极化曲线测量金属的腐蚀速度
极化曲线 标准
极化曲线标准极化曲线是电化学分析中常用的一种曲线，它反映了电极电位与电流之间的关系。
在不同的电化学测试中，极化曲线的获取和分析方法可能会有所不同，但它们的基本原理和标准是相似的。
以下是关于极化曲线的获取、分析和应用的一些基本标准和原则。
一、极化曲线的获取1. 测量方法：极化曲线通常通过控制电流法或控制电位法来获取。
在控制电流法中，电流保持恒定，而电位随时间变化；在控制电位法中，电位保持恒定，而电流随时间变化。
2. 实验设备：进行极化曲线测量时，需要使用电化学测试系统，包括电极（工作电极、参比电极和辅助电极）、电解池、电流源和电位测量装置。
3. 测试条件：测试条件应保持一致，包括电解质的种类和浓度、温度、搅拌速度等。
这些因素都会影响极化曲线的形状和特征。
二、极化曲线的分析1. 曲线形状：极化曲线通常分为三个区域：活性溶解区、钝化区和过钝化区。
活性溶解区表现为电流随电位增加而线性增加；钝化区电流随电位增加而减少，表明电极表面形成了一层稳定的氧化物膜；过钝化区电流再次增加，表明氧化物膜被破坏。
2. 腐蚀速率：通过极化曲线可以估算金属的腐蚀速率。
在活性溶解区，腐蚀速率可以通过斜率（电流密度/电位）来计算。
3. 钝化行为：钝化区的出现和形态可以用来评估金属的钝化能力，即金属抵抗腐蚀的能力。
三、极化曲线的应用1. 腐蚀研究：极化曲线是研究金属腐蚀行为的重要工具，通过分析极化曲线可以了解金属在不同环境条件下的腐蚀特性。
2. 防腐设计：极化曲线的分析结果可以用于指导金属结构的防腐设计，选择合适的材料和涂层。
3. 电化学测试：极化曲线是电化学测试中的一种基本曲线，它可以用于评估电镀、电池、燃料电池等电化学系统的性能。
四、结论极化曲线是电化学分析中的一种重要工具，它通过反映电极电位与电流之间的关系，提供了关于金属腐蚀行为和电化学系统性能的详细信息。
通过标准的测量方法和分析技术，可以获得准确的极化曲线，为腐蚀研究和电化学应用提供重要的数据支持。
实验四、金属电化学腐蚀及腐蚀极化曲线测定
三、仪器及试剂
仪器：CHI660B电化学工作站，电解池、
辅助电极（铂电极）．参比电极（带盐桥的 饱和甘汞电极），铁工作电极 。
试剂：硫酸（1mol/L的H2SO4溶液） ，中
性水溶液
四、操作步骤
1．电极处理 工作电极先后800#，1000#砂纸打磨，然后用三次水 清洗，再放入乙醇清洗。 2. 线性扫描伏安法测量铁的极化曲线在工作站中选择 线性扫描伏安法(Linear Sweep Voltammetry)，设 置电位范围为－0.6V ～ ＋1.9V ，扫描速率为2550mV/s，扫描间隙(Interval)设为0.002V及相应的性 能参数，可由仪器自动获得整个的极化曲线。所采用 的扫描速率（即电势变化的速率）需要根据研究体系 的性质选定。 3.测完之后，应使仪器复原，清洗电极。把参比电极 放回原处。
பைடு நூலகம்
同一种金属内的腐蚀电池也是普遍存在的，
它同样导致了金属的电化学腐蚀。同种金属 内部不同部位的电位差是因为金属内部不可 避免地存在着晶间、应力、疲劳、电偶、缝 隙等诸多因素而产生的，这些诸多的因素又 是金属结构在冶炼、加工、安装、焊接等过 程中造成的。这就导致在同一金属结构内部 存在着众多小范围的阳极区和大片的阴极区。 金属一旦处于电解质的环境中，腐蚀电池即 开始工作。
实验装置示意图
五、 数据处理
作阳极极化曲线和阴极极化曲线，由二条切
线的交点z求Ecor、Icor，求出本实验中的腐蚀 速率。
六、 思考讨论
三个电极各有何作用？
以下是腐蚀电池形成的缺一不可的条件： 1.必须有阴极和阳极。 2.阴极和阳极之间必须有电位差（这种电位差 因金属内晶间、应力、疲劳程度、电偶等的差 异的存在以及金属表面缝隙、氧浓差等现象的 存在，极容易在同一金属结构体内形成）；亦 可在两个不同电位金属间形成。 3.阴极和阳极之间必须有金属的电流通道。 4.阴极和阳极必须浸在同一电解质中，该电解 质中有流动的自由离子。
碳钢极化曲线测定
碳钢极化曲线测定实验项目性质：设计性所属课程名称：化工装备腐蚀与防护计划学时：4学时一、实验目的及任务通过本实验的学习，使学生能从金属腐蚀的基本理论出发，学生亲自进行常见的金属腐蚀实验的操作，进一步理解金属腐蚀的基本理论，掌握金属腐蚀的研究方法和手段。
本实验是以测定碳钢腐蚀极化曲线来研究和分析金属电化学腐蚀的腐蚀机理、腐蚀速度。
通过本实验的学习，应达到以下目的：1. 使学生掌握电化学腐蚀测试方法的基本操作技术，使学生了解电化学腐蚀的成因和机理；2. 培养学生具有科学的思维方法、科学的工作态度和协作精神；3. 对于设计性实验，初步学会设计电化学腐蚀实验方案；通过学生的独立设计，使学生对实验的研究方法和设计方案有较深入的理解；从而培养综合设计能力和大胆创新的思想。
二、实验内容及要求本实验项目为设计性实验，由学生自行设计或选择恰当的电化学腐蚀实验方法和装置，自己确定实验步骤，拟定实验方案，通过对碳钢极化曲线进行电化学解析，最后得出实验的结论。
