腐蚀电化学测试点滴全解
混凝土结构中的电化学腐蚀测试方法
混凝土结构中的电化学腐蚀测试方法电化学腐蚀测试是混凝土结构中最为常见的测试方法之一，用于评估混凝土结构的耐久性及腐蚀性。
本文将详细介绍混凝土结构中的电化学腐蚀测试方法，包括测试原理、测试仪器、测试步骤以及数据分析。
一、测试原理电化学腐蚀测试是基于混凝土结构中钢筋腐蚀的机理进行的。
当钢筋暴露在混凝土中时，钢筋表面会形成一层氧化铁膜，这层膜会随着时间的推移逐渐变厚，同时也会对钢筋与混凝土之间的电化学反应产生影响。
电化学腐蚀测试可以通过测量钢筋与混凝土之间的电位差，来评估钢筋的腐蚀程度。
二、测试仪器电化学腐蚀测试主要需要以下几种仪器：1. 电位计：用于测量电位差。
2. 电极：分为参比电极和工作电极两种。
参比电极通常为银/氯化银电极，用于稳定电位。
工作电极则是直接接触混凝土表面的电极，通常为钢筋。
3. 电源：用于提供测试电流。
4. 数据采集系统：用于记录测试结果。
三、测试步骤电化学腐蚀测试的步骤如下：1. 准备工作：选择合适的测试位置，清洁混凝土表面，将参比电极和工作电极插入混凝土中。
2. 原位电位测试：在不施加电流的情况下，测量参比电极和工作电极之间的电位差，记录结果。
3. 极化测试：在参比电极和工作电极之间施加一定的电流，使电位差发生变化。
记录电流密度和电位差的变化。
4. 极化解除测试：停止施加电流，测量参比电极和工作电极之间的电位差，记录结果。
5. 重复测试：重复以上测试步骤，直到得到稳定的测试结果。
四、数据分析电化学腐蚀测试的数据分析主要包括以下几个方面：1. 极化曲线：将电流密度与电位差绘制成曲线，可以评估钢筋的腐蚀电位和腐蚀电流密度。
2. 极化阻抗：通过测量参比电极和工作电极之间的阻抗来评估混凝土的电学性能。
3. 电位差：测量参比电极和工作电极之间的电位差，可以评估钢筋的腐蚀情况。
4. 腐蚀速率：通过测量钢筋的腐蚀深度和时间，计算出钢筋的腐蚀速率。
五、注意事项在进行电化学腐蚀测试时，需要注意以下几点：1. 测试前需要进行充分的准备工作，包括选择合适的测试位置、清洁混凝土表面、插入参比电极和工作电极等。
电化学腐蚀速率的测试方法及应用
电化学腐蚀速率的测试方法及应用电化学腐蚀速率的测试方法及应用电化学腐蚀是一种重要的材料损伤方式，了解其腐蚀速率对于材料的耐久性和可靠性评估至关重要。
本文将介绍电化学腐蚀速率的测试方法及其应用。
步骤：1. 准备测试样品：选择所需测试的材料，并根据需要制备成适当的形状和尺寸。
确保样品表面光洁，没有其他污染物。
2. 设定实验条件：确定实验所需的环境条件，如温度、湿度、气氛等因素。
这些条件将影响腐蚀速率的测试结果。
确保实验环境稳定且可重复。
3. 构建电化学腐蚀测试装置：根据实验需求，选择合适的测试设备，如电化学腐蚀仪、电极等。
确保设备的准确性和稳定性。
4. 清洁和准备电极：使用适当的清洁剂和方法清洁电极表面，去除任何可能影响测试结果的污垢。
确保电极表面光洁平整。
5. 进行电化学腐蚀测试：根据所选的测试方法（如极化曲线法、交流阻抗法等），进行腐蚀速率的测试。
通过施加特定的电位或电流，观察和记录电化学反应的动力学行为。
6. 数据分析和结果解释：根据测试结果，计算和分析腐蚀速率。
可以使用适当的数学模型来预测材料在实际应用条件下的腐蚀行为。
进一步解释结果，评估材料的耐蚀性能。
应用：1. 材料选择：电化学腐蚀速率的测试可以帮助工程师在材料选择阶段评估不同材料的耐蚀性能。
通过比较不同材料的腐蚀速率，可以选择最适合特定应用的材料。
2. 材料改进：了解材料的腐蚀速率可以帮助研究人员改进材料的抗腐蚀性能。
通过调整材料成分、表面处理或添加防腐涂层等方式，可以降低材料的腐蚀速率。
3. 腐蚀控制：电化学腐蚀速率的测试还可以用于腐蚀控制。
通过监测材料的腐蚀速率，及时采取措施来减轻或阻止腐蚀过程，延长材料的使用寿命。
总结：电化学腐蚀速率的测试是评估材料耐蚀性能的重要手段。
通过了解材料在特定环境条件下的腐蚀速率，可以选择合适的材料、改进材料性能，并采取措施进行腐蚀控制。
这将有助于提高材料的耐久性和可靠性。
腐蚀电化学研究方法常用技术讲义
一个实验电解池。
2、极化曲线
方法分类 装置和测量技术：一般用三电极体系 体系构成两个回路：一个是极化回路（电流测量回路）
一个是电位测量回路
极化电源
A
电位测量
二、Tafel直线外推法
