受到多种因素的影响，例如金属种类、表面处理方式、介质性质等。
在阳极极化曲线上，这些因素会导致曲线形状发生变化，反映出金属钝化过程的不同特点和表现。
4. 金属钝化在工程实践中的应用金属钝化技术在航空航天、汽车、船舶等领域有着广泛的应用。
通过对金属钝化过程的深入研究，可以更好地设计和选择适合的金属材料，并优化工艺参数，从而提高产品的耐用性和可靠性。
总结与展望金属钝化过程的典型阳极极化曲线是研究金属材料表面特性的重要手段，通过对这一曲线的深入理解，可以丰富我们对金属钝化机制的认识，为相关工程应用提供科学依据。
未来，随着材料科学和工程技术的不断发展，金属钝化技术必将得到进一步完善和应用推广。
个人观点金属钝化作为保护金属材料的一种有效方法，其研究对于提高材料的抗腐蚀性和机械性能具有重要意义。
阳极极化曲线作为研究金属钝化过程的重要工具，可以为我们揭示金属表面特性的变化规律，为工程实践提供强有力的支持。
在未来的研究中，我将继续关注金属钝化领域的最新进展，为推动该领域的发展贡献自己的力量。
钝化金属阳极极化曲线的测定
二.实验原理
可钝化金属的阳极极化曲线
二.实验原理
图1.CP6型恒电位/恒电流仪面板
二.实验原理
图2.电极连接示意图
三.仪器与试剂
CP6型恒电位仪 金相试样磨光机 饱和甘汞电极、铂电极 不锈钢电极 0.05mol/L H2SO4 电吹风 铁夹、铁架
一台 一台 各一只 一个
钝化金属阳极极化曲线的测定阳极极化曲线的测定阳极极化曲线极化曲线的测定阴极极化曲线的测定金属钝化曲线的测定阳极化处理阳极化表面阳极化处理铬酸阳极化
实验九 钝化金属阳极极化曲线的测定
一. 实验目的
1.掌握CP6恒电位测定极化曲线的 原理和方法。 2.通过阳极极化曲线的测定，判断 实施阳极保护的可能性。 3.掌握恒CP6恒电位/电流电仪的 使用方法。
Preparation
检查线路
Computer
Potentiosat
五.实验结果
不锈钢极化曲线
1
电流 密度 A/cm2
测试试样：不锈钢 浸泡介质：0.05mol/LH2SO4 极化速率：480mv/min 开路 电位：-0.495V
0
-1
1E-4
1E-3
0.01
0.1
电位/v
一个 各一个
四.实验步骤
1.将不锈钢电极在耐水砂纸打磨，再分别用 丙酮和乙醇脱去表面油脂，吹干。 2.按图2连接好测试线路，检查各接头是否 正确。 3.测量不锈钢电极在0.05mol/LH2SO4中的 开路电位。 4.采用CP6恒ation 电源(On)
镍等金属钝化曲线的测定及腐蚀行为评价
物理化学实验报告镍等金属钝化曲线的测定及腐蚀行为评价学院：班级：学号：姓名：指导教师：一、实验目的（1）掌握用线性电位扫描法测定镍在硫酸溶液中的阳极极化曲线和钝化行为。
（2）了解金属钝化行为的原理和测量方法。
（3）测定C1-浓度对Ni钝化的影响。
二、实验原理（一）金属的钝化金属处于阳极过程时会发生电化学溶解，其反应式为：M →Mn+ + ne-在金属的阳极溶解过程中，其电极电势必须大于其热力学电势，电极过程才能发生。
这种电极电势偏离其热力学电势的行为称为极化。
当阳极极化不大时，阳极过程的速率(即溶解电流密度)随着电势变正而逐渐增大，这是金属的正常溶解。
但当电极电势正到某一数值时，其溶解速率达到最大，而后，阳极溶解速率随着电势变正，反而大幅度降低，这种现象称为金属的钝化。
金属钝化一般可分为：化学钝化和电化学钝化。
金属之所以由活化状态转变为钝化状态，目前对此问题有着不同看法:（1）氧化膜理论:在钝化状态下，溶解速度的剧烈下降，是由于在金属表面上形成了具有保护性的致密氧化物膜的缘故。
（2）吸附理论:这是由于表面吸附了氧，形成氧吸附层或含氧化物吸附层，因而抑制了腐蚀的进行。
（3）连续模型理论:开始是氧的吸附，随后金属从基底迁移至氧吸附膜中，然后发展为无定形的金属-氧基结构。