具体要求如下：1. 掌握腐蚀实验室研究的基本实验技能；2. 对于设计性实验，初步学会设计电化学腐蚀实验方案；3. 熟悉常用电化学腐蚀实验设备的使用方法；4. 掌握实验数据的处理及实验报告撰写；5. 实验中存在的问题及解决方法，实验收获体会。
三、实验条件1. 仪器设备条件PAR2273腐蚀电化学测试系统，corrTest电化学系统，电解池为三电极电化学测试体系，辅助电极为25mm×25mm的铂片，参比电极为饱和甘汞电极（SCE）。
2. 物质条件实验中所用铁电极为碳钢。
（处理方法：加工为直径6mm，高为5mm的小圆柱体，真空炉中900℃退火8小时，随炉降至室温，消除铁电极的晶体缺陷。
）电极用环氧＋固化剂（顺丁烯二酸酐，比例为100:25～30，温度为130～140℃，恒温8小时）或用松香＋石蜡（比例1:1）。
电极表面依次用400＃，800＃水砂纸在预磨机上打磨。
线性极化法测定金属的腐蚀速度实验
线性极化法测定金属的腐蚀速度实验一、 实验目的1．了解线性极化法测量金属腐蚀速度的基本原理。
2．掌握PS-1型恒电位仪的使用方法。
二、 实验原理线性极化法也称极化电阻法，是基于金属腐蚀过程的电化学本质而建立起来的一种快速测定腐蚀速度的电化学方法。
由金属腐蚀动力学基本方程式（1-1） ：⎥⎦⎤⎢⎣⎡--⎩⎨⎧⎥⎦⎤⎢⎣⎡=A c c c C 3.2exp 3.2exp corr b b i i ηη外(1-1)通过微分和适当的数学处理可导出：c Ac A c c c C corr corr )3.23.2()3.23.2(ηηηi b b b b i i +=+=外 可知 c外C A c Ac )b (3.2b bcorr ηi b i•+=可见i c 外与ηC 成正比，即在η<10mV 内极化曲线为直线。
直线的斜率称为极化电阻R P ，即0d d C C →⎪⎪⎭⎫⎝⎛=ηηη外p R 可得 ()c a c a b b b b +⋅⋅=3.2R 1i P corr 式中p R ——极化电阻，Ωcm 2； corr i ——金属自腐蚀电流，A ／cm 2；a b 、c b ——常用对数，阳极、阴极塔菲尔(Tafel)常数，V ；若令 ()c a ca b b b b B +⋅=3.2则有 corri B R p =pR B i =corr 式(1-1)即为活化极化控制下的腐蚀体系其极化电阻与腐蚀电流之间存在的线性极化关系的基本公式（Stern 公式）。
很显然极化电阻p R 与腐蚀电流corr i 成反比。
当实验测得p R 和a b 、c b 后就可以求得腐蚀电流corr i 。
对于大多数体系可以认为腐蚀过程中a b 和c b 是一个常数。
确定a b 和c b 的方法有以下几种：1．极化曲线法：在极化曲线的塔菲尔直线段求直线斜率a b 、c b 。
2．根据电极过程动力学基本原理，由F n a RT b a a )1(3.2-=和Fan RTb c c 3.2=等公式求a b 、c b ，该法的关键是要正确选择传递系数a 值(a 值为0～l 之间的数值)，这要求对体系的电化学特征了解得比较清楚，例如，析2H 反应，在20℃各种金属上反应a ≈0.5，所以c b 值都在0.1～0.12V 之间。
极化曲线测量金属的腐蚀速度
极化曲线测量金属的腐蚀速度一、 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. 讨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。
以金属锌在盐酸体系中为例：阳极反应： Zn-2e=Zn 2+阴极反应： H ++2e=H 2阳极反应的电流密度以 i a 表示， 阴极反应的速度以 i k 表示， 当体系达到稳定时，即金属处于自腐蚀状态时，i a =i k =i corr （i corr 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 ϕ。
根据法拉第定律，体系通过的电流和电极上发生反应的物质的量存在严格的一一对应关系，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。
极化曲线在金属腐蚀研究中有重要的意义。
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。
还可以通过极化曲线的测量获得阴极保护和阳极保护的主要参数。
在活化极化控制下，金属腐蚀速度的一般方程式为：其中 I 为外测电流密度，i a 为金属阳极溶解的速度，i k 为去极化剂还原的速度，βa 、βk 分别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。
若以十为底的对数，则表示为b a 、b k 。
这就是腐蚀金属电极的极化曲线方程式，令 ∆E 称为腐蚀金属电极的极化值，∆E ＝0时，I ＝0；∆E>0时，是阳极极化，I>0,体系通过阳极电流。
