阳极极化曲线的测定与分析

阳极极化曲线的测定与分析

了解自腐蚀电位、致钝电位和维钝电位、过钝解自腐蚀电位、致钝电位和维钝电位、过钝化电位以及致钝电流密度和维钝电流密度等概化电位以及致钝电流密度和维钝电流密度等概念；念； 2. 2. 掌握恒电位法测定阳极极化曲线的原理和方掌握恒电位法测定阳极极化曲线的原理和方法；法； 3. 3. 通过阳极极化曲线的测定，判定实施阳极保护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；的可能性，初步选取阳极保护的技术参数； 4. 4. 掌握掌握IM6ex IM6ex电化学工作站的使用方法。

电化学工作站的使用方法。

将一种金属将一种金属((电极电极))浸在电解液中，在金属与溶液之间就会浸在电解液中，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。

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时，其电极电位会发生变化，这当有外加电流通过此电极时，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。

负方向偏移，称为阴极极化。电极电位随电流密度变化的电极电位随电流密度变化的关系曲线称为极化曲线关系曲线称为极化曲线。为了判定金属在电解质溶液中采。为了判定金属在电解质溶液中采取阳极保护的可能性，选择阳极保护的取阳极保护的可能性，选择阳极保护的33个主要技术参个主要技术参数数——致钝电流密度致钝电流密度、、维钝电流密度维钝电流密度和和钝化区的电位范围钝化区的电位范围，，需要测定阳极极化曲线。

需要测定阳极极化曲线。

阳极极化曲线可以用阳极极化曲线可以用恒电位法恒电位法和和恒电流法恒电流法测定。

测定。图图11是一是一条较典型的阳极极化曲线。曲线条较典型的阳极极化曲线。曲线ABCDE ABCDE是恒电位法（即维是恒电位法（即维持电位恒定，测定相对应的电流值）测得的阳极极化曲线。

持电位恒定，测定相对应的电流值）测得的阳极极化曲线。

当电位从当电位从AA逐渐正向移动到逐渐正向移动到BB点时，电流也随之增加到点时，电流也随之增加到BB点，点，当电位过当电位过BB点以后，电流反面急剧减小，这是因为在金属点以后，电流反面急剧减小，这是因为在金属表面上生成了一层高电阻耐腐蚀的钝化膜，钝化开始表面上生成了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，电流逐渐衰减到发生。人为控制电位的增高，电流逐渐衰减到CC。。

在在CC点之后，电位若继续增高，由于金属完全进入点之后，电位若继续增高，由于金属完全进入图 1 可钝化金属的阳极极化曲线钝态，电流维持在一个基本不变的很小的值钝态，电流维持在一个基本不变的很小的值————维钝电流维钝电流ii pp 。当电位增高到。当电位增高到DD点以后，金属进入了点以后，金属进入了过钝化状态，电流又重新增大。从过钝化状态，电流又重新增大。从AA点到点到BB点的范点的范围叫活化区，从围叫活化区，

从BB点到点到CC点叫活化－钝化过渡区，点叫活化－钝化过渡区，从从CC 点到点到DD点叫钝化稳定区，过点叫钝化稳定区，过DD点以后叫过钝化点以后叫过钝化区。对应于区。对应于BB点的电流密度叫致钝电流密度点的电流密度叫致钝电流密度iipppp ，对，对应于应于CC点或点或DD点的电流密度叫维钝电流密度点的电流密度叫维钝电流密度ii pp 。。

若把金属作为阳极，通过致钝电流使之钝化，再若把金属作为阳极，通过致钝电流使之钝化，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，这是阳极保护原理。

腐蚀速度大大降低，这是阳极保护原理。

用恒电流法测不出上述曲线的用恒电流法测不出上述曲线的BCDE BCDE段。在段。在金属受到阳极极化时，其表面发生了复杂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，因此当电流增加到数，因此当电流增加到BB点时，电位即由点时，电位即由BB 点跃增到点跃增到EE点，金属进入了过钝化状态，反点，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，映不出金属进入钝化区的情况。由此可见，只有用恒电位法才能测量出完整的阳极极只有用恒电位法才能测量出完整的阳极极化曲线。

化曲线。

本实验采用本实验采用IM6ex IM6ex电化学工作站测定碳钢试电化学工作站测定碳钢试样在氨水的阳极极化曲线。

样在氨水的阳极极化曲线。

IM6ex IM6ex电化学工作站，电化学工作站，饱和甘汞电极，铂电极，饱和甘汞电极，铂电极，氨水（氨水（20 20％），％），盐桥盐桥++鲁金毛细管，鲁金毛细管，试件固定夹具，试件固定夹具，电解池，电解池，金相试样磨光机，砂纸，金相试样磨光机，砂纸，碳钢试件（如碳钢试件（如φ8 φ8××20 20）。

）。

11．将加工到一定粗糙度的试件依次用．将加工到一定粗糙度的试件依次用400 400、、600 600 及及800 800号水磨砂纸打磨，把试件安装在夹具上号水磨砂纸打磨，把试件安装在夹具上分别用丙酮和乙醇脱除表面的油脂，用电吹分别用丙酮和乙醇脱除表面的油脂，用电吹风吹干待用。

风吹干待用。

22．按．按图图22接好测试线路，检查各接头是否正确，接好测试线路，检查各接头是否正确，盐桥是否导通。

盐桥是否导通。

33．测量碳钢在氨水中的自腐蚀电位（相对于饱．测量碳钢在氨水中的自腐蚀电位（相对于饱和甘汞电极约为和甘汞电极约为--0.8V)

0.8V)。若电位偏正，可先用。若电位偏正，可先用很小的阴极电流很小的阴极电流(50μA/mm2 (50μA/mm2左右）活化左右）活化11～～ 2min 2min，再测定之。

，再测定之。

44．采用．采用IM6ex IM6ex电化学工作站电化学工作站进行阳极极化进行阳极极化曲线测定；曲线测定； 55．．数据处理，写好实验报告。