各种金属在不同介质或相同介质中的钝化原因不尽相同，因此很难简单地用单一理论予以概括。
（二）影响金属钝化过程的几个因素（1）溶液的组成溶液中存在的H+、卤素离子以及某些具有氧化性的阴离子对金属钝化现象起着显著的影响。
在中性溶液中，金属一般是比较容易钝化的，而在酸性或某些碱性溶液中要困难得多。
（2）金属的化学组成和结构各种纯金属的钝化能力均不相同，以Fe、Ni、Cr种金属为例，易钝化的顺序Cr>Ni>Fe。
（3）外界因素当温度升高或加剧搅拌，都可以推迟或防止钝化过程的发生。
这显然是与离子的扩散有关。
在进行测量前，对研究电极活化处理的方式及其程度也将影响金属的钝化过程。
《物理化学基础实验》线性电势扫描法测定镍在硫酸溶液中的钝化行为实验
《物理化学基础实验》线性电势扫描法测定镍在硫酸溶液中的钝化行为实验一、实验目的1．掌握金属钝化行为的基本特征和测量方法。
2．基本掌握用线性电势扫描法测量镍在硫酸溶液中阳极极化曲线和钝化行为。
3．了解氯离子对镍钝化行为的影响。
二、实验原理1．金属的钝化过程当电极电势高于热力学平衡电势时，金属作为阳极将发生下面电化学溶解过程： -++→ne M M n （1）电化学反应过程，这种电极电势偏离其热力学电势的现象称为电极的极化。
当金属上超电势不大时，阳极过程的速率随电极电势而逐渐增大，这是金属的正常溶解。
但当电极电势正到某一数值时，其溶解速度达到最大，而后随着电极电势的变正，阳极溶解速度反而大幅度降低，这种现象称为金属的钝化现象。
研究金属的阳极溶解及钝化过程通常采用恒电势法。
对于大多数金属来说，其阳极极化曲线大都具有图15-1所示的形式。
从恒电势法测定的极化曲线可以看出，它有一个“负坡度”区域的特点。
具有这种特点的极化曲线是无法用恒电流的方法测定的。
因为同一个电流I 可能相应于几个不同的电极电势，因而在控制电流极化时，体系的电极电势可能发生振荡现象，即电极电势将处于一种不稳定状态。
控制电势技术测得的阳极极化曲线（图1）通常分为四个区域：（1）活性溶解区（AB 段）。
电极电位从初值开始逐渐往正变化，相应极化电流逐渐增加，此时金属进行正常的阳极溶解。
（2）过渡钝化区（BC 段）。
随着电极电势增加到B 点，极化电流达到最大值图15-1 阳极钝化曲线示意图 Figure 15-1 The anode passivation curve diagram I p －致钝电流； φp －致钝电位； AB 段－活性溶解区； BC 段－活化钝化过渡区；CD 段－钝化区；DE 段－过钝化区。
i p。
若电极电势继续增加，金属开始发生钝化现象，即随着电势的变正，极化电流急剧下降到最小值。
通常B点的电流I p称为致钝电流，相应的电极电位E p称为致钝电位。
实 验 报 告Fe的钝化
湖南大学实验报告课程：材料化学综合实验；实验者：刘力梅（20091410411）；名称：铁的钝化曲线页数（3）；专业：材料化学；年级、班：材料0908；同组者姓名：郑玮、杨铁峰、徐鹏飞、纪丹、徐静级别：2009级；姓名：刘力梅；实验日期：2012年6月26；一、基本要求1. 掌握有钝化行为的金属阳极过程的极化曲线特征2. 求得Fe的自腐蚀电位，致钝电位、钝化电流密度、过钝化电位等参数。
3. 讨论极化曲线在金属腐蚀与防护中的应用。
二、实验原理铁的钝化曲线(图1)：图1abc段是Fe的正常溶解，生成Fe2+，称为活化区。
cd段称为活化钝化过渡区。
de段的电流称为维钝电流，此段电极处于比较稳定的钝化区, Fe2+离子与溶液中的离子形成FeSO4沉淀层，阻滞了阳极反应，由于H+不易达到FeSO4层内部，使Fe表面的pH增大，Fe2O3、Fe3O4开始在Fe表面生成，形成了致密的氧化膜，极大地阻滞了Fe的溶解，因而出现钝化现象。