铁的极化曲线的测定
实验步骤
2.测量极化曲线： （2）将三电极分别插入电极夹的三个小孔中，
使电极进入电解质溶液中。将CHI工 作站的 绿色夹头夹Fe电极，红色夹头夹Pt片电极， 白色夹头夹参比电极。
实验步骤
2.测量极化曲线： （3）测定开路电位。点击“T”（Technique） 选中对话框中“Open Circuit PotentialTime”实验技术，点击“OK”。点击“░” （parameters）选择参数，可用仪器默认 值，点击“OK”。点击“►”开始实验，测得 的开路电位即为电极的自腐蚀电势Ecorr。
仪器与药品
CHI660A电化学工作站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。 0.1mol•L-1、1mol•L-1H2SO4溶液； 1mol•L-1HCl溶液； 乌洛托品（缓蚀剂）
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。每次测 量前都需要重复此步骤，电极处理得好坏对测 量结果影响很大。
实验步骤
2.测量极化曲线： （4）开路电位稳定后，测电极极化曲线。点
击“T”选中对话框中“Linear Sweep Voltammetry”实验技术，点击“OK”为 使Fe电极的阴极极化、阳极极化、钝化、过 钝化全部表示出来。
实验步骤
初始电位（Init E）设为“-1.0V”，终态电 位（Final E）设为“2.0V”，扫描速率 （Scan Rate）设为“0.01V/s”灵敏度 （sensivitivty）设为“自动”，其它可用 仪器默认值，极化曲线自动画出。
测量方法
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。
电化学腐蚀
2）电化学腐蚀速率的测定金属的腐蚀速度可用腐蚀失重或腐蚀深度表示，也可用腐蚀电流密度表示。
在电化学腐蚀过程中，一般以自腐蚀电流密度i corr的大小来衡量金属的腐蚀速度。
测定腐蚀电流密度的方法很多，本实验用塔费尔直线外推法来测定金属电化学腐蚀过程中的腐蚀电流密度，来衡量金属的腐蚀速度。
如图2-1为塔费尔直线。
图2-1极化曲线外延法测得金属腐蚀速度极化曲线的这一区段称为塔费尔区，也叫强极化区。
在极化曲线中，塔费尔直线延长线的交点处，金属阳极溶解的速度和阴极的去极化反应的速度相等。
金属的腐蚀达到相对稳定，这时的电位即是自腐蚀电位，自腐蚀电位的高低反应了材料发生腐蚀的难易程度，自腐蚀电位越高，材料越不容易发生腐蚀，自腐蚀电位越低，材料就越容易发生腐蚀；所对应的电流就是金属腐蚀电流，腐蚀电流反应了金属发生腐蚀的快慢程度，腐蚀电流越大，金属发生腐蚀的速度就越大，腐蚀电流越小，金属发生腐蚀的速度就越小。
根据这一原理，测定金属的极化曲线。
将阳极或者阴极的塔费尔直线外推到与过电位为零的直线相交，交点对应的电流为腐蚀速度。
3）实验设备及条件①实验设备实验采用电化学测量系统对各试样进行电化学腐蚀性能测试实验。
其装置如图2-2所示：图2-2 电化学极化曲线测量装置示意图实验装置中三电极体系中以饱和甘汞（SCE）电极作为参比电极（reference electrode）；Pt 电极作为辅助电极（auxiliary electrode）；代测试样为研究电极（research electrode）。
参比电极和研究电极间用盐桥连接，鲁金毛细管（capiliary）距研究电极1～2毫米。
电化学工作站部分参数如下：初始电位(V)：-2；终止电位(V)：2.2；扫描段数：1；终止电位处保持时间：0；静置时间：2s；电流灵敏度(A/V)：1.e-0.04。
②实验条件a．腐蚀试样：对1#到12#试样进行蜡封，即：在试样上用油性笔取1cm×1cm 的面积，并在其上放置橡皮，而后将烧化的蜡汁快速滴于试样表面，即蜡封处理。
实验一-----失重法测金属腐蚀速度
材料腐蚀与防护实验指导书山东科技大学材料学院金属材料系 2007 ———————★★———————目录1.腐蚀体系的极化性能2.失重法测金属腐蚀速度实验一 腐蚀体系的极化性能1. 实验目的（1）分析活化极化控制腐蚀体系极化曲线的特征。
（2）掌握恒电位法测定极化曲线的基本原理和方法。
（3）学习塔菲尔区外延法求腐蚀电流的原理和方法。
（4）熟悉恒电位仪或电化学综合测试仪的操作规程。
2. 基本原理见《金属腐蚀理论及腐蚀控制》第四章，见《金属腐蚀理论及应用》第二章的第二、四、八、十节内容。
当电极上有净电流通过时，电极电位显著偏离了未通电时的开路电位（平衡电位或非平衡的稳态电位），这种现象叫做电极的极化。
当通过外加电流时电极电位偏离稳定电位的的现象，成为腐蚀体系的极化。
研究对一腐蚀金属电极外加极化时，其极化电位与外加电流之间的关系即是腐蚀金属电极的极化曲线。
金属的电化学腐蚀中，常用电流密度来表示腐蚀速度（单位时间内金属腐蚀的程度）。
腐蚀金属电极的一般速度方程式如下：⎥⎦⎤⎢⎣⎡∆--∆=c a corr b E b E I I 303.2exp 303.2exp它是大部分测定腐蚀速度的电化学方法的理论基础。
方程式中通过试验测定的数据是自腐蚀电位corr E和一系列极化电位E ∆以及相对应的极化电流I ，然后从实验测定的极化数据计算出金属的腐蚀速度corr i以及其它有关电化学参数。
3.实验内容及要求（1）用恒电位法测量低碳钢（Q235）试样在0.05mol/L 硫酸氢钠中的极化曲线，了解这种活化极化腐蚀体系极化曲线的特征。
（2）用塔菲尔区外延法确定腐蚀电流密度及极化曲线的Tafle 斜率值。
4.实验装置及仪器用品（1） 实验仪器和试剂实验仪器： 烧杯500mL 2个玻璃棒 1个 鲁金毛细管 1个1480A 8通道恒电位仪和POTENTIOSTAT/GALVANOSTAT 273试 剂： NaHSO 4 （2）实验参数实验温度：常压、室温 26-28o C实验溶液： NaHSO溶液0.05mol/L4实验气氛：空气装置状态：静止静置时间： 2000s电极体系：三电极体系待测电极： Q235（面积约为1cm2）参比电极：饱和甘汞电极辅助阴极： pt电极（面积约为2cm2）阳极极化曲线电压： -0.05V～0.8V（相对于开路电压）扫描速度： 0.5mV/s扫描方式：动电位线性扫描图1 极化曲线测量电路示意图（3）试样的准备试样用砂纸打光、酒精脱脂去污洗净，然后取10×10mm试样面积作为工作表面，背部焊接导线，其余部分用环氧树脂（或绝缘清漆、AB胶、石蜡等）覆盖。
阳极极化曲线实验报告
阳极极化曲线实验报告阳极极化曲线实验报告引言：阳极极化曲线实验是一种常见的电化学实验方法，用于研究金属在电化学腐蚀过程中的行为。
通过测量阳极电流与阳极电位之间的关系，可以了解金属的耐蚀性和腐蚀速率。
本实验旨在通过测量不同金属在不同电位下的阳极电流，探究金属的耐蚀性差异。
实验方法：1. 实验材料准备：本实验选取了铝、铜和铁三种金属作为实验材料。
将这三种金属切割成片状，并用砂纸打磨表面，以确保金属表面的光洁度。
2. 实验仪器准备：实验所需仪器包括：电化学工作站、电化学池、参比电极、阳极电流检测电极、电位扫描电极和数据采集系统。
3. 实验步骤：a. 将电化学池中的电解液（如盐酸）加热至适宜温度，并保持恒温。
b. 将实验材料片依次放入电化学池中，确保每块材料片的表面都与电解液充分接触。
c. 将阳极电流检测电极和电位扫描电极分别连接到电化学工作站上，并将参比电极插入电解液中。
d. 在电化学工作站上设置实验参数，如电位范围和扫描速率。
e. 开始实验，记录不同电位下的阳极电流。
实验结果：将实验数据进行整理和分析后，得到了以下结果：1. 阳极极化曲线图：通过绘制不同金属在不同电位下的阳极电流与电位之间的关系曲线，得到了阳极极化曲线图。
曲线的形状和趋势反映了金属的耐蚀性和腐蚀速率。
在曲线中，存在两个重要参数：极化电流密度和极化电位。
2. 极化电流密度：极化电流密度是指单位面积上的阳极电流。
通过实验数据计算得到不同金属的极化电流密度，可以比较它们的耐蚀性。
结果显示，铝的极化电流密度最小，说明铝具有较好的耐蚀性；铜的极化电流密度次之；而铁的极化电流密度最大，表明铁的耐蚀性相对较差。
3. 极化电位：极化电位是指金属表面的电位与标准电极之间的差值。
通过实验数据计算得到不同金属的极化电位，可以了解金属在不同电位下的腐蚀行为。
结果显示，铝的极化电位最高，说明铝的腐蚀速率较慢；铜的极化电位次之；而铁的极化电位最低，表明铁的腐蚀速率较快。
极化曲线等的实验原理 2
极化曲线
是一种快速测定金属腐蚀速度和腐蚀倾向的方法，极化曲线的自腐蚀电位表明了材料的腐蚀趋势，电位越负说明腐蚀趋势越大，而自腐蚀电流密度icorr表明了腐蚀速度的快慢， icorr越大，说明腐蚀速度越快。
icorr是阴极极化曲线和阳极化曲线的塔菲尔区的切线交点对应的电流密度值。
操作参数：采用动电位极化曲线法评价耐蚀性能，测量溶液是3.5%NaCl，在自腐蚀电位±300mV进扫描，扫描速率为50mV/s。
显微硬度评价膜层性能
测定之前，先要将待测磨料制成反光磨片试样，置于显微硬度计的载物台上，通过加负荷装置对四棱锥形的金刚石压头加压负荷的大小可根据待测材料的硬度不同而增减。
金刚石压头压入试样后，在试样表面上会产生一个凹坑。
把显微镜十字丝对准凹坑，用目镜测微器测量凹坑对角线的长度。
根据所加负荷及凹坑对角线长度就可计算出所测物质的显微硬度值。
HV = 常数×试验力/压痕表面积≈0.1891 F/d2。
其最大的优点在于其硬度值与试验力的大小无关，只要是硬度均匀的材料，任意试验力性能不受影响；缺点在于试样要求高，技术要求高，多数停留在实验室使用，致使试验效率低。
仪器操作参数：试验力1.961N（200g），测量系统放大倍数400倍（测量）、100倍（观察），加载时间10s，电源交流电220V。
实验原理
阳极氧化，