ef段称为过钝化区。
测得铁的钝化曲线可采用恒电位法（静态法）或动电位扫描法（动态法）。
·静态法：将电极电势较长时间地维持在某一恒定值，同时测量电流密度随时间的变化，直到电流基本上达到某一稳定值。
如此逐点地测量在各个电极电势下的稳定电流密度值，以获得完整的极化曲线的方法。
·动态法：控制电极电势以较慢的速度连续地改变（扫描），并测量对应电势下的瞬时电流密度，并以瞬时电流密度值与对应的电势作图就得到整个极化曲线。
所采用的扫描速度（即电势变化的速度）需要根据研究体系的性质选定。
一般说来，电极表面建立稳态的速度越慢，则扫描也应越慢，这样才能使测得的极化曲线与采用静态法测得的结果接近。
三、实验仪器及药品仪器CHI660C电化学工作站（上海辰华公司）1台；电解池1个；硫酸亚汞电极（参比电极）、Fe电极（研究电极）、Pt片电极（辅助电极）各1支；试剂1mol/LH2SO4溶液四、实验步骤1、电极处理：用金相砂纸将铁电极表面打磨平整光亮，用蒸馏水清洗后滤纸吸干。
(整理)镍等金属钝化曲线的测定及腐蚀行为评价
物理化学实验报告镍等金属钝化曲线的测定及腐蚀行为评价学院：班级：学号：姓名：指导教师：一、实验目的（1）掌握用线性电位扫描法测定镍在硫酸溶液中的阳极极化曲线和钝化行为。
（2）了解金属钝化行为的原理和测量方法。
（3）测定C1-浓度对Ni钝化的影响。
二、实验原理（一）金属的钝化金属处于阳极过程时会发生电化学溶解，其反应式为：M →Mn+ + ne-在金属的阳极溶解过程中，其电极电势必须大于其热力学电势，电极过程才能发生。
这种电极电势偏离其热力学电势的行为称为极化。
当阳极极化不大时，阳极过程的速率(即溶解电流密度)随着电势变正而逐渐增大，这是金属的正常溶解。
但当电极电势正到某一数值时，其溶解速率达到最大，而后，阳极溶解速率随着电势变正，反而大幅度降低，这种现象称为金属的钝化。
金属钝化一般可分为：化学钝化和电化学钝化。
金属之所以由活化状态转变为钝化状态，目前对此问题有着不同看法:（1）氧化膜理论:在钝化状态下，溶解速度的剧烈下降，是由于在金属表面上形成了具有保护性的致密氧化物膜的缘故。
（2）吸附理论:这是由于表面吸附了氧，形成氧吸附层或含氧化物吸附层，因而抑制了腐蚀的进行。
（3）连续模型理论:开始是氧的吸附，随后金属从基底迁移至氧吸附膜中，然后发展为无定形的金属-氧基结构。
各种金属在不同介质或相同介质中的钝化原因不尽相同，因此很难简单地用单一理论予以概括。
（二）影响金属钝化过程的几个因素（1）溶液的组成溶液中存在的H+、卤素离子以及某些具有氧化性的阴离子对金属钝化现象起着显著的影响。
在中性溶液中，金属一般是比较容易钝化的，而在酸性或某些碱性溶液中要困难得多。
（2）金属的化学组成和结构各种纯金属的钝化能力均不相同，以Fe、Ni、Cr种金属为例，易钝化的顺序Cr>Ni>Fe。
（3）外界因素当温度升高或加剧搅拌，都可以推迟或防止钝化过程的发生。
这显然是与离子的扩散有关。
在进行测量前，对研究电极活化处理的方式及其程度也将影响金属的钝化过程。
5 铁的极化和钝化曲线的测定
实验4 铁的极化和钝化曲线的测定一、实验目的1.理解和掌握极化曲线测定的原理和实验方法。
2.学会用恒电位仪测定极化曲线的方法。
二、实验原理在研究可逆电池的电池反应和电动势的时候，电极处于平衡状态，与之相对应的电势是平衡电势φ平，随着电极上电流密度的增加，电极的不可逆程度愈来愈大，其电势值对平衡电势值的偏离也愈来愈大，在有电流通过电极时，电极电势偏离于平衡值的现象称为电极的极化。
根据实验测出的数据来描述电流密度与电极电势之间的关系曲线称为极化曲线。
通过极化曲线的测绘，可使我们对电极极化过程以及金属的腐蚀与保护等加深认识和理解。