它是一种比较传统的表面处理技术，就是把金属或合金放在合适的电解液中作为阳极进行通电、处理，使得金属或合金表面生成一种氧化薄膜的电化学氧化方法。
用Tafel曲线外推法测定金属材料的腐蚀速度
用T a f e l曲线外推法测定金属材料的腐蚀速度(总3页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除用Tafel曲线外推法测定金属材料的腐蚀速度一、实验目的1.了解测定金属材料腐蚀速度的电化学方法。
2.掌握Tafel曲线外推法的原理与方法。
3.熟悉LK98BⅡ型微机电化学分析系统(天津市兰力科化学电子高技术有限公司制造)。
二、实验原理在使用金属的过程中，人们不仅关心它是否会发生腐蚀(热力学可能性)，更关心其腐蚀速度的大小(动力学问题)。
腐蚀速度表示单位时间内金属腐蚀的程度。
迄今为止，普遍应用的测定腐蚀速度方法仍然是经典的失重法。
失重法的优点是准确可靠，但由于实验周期长，需要做多组平行实验并且操作麻烦，所以满足不了快速的要求。
电化学方法的优点是快速简便并有可能用于现场监控，因而得到了人们的重视。
测定金属材料腐蚀速度的电化学方法有塔菲尔曲线外推法、线性极化法、三点法、恒电流暂态法、交流阻抗法等。
本实验采用塔菲尔(Tafel)曲线外推法测定其腐蚀速度。
1905年，塔菲尔(Tafel)提出了塔菲尔关系式，也即：在过电位足够大（ >50mv）时，过电位与电流密度有如下的定量关系，称为塔菲尔公式：ηb=i+a ln式中i是电流密度；ba,是常数。
常数a是电流密度i等于1A·cm-2时的超电势值，它与电极材料、电极表面状态、溶液组成以及实验温度等密切相关。
b的数值对于大多数的金属来说相差不多，在常温下接近于0.050V。
如用以10为低的对数，b约为0.116V。
这意味着，电流密度增加10倍，则过电位约增加0.116V。
iTafel曲线外推法求corr如用η为纵坐标，ilg为横坐标作图，塔菲尔关系是一条直线(如上图所示)。
这个关系在电流密度很小时不能与事实相符合。
因为按照该公式，当i→0时，η应趋向-∞，这当然是不对的。
当i→0时，电极上的情况接近于可逆电极，η应该是零而不应该是-∞。
基于电化学理论的腐蚀性能测试方法
基于电化学理论的腐蚀性能测试方法腐蚀是金属材料在与环境接触时因化学或电化学反应而逐渐被破坏的过程。
腐蚀对金属材料的性能和寿命产生重大影响，因此了解和评估金属材料的腐蚀性能是至关重要的。
基于电化学理论的腐蚀性能测试方法是目前最常用和有效的方法之一。
电化学腐蚀性能测试方法是利用电化学技术原理来评估金属材料在特定环境中的腐蚀性能。
这种方法主要通过测量材料与电解质溶液之间的电位差和电流来确定腐蚀速率、腐蚀电流密度等参数，从而分析材料的腐蚀行为和性能。
电化学腐蚀性能测试方法具有以下优点：第一，它是一种非破坏性的测试方法，可以有效地评估材料的腐蚀性能，而不会对材料的结构和性能产生明显的破坏。
第二，电化学测试方法具有较高的灵敏度和准确性，可以检测到腐蚀速率的微小变化，对于对腐蚀性能要求较高的金属材料的评估非常有价值。
基于电化学理论的腐蚀性能测试方法主要包括极化曲线法、电化学阻抗谱法和电位动力学方法。
极化曲线法是一种常用的电化学测试方法，通过测量金属电极在恒定电流或电位下的电位变化来评估其腐蚀性能。
通过改变电流密度或电位的值，可以得到一条极化曲线，根据曲线上的特征点可以得到腐蚀速率等参数。
极化曲线法简单易行，适用于各种金属材料的腐蚀性能测试。
电化学阻抗谱法是一种通过测量材料电极在交流激励下的电流响应来评估腐蚀性能的方法。
这种方法可以得到材料电极的电化学阻抗谱，通过分析谱图中的特征，可以得到材料的腐蚀电流密度、电化学活性等参数。
电化学阻抗谱法对于评估金属材料在复杂环境中的腐蚀行为非常有价值。
电位动力学方法是一种动态电化学测试方法，通过改变电极电位的变化速率来评估材料的腐蚀性能。
这种方法可以得到电位-时间曲线，根据曲线上的特征可以得到腐蚀速率、腐蚀电位等参数。
电位动力学方法对于评估金属材料的腐蚀行为提供了一种有效的手段。
基于电化学理论的腐蚀性能测试方法在工程实践中得到了广泛应用。
通过这些方法，可以更好地了解金属材料在各种环境中的腐蚀性能，为工程设计和材料选择提供科学依据。
动电位极化曲线 计算腐蚀速率
主题：动电位极化曲线计算腐蚀速率目录1. 动电位极化曲线的概念及原理2. 腐蚀速率的计算方法3. 实际案例分析4. 结论与展望1. 动电位极化曲线的概念及原理动电位极化曲线是一种常用的腐蚀分析方法，它通过测定金属在一定电位范围内的极化曲线，来研究金属的腐蚀行为。
在动电位极化曲线中，横轴表示电位，纵轴表示电流密度。
通过测定金属在极化曲线上的拐点，可以得到金属的腐蚀电位和腐蚀电流密度，进而计算腐蚀速率。
动电位极化曲线的测定可以在自然环境下进行，也可以在实验室中通过电化学方法进行。
通过对动电位极化曲线的分析，可以了解金属在具体环境中的腐蚀行为，为腐蚀预防提供重要参考。
2. 腐蚀速率的计算方法腐蚀速率是描述金属在一定环境条件下腐蚀程度的重要指标。
根据动电位极化曲线的测定结果，可以采用以下方法来计算金属的腐蚀速率。
（1）泊松方程法泊松方程法是一种常用的计算腐蚀速率的方法。
它通过测定金属在不同电位下的动电位极化曲线，并利用泊松方程建立腐蚀速率和电流密度之间的关系，来计算腐蚀速率。
（2）球形极化曲线法球形极化曲线法是一种基于动电位极化曲线的计算腐蚀速率的方法。
它利用金属在球形电极下的动电位极化曲线，通过对曲线的分析，来计算金属的腐蚀速率。
（3）Tafel斜率法Tafel斜率法是一种通过测定金属在不同电位下的动电位极化曲线，利用Tafel斜率和Tafel方程来计算腐蚀速率的方法。
通过对Tafel斜率和Tafel方程的运用，可以较准确地计算金属的腐蚀速率。
3. 实际案例分析以某海洋评台上使用的钢结构为例进行分析，该钢结构在海水中进行了腐蚀测试，得到了相应的动电位极化曲线。
通过对曲线的测定和分析，得到了钢结构在海水中的腐蚀电位和腐蚀电流密度。
根据腐蚀电位和腐蚀电流密度，可以利用上述方法计算钢结构在海水中的腐蚀速率。
通过实际数据的分析和计算，可以较准确地了解钢结构在海水中的腐蚀状况，为相关腐蚀防护措施的制定提供重要参考。
第4章金属腐蚀极化曲线与测试方法
• 问题：能通过腐蚀电位大小比较说明腐蚀速度的大小吗？
实例
阴极控制
阳极控制
实例
Evans图
不同金属上：同一个阴极反应的动力学会不同，极化率不同
哪个因素控制？ 腐蚀极化图与控制因素：阳极、阴极、混合、电阻控制
阴极极化率
控制因素原理：金属远离平衡腐蚀的动力学方程式（极化控制下）
阳极交换电流 腐蚀电位 阳极电流 阴极电流
腐蚀电流为 icorr 腐蚀电位为 Ek
？
• 电化学极化下金属腐蚀动力学方程式
即表观总阴极电流：
即表观总阳极电流：
哪种曲线的塔菲尔常数？
过电位，出发点？
• 对比一个电极反应的巴氏方程：公式相同但含义不同！
或写为：
极化值，出发点？
式中：
问题：
如何推导电化学极化下腐蚀速度的一般动力学方程式 （即非 远离平衡极化的普遍情况）
活化钝化过渡区
•金属可钝化并进入第3种情况
-IC
阴极极化曲线 •阳阴极极化曲线交点在钝化区
活化溶解区
钝化区
腐蚀电位 EK
过钝化区
阳极平衡电位
Ee，c
钝化电位
活化电位 （Flade电位
）阴极平衡电位
过钝化电位
补充：实现自钝化的途径 （/link?url=mhrFetw_9kAuLVby_sAuh1hWlujaGj_DYaLiNvppr0WZ0Ms Nj_ChE6rkO89lxSKdE1bwRJFvxjVEsFKVtvIzvykMe3mC2VuJdWFAlwIgCnC）
即可获得E-Ia真实极化曲此线后两线接近、相似
I：表观腐蚀电流
IK：腐蚀电流 icorr
阴极平衡电位
相似
实验报告-极化曲线测量金属的腐蚀速度
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= Mg 2++2e阴极： 2H 2O+2e=H 2+2OH -钢与NaCl 溶液构成腐蚀体系的电化学反应式为：阳极： Fe= Fe 2++2e阴极： 2H 2O+2e=H 2+2OH - @腐蚀体系进行电化学反应时的阳极反应的电流密度以 i a 表示， 阴极反应的速度以 i k 表示， 当体系达到稳定时，即金属处于自腐蚀状态时，i a =i k =i corr （i corr 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 ϕ。
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：其中 I 为外测电流密度，i a 为金属阳极溶解的速度，i k 为去极化剂还原的速度，βa 、βk 分别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。
极化曲线测试实验
极化曲线的测试与分析一．实验目的：掌握测定金属极化曲线的方法；二．实验装置及实验材料1．电化学测量系统（PS-268A型）1台2．计算机1台3．三电极系统（研究电极：试样；参比电极：甘汞；辅助电极；铂）1套4. 低碳钢电化学试样1个5.碳钢挂片试样4个6.过饱和KCl、蒸馏水、丙酮、脱脂棉、砂纸等若干7.量尺、分析天平、量杯、烧杯、毛刷等。
三．实验原理1、电化学腐蚀原理金属腐蚀按腐蚀机理可分为化学腐蚀，电化学腐蚀两类。
电化学腐蚀是指金属表面与电解质溶液发生电化学反应而引起的破坏。
其特点是反应过程中金属构成电极，整个系统有阳极失去电子和阴极获得电子及电子流动的产生。
电化学腐蚀服从电化学动力学的基本规律。
当金属浸入电解质溶液时，由于水分子极性的静电作用，或由于金属电子的吸附作用。
在两相界面的两侧将形成由电子层与正离子层组成的双电层。
由于双电层的存在而产生的电位差称为金属―溶液体系的电极电位。
不同的金属在不同的溶液体系中有不同的电极电位。