在金属做阳极的电解池中通过电流时，通常发生阳极的电化学溶解过程，如下式所示：M=M n++ne阳极极化不大时，阳极溶解速度随电位变正而逐渐增大，这是金属正常的阳极溶解。
但在某些化学介质中，当阳极电位正移到某一数值时，阳极溶解速度随电位变正而大幅度降低，这种现象称为阳极的钝化。
处于钝化状态的金属的溶解速度是很小的，这是因为在金属表面生成了一层电阻高、耐腐蚀的钝化膜，这在金属防护以及作为电镀的不溶性阳极时，正是人们所需要的。
利用阳极的钝化，使金属表面生成了一种耐腐蚀的钝化膜来防止金属腐蚀的方法，叫做阳极的保护。
金属的钝化现象是常见的，人们已对它进行了大量的研究工作。
影响金属钝化过程及钝化性质的因素，可归纳为以下几点：1. 溶液的组成溶液中存在的氢离子、卤素离子以及某些具有氧化性的阴离子，对金属的钝化现象起着颇为显著的影响。
在中性溶液中，金属一般比较容易钝化，而在酸性或者某些碱性的溶液中，钝化则困难的多，这与阳极反应产物的溶解度有关。
卤素离子，特别是氯离子的存在，则明显的阻止了金属的钝化过程，已经钝化了的金属也容易被它破坏（活化），而使金属的阳极溶解速度重新增大。
溶液中存在某些具有氧化性的阴离子（如CrO42-）则可以促进金属的钝化。
2. 金属的化学组成和结构各种纯金属的钝化能力不尽相同，以铁、镍、铬三种金属为例，铬最容易钝化，镍次之，铁较差。
实验二铁的极化和钝化曲线的测定
实验二铁的极化和钝化曲线的测定一、实验目的1. 掌握恒电位法测定电极极化曲线的原理和实验技术。
通过测定Fe在H2SO4、HCl溶液中的阴极极化、阳极极化曲线，求算Fe的自腐蚀电位，自腐蚀电流和钝化电势、钝化电流等参数。
2. 了解Cl-离子，缓蚀剂等因素对铁电极极化的影响。
3. 讨论极化曲线在金属腐蚀与防护中的应用。
二、实验原理铁在H2SO4溶液中，将不断被溶解，同时产生H2，即：Fe + 2H+ = Fe2+ + H2(a)Fe/H2SO4体系是-个二重电极，即在Fe／H+界面上同时进行两个电极反应：Fe Fe2+ + 2e (b)2H+ + 2e H2(c)反应(b)、(c)称为共轭反应。
正是由于反应(c)存在，反应(b)才能不断进行，这就是铁在酸性介质中腐蚀的主要原因。
当电极不与外电路接通时，其净电流I总为零。
在稳定状态下，铁溶解的阳极电流I(Fe)和H＋还原出H2的阴极电流I(H)，它们在数值上相等但符号相反，即：(1)I(Fe)的大小反映Fe在H+中的溶解速率，而维持I(Fe)，I(H)相等时的电势称为Fe/H+体系的自腐蚀电势εcor。
上图是Fe在H+中的阳极极化和阴极极化曲线图。
当对电极进行阳极极化(即加更大正电势)时，反应(c)被抑制，反应(b)加快。
此时，电化学过程以Fe的溶解为主要倾向。
通过测定对应的极化电势和极化电流，就可得到Fe/H+体系的阳极极化曲线rba。
由于反应(c)是由迁越步骤所控制，所以符合塔菲尔(Tafel)半对数关系，即：(2)直线的斜率为b Fe。
当对电极进行阴极极化，即加更负的电势时，反应(b)被抑制，电化学过程以反应(c)为主要倾向。
同理，可获得阴极极化曲线rdc。
由于H＋在Fe电极上还原出H2的过程也是由迁越步骤所控制，故阴极极化曲线也符合塔菲尔关系，即：(3)当把阳极极化曲线abr的直线部分ab和阴极极化曲线cdr的直线部分cd外延，理论上应交于一点(z)，z点的纵坐标就是腐蚀电流Icor的对数，而z点的横坐标则表示自腐蚀电势εcor的大小。
实验一钝化金属阳极极化曲线的测定一实验目的
图2.1金属极化曲线ab 活性溶解区b 临界钝化点bc 过渡钝化区cd 稳定钝化区de 过（超）钝化区实验一钝化金属阳极极化曲线的测定一实验目的1、掌握用恒电流和恒电位法测定金属极化曲线的原理和方法。
2、通过阳极极化曲线的测定，判定实施阳极保护的可能性，初步选取阳极保护的技术参数。