至今还没有可靠的方法可以测定金属电极电位的绝对值，但可以求其相对值。
通常是指定某一电位稳定的电极为基准电极也叫参比电极或参考电极，人为规定其电位值；再把它与被研究电极组成原电池；测定出原电池的电动势，则被研究电极的电极电位就被测出。
通常采用的参比电极是标准氢电极，但在实际工作中常常采用更方便、更结实的参比电极，如甘汞电极，银－氯化银电极等。
实际上，金属大多是含有杂质的或者以合金的形态存在。
因此，金属浸入电解质溶液后，其界面不是存在单一电极而是存在着几个电极，测得的电位也是其混合值，金属与电解质溶液接触一定时间后，达到的稳定电位值称为该金属在该电解质溶液中的腐蚀电位或自然腐蚀电位，又叫开路电位或混合电位。
腐蚀电位决定于金属材料的成分，金相组织结构，表面状态以及电解质溶液的成分，浓度，温度和PH值等。
腐蚀电位的大小与金属腐蚀速度之间没有简单的对应关系，但其可以大致指出金属的耐腐蚀性。
金属腐蚀速度的测试方法原理与测试注意事项
测量极化电阻的方法有很多，比较普遍的有直流线性极化 法和交流方波法。
三点法
三点法是利用过电势为10-70mV范围内的极化数据求腐蚀 速度，因而也叫极化法。
由图3所示，在弱极化区对任一选定的过电势测定三个相 关数据点A1（ ，i A ，）、C1（ ，iC，）和C2 （可2得，，iC，2），根据腐蚀速度的基本公式（1）和（2）
2
因此，可由三点的数据得
icorr
iC , (x y)
iC , s2 4r
bC
lg x
lg
s
s2 4r lg 2
bA
lg y
lg
s
s2 4r lg 2
暂态测量
暂态测量技术，是指在外加极化施动扰动的瞬间即开始 连续测量腐蚀体系的响应，测量与记录持续至扰动结束 或达到稳态。
暂态线性极化测量原理：在确定的阶跃延迟间隔时间， 不论阶跃电流所测腐蚀电势与该极化电流下对应的稳态 腐蚀电势间差值随阶跃次数增加而趋于一恒定值，并有
式中： 为单个试样的腐蚀速率；m0和m1分别为腐蚀试
验前后单个试样质量；S为暴露于腐蚀介质的试样总面积；
t为腐蚀试验时间； 为3v个平行试样的平均腐蚀速率。
表2为AZ31镁合金的母材与焊缝在5%NaCl溶液中的静态失
重测试结果。图9为焊接前后168h静态失重测试结果曲线.
Hale Waihona Puke AZ31镁合金 母材在168h后的平均腐蚀速率为0.154 g m2 h ，焊缝在 168h后的平均腐蚀速率为 0.135 g m2 h。实验结果表明，由图9和
v增
m2 m0 S t
m2: 带有腐蚀产物的试样的质量，g
化学检验工常见电化学腐蚀分析方法
化学检验工常见电化学腐蚀分析方法电化学腐蚀分析方法在化学检验工中有着广泛应用。
本文将介绍几种常见的电化学腐蚀分析方法，包括极化曲线法、交流阻抗法和电化学噪声法。
一、极化曲线法极化曲线法是一种通过测量金属电位与电流之间的关系，评估材料在特定环境中的腐蚀行为的方法。
该方法基于电流与电位之间的线性关系，通过改变电位，测量相应的电流变化。
极化曲线可以提供腐蚀的速率以及耐蚀性能的信息。
极化曲线法的实验步骤如下：1. 准备测试样品和电解质：将待测试的材料制成试样，并浸泡在特定的电解质中。
2. 测试前的准备工作：使用电化学工作站连接电流源和电位计，并对其进行校准。
3. 极化曲线测试：开始测试前，先进行开路电位测试，记录样品在未施加外电势时的电位值。
然后施加足够小的电流密度，逐渐增加电位直至达到最大值，然后再逐渐降低电位，同时记录相应的电流。
4. 极化曲线绘制和分析：根据实验得到的电位-电流数据，绘制极化曲线，并分析曲线特征，如 Tafel 斜率、极化电阻等，以评估材料的腐蚀行为。
二、交流阻抗法交流阻抗法是一种通过测量材料在交流电场中的阻抗变化，评估材料电化学行为的方法。
该方法利用电化学原理，通过施加交流电势信号，测量样品上的电流响应，从而获得材料的腐蚀和阻抗信息。
交流阻抗法的实验步骤如下：1. 准备测试样品和电解质：制备样品并选择合适的电解质。
2. 建立电化学测试系统：通过连接交流电源、电位计和电流计，建立稳定的电化学测试系统。
3. 测试前的准备工作：进行系统的校准，确保各个仪器的工作正常。
4. 交流阻抗测试：在特定频率范围内施加小幅交流电位波动，测量相应的电流响应，并将其表示为阻抗谱。
阻抗谱提供了关于腐蚀过程和界面特性的信息。
5. 数据分析：根据阻抗谱的形状和频率响应，进行数据分析，得出腐蚀速率、电化学反应动力学等信息。
三、电化学噪声法电化学噪声法是一种通过分析腐蚀系统中的随机电流和电位噪声，评估材料腐蚀行为的方法。
极化曲线 年腐蚀速率
极化曲线年腐蚀速率
极化曲线和年腐蚀速率是描述金属腐蚀行为的两个重要概念。
极化曲线：
极化曲线是一种电化学测量方法，用于描述电极电位与电流之间的关系。
在金属腐蚀过程中，极化曲线可以用来研究金属的腐蚀和防护机制。
通过测量不同时间点的电流和电位，可以获得金属腐蚀速率与电化学参数之间的关系。
极化曲线通常可以通过线性拟合或非线性拟合方法进行处理和分析。
年腐蚀速率：
年腐蚀速率是指金属材料在特定环境条件下，每年被腐蚀的平均速率。
它是一个衡量金属耐蚀性的重要指标，通常以质量损失或厚度损失的形式来表示。
年腐蚀速率可以通过对金属材料进行长期腐蚀试验或现场腐蚀监测来获得。
在实际应用中，年腐蚀速率可以用来评估金属材料的耐久性和使用寿命，并指导防腐措施的选择和应用。
两者关系：
极化曲线和年腐蚀速率之间存在密切的关系。
极化曲线可以用来预测金属在不同环境条件下的年腐蚀速率。
通过比较不同环境下的极化曲线，可以评估不同环境对金属耐蚀性的影响。
此外，年腐蚀速率也可以用来验证和校准极化曲线模型的准确性。
在实际应用中，极化曲线和年腐蚀速率可以结合起来指导金属材料的防腐措施和选材。
总的来说，极化曲线和年腐蚀速率是两个相互关联的概念，它们共同描述了金属腐蚀行为和耐蚀性能。
通过测量和分析这两个参数，可以更好地理解和预测金属在各种环境条件下的腐蚀行为，为防腐措施和选材提供重要的依据。
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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。极化曲线在金属腐蚀研究中有重要的意义。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。还可以通过极化曲线的测量获得阴极保护和阳极保护的主要参数。
极化曲线测量金属的腐蚀速度
一、目ห้องสมุดไป่ตู้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.讨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。以金属锌在盐酸体系中为例：
测定腐蚀速度的塔菲尔直线外推法
当对电极进行阳极极化，在强极化区，
阴极分支电流ik=0,
改写为对数形式：
当对电极进行阴极极化，∆E <0,在强极化区，阳极分支电流ia=0
改写成对数形式:
强极化区，极化值与外测电流满足塔菲尔关系式，如果将极化曲线上的塔菲尔区外推到腐蚀电位处，得到的交点坐标就是腐蚀电流。
（3）测定开路电位。点击“T”（Technique）选中对话框中“Open Circuit Potential-Time”实验技术，点击“OK”。点击“░”（parameters）选择参数，可用仪器默认值，点击“OK”。点击“►”开始实验，测得的开路电位即为电极的自腐蚀电势Ecorr。
（4）开路电位稳定后，测电极极化曲线。点击“T”选中对话框中“Tafel”实验技术，点击“OK”初始电位（Init E）设为比Ecorr低“-0.5V”，终态电位（Final E）设为比Ecorr高“1.25V”，扫描速率（Scan Rate）设为“0.001V/s”灵敏度（sensivitivty）设为“自动”，其它可用仪器默认值，极化曲线自动画出。
阳极反应：Zn-2e=Zn2+
阴极反应：H++2e=H2
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 。根据法拉第定律，体系通过的电流和电极上发生反应的物质的量存在严格的一一对应关系，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。
图1塔菲尔外推法求金属腐蚀电流的基本原理
三、仪器药品和实验装置
CHI660A电化学工作站1台；
烧杯一个；
饱和甘汞电极（参比电极）1支
Pt片电极（辅助电极）1支。
45号钢（圆柱体）
松香
石腊
分析纯氯化钠
蒸馏水
铜导线
图2极化曲线测量示意图
四、操作步骤
1.电极处理：用金相砂纸将45号钢电极表面打磨平整光亮，测量试样的直径，将45号钢试样和铜导线连接。
在活化极化控制下，金属腐蚀速度的一般方程式为：
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。若以十为底的对数，则表示为ba、bk。
这就是腐蚀金属电极的极化曲线方程式，令
∆E称为腐蚀金属电极的极化值，∆E＝0时，I＝0；∆E>0时，是阳极极化，I>0,体系通过阳极电流。∆E<0时，I<0，体系通过的是阴极电流，此时是对腐蚀金属电极进行阴极极化。因此外测电流密度也称为极化电流密度
（5）自腐蚀电流的拟合，打开CHI660A的控制软件，利用自带的软件求得自腐蚀电流密度
4.实验完毕，清洗电极、电解池，将仪器恢复原位，桌面擦拭干净。
五、思考与讨论
（1）平衡电极电位、自腐蚀电位有何不同。
（2）为什么可以用自腐蚀电流石腊融化，用来封装表面清洗干净的试样（用蒸馏水清洗、酒精去油），电极处理得好坏对测量结果影响很大。
3.测量极化曲线：
（1）打开CHI660A工作站的窗口。
（2）将三电极分别插入电极夹的三个小孔中，使电极进入电解质溶液中。将CHI工作站的绿色夹头夹Fe电极，红色夹头夹Pt片电极，白色夹头夹参比电极。