3、掌握恒电位仪的使用方法。
二实验原理阳极电位和电流的关系曲线叫做阳极极化曲线。
为了判定金属在电解质溶液中采取阳极保护的可能性，选择阳极保护的三个主要技术参数——致钝电流密度、维钝电流密度和钝化区的电位范围，需要测定阳极极化曲线。
阳极极化曲线可以用恒电位法和恒电流发测定。
图2.1是一条典型的阳极极化曲线。
曲线abcde是恒电位法测得的阳极极化曲线。
当电位从a 逐渐向正向移动到b 点时，电流也随之增加到b 点，当电位过b 点以后，电流反而急剧减小，这是因为在金属表面上生成一层高电阻耐腐蚀的钝化膜，钝化开始发生。
人为控制电位的增高，电流逐渐衰减到c 。
在c 点之后，电位若继续增高，由于金属完全进入了钝态，电流维持在一个基本不变得很小的值——维钝电流。
当使电位增高到d 点以后，金属进入了过钝化状态，电流又重新增大。
从a 点到b 点的范围叫活性溶解区，从b 点到c 点叫钝化过渡区，从c 点到d 点叫钝化稳定区，过d 点以后叫过钝化区。
对应于b 点的电流密度叫致钝电流密度，对应于cd 段的电流密度叫维钝电流密度。
若把金属作为阳极，通以致钝电流使之钝化，再用维钝电流去保护其表面的钝化膜，可使金属的腐蚀速度大大降低，这就是阳极保护原理。
用恒电流法测不出上述曲线的bcde 段。
在金属受到阳极极化时其表面发生了复杂的变化，电极电位成为电流密度的多值函数，因此当电流增加到b 点时，电位即由b 点跃增到很正的e 点，金属进入了过钝化状态，反映不出金属进入钝化区的情况。
由此可见只有用行电位法才能测出完整的阳极极化曲线。
本实验采用恒电位仪逐点恒定阳极电位，同时测定对应的电流值，并在半对数坐标纸上绘成φ－lgi 曲线，即为恒电位阳极极化曲线。
不锈钢钝化曲线测定
不锈钢钝化曲线测定实验项目性质：验证性所属课程名称：化工装备腐蚀与防护计划学时：2学时一、实验目的1．了解金属耐腐蚀能力的评定方法，加深对孔蚀击穿电位，再钝化电位、环形阳极极化曲线等的理解；2．初步掌握用线性扫描仪进行动电位极化测量，熟悉恒电位仪，电化学信号发生器，X—Y函数记录仪及对数变换仪的使用方法；3．用实验的方法求出孔蚀电位、再钝化电位以及钝化区的工作电流。
二、基本理论孔蚀是破坏性和隐患性很大的腐蚀形态之一，它使设备在失重很少的情况下，穿孔破坏，导致突发性事件。
金属表面产生孔蚀的条件是其腐蚀电位达到或超过某一临界电位Ebr（孔蚀电位）此电位比过钝化电位低，位于金属的钝化区（如右图所示）。
本实验采用动电位极化曲线法测出可钝化金属（1Cr18Ni9Ti）在腐蚀介质中图1 钝化曲线的环状阳极极化曲线，以评定其耐腐蚀的能力。
利用电化学信号发生器进行动电位阳极极化时，首先按一定的扫描速度，使电位逐步增大，当达到某一临界电位时，电流密度突然剧增，此临界电位既是孔蚀电位Ebr。
当阳极电位越过Ebr继续增加到某一数值后，进行反方向电位扫描，电位降低，电流密度减小，最后与极化曲线的钝化区相交于P点，P点的电位Ep称为再钝化电位或保护电位，当电位高于Ebr时，钝化的金属表面将发生孔蚀；当电位低于Ebr时，钝化的金属表面不会产生新的孔蚀点，原有的腐蚀小孔也会停止扩展，整个金属表面重新保持钝化态；当电位处于Ebr和Ep之间时，原有的腐蚀小孔继续扩展，但不会产生新的孔蚀点。
因此Ep和Ebr是表征金属或合金耐孔蚀倾向的特征电位。
Ebr 反映了钝化膜破坏的难易，是评价钝化膜的保护性与稳定性的特征参数，Ebr越是正值，金属的耐腐蚀能力越强；Ep则反映了孔蚀重新钝化的难易，是评价钝化膜是否容易修复的特征电位，Ep越是正值（与Ebr接近），钝化膜的自修复能力越强，即再钝化能力越强。
说明：Ep和Ebr的具体数值，受实验条件的影响很大。
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