极化曲线外延法测定腐蚀速度
对于活化极化控制体系，外加极化较大时，E与lgi间成线性关系，
1、线性极化方程
①活化极化控制的腐蚀体系，在自腐蚀电位附近，也
就是△E很小时（通常在±10mv左右），极化曲线是
线性关系，直线的斜率称极化电阻，Rp= d，E
icorr=
ba bc 2.303(ba bc )
1，线性极化方程式，SterdnI-Geary方
Rp
程式。
两电极系统：两个电极同等程度的极化，但方向相反， 所以两电极的极化值为2△E（V读数），则每个电极 极化值为△E，给定△E后测△I。
在弱极化区选三个适当的极化电位值△E，2△E和-2△E，测量出的相应的极化 电流密度，与极化电位值的关系分别为：
i（△E）=
icorr[exp（
2.3E ba
）-exp（
2b.3c E）]
i（2△E）=
icorr[exp（
4.6E ba
）-exp（
4b.6c E）]
i（-2△E）=
icorr[exp（
1、极化方法与方程式
方法：对腐蚀体系施加恒定电流（其数值应使极化电位不超过10mv），从自腐电 位开始极化，记录其极化电位—时间曲线，由充电曲线方程式计算出稳态时的极化 电位之IRp I已知，求出 Rp
a. 恒电流小极化时可得恒电流充电曲线方程式：
腐蚀电化学实验报告
腐蚀电化学实验报告 Final revision by standardization team on December 10, 2020.腐蚀电化学分析杨聪仁教授编撰一、实验目的以电化学分析法测量金属在不同环境下的腐蚀速率。
二、实验原理2-1 腐蚀形态腐蚀可被定义为材料受到外在环境的化学侵蚀而导致退化的象。
大多数材料的腐蚀包含了由电化学引起的化学侵蚀。
我们可根据被腐蚀金属的表面，简便地将腐蚀型态分类，如图一。
有许多类型易被辨识，但各种腐蚀类型彼此间都有某种程度的关连。
这些类型包括：均匀或一般侵蚀腐蚀应力腐蚀化学或两金属腐蚀冲蚀腐蚀孔蚀腐蚀涡穴损伤间隙腐蚀移擦腐蚀粒间腐蚀选择性腐蚀均匀或一般侵蚀腐蚀均匀腐蚀是指当金属处于腐蚀环境时，金属整个表面会同时进行电化学反应。
就重量而言，均匀腐蚀是金属所面临的最大腐蚀破坏，尤其是对钢铁来说。
然而，它很容易藉由保护性镀层、抑制剂及阴极保护等方法来控制。
化学或两金属腐蚀由于不同金属具有不同的电化学电位，因此当要将不同金属放在一起时，必须格外小心，以免产生腐蚀现象。
两金属化学腐蚀的另一个重要考虑因素是阳极与阴极的比率，也就是面积效应(area effect)。
阴极面积大而阳极面积小是一种不利的面积比率，因为当某特定量的电流经过金属对时，例如不同尺寸的铜极及铁极，小电极的电流密度会远大于大电极，因此小阳极将会加速腐蚀。
所以大阴极面积对小阳极面积的情形应尽量避免。
孔蚀腐蚀孔蚀是会在金属上产生空孔的局部腐蚀类型。
此类型的腐蚀若造成贯穿金属的孔洞，则对工程结构会有相当的破坏效果。
但若没有贯穿现象，则小蚀孔有时对工程设备而言是可接受的。
孔蚀通常是很难检测的，这是因为小蚀孔常会被腐蚀生成物覆盖所致。
另外蚀孔的数目及深度变化也很大，因此对孔蚀所造成的破坏不太容易做评估。
也因为如此，由于孔蚀的局部本质，它常会导致突然不可预测的破坏。
蚀孔会在腐蚀速率增加的局部区域发生。
金属表面的夹杂物，其他结构不均匀物及成份不均匀处，都是蚀孔开始发生的地方。
腐蚀电化学及电化学测量方法
腐蚀电化学及电化学测量方法绪在近几十年里腐蚀电化学基理研究在金属的钝化、小孔腐蚀、电化学噪声以及电化学阻抗谱等方面取得了丰硕的成果。
为解释腐蚀现象，解决生产中的实际问题奠定了理论基础。
在我们的日常生产和生活中所看到的腐蚀现象大多是电化学腐蚀，例如大气腐蚀、土壤腐蚀、海水腐蚀等自然环境腐蚀和炼油装置中的常减压塔塔顶腐蚀、冷却水腐蚀、储油罐罐顶腐蚀等等，都是电化学腐蚀。
因此了解电化学腐蚀原理以及电化学研究方法是非常有用的，首先，对进一步做好防腐工作有帮助，因为缓蚀剂作用原理、腐蚀的阴极保护原理所依据的理论基础都是腐蚀电化学；其次，有助于正确选择和有效运用电化学监测手段。
下面我们共同回顾和学习一些腐蚀电化学中最为基础和与电化学监测技术紧密关联的部分，以便于在实际工作中的运用。
电化学腐蚀就是在金属在腐蚀的过程中伴随着电子的移动。
第一章、电化学腐蚀原理一、电化学腐蚀机理：电化学腐蚀机理可归纳为电池作用：绝大多数属微电池作用，如金属的自腐蚀，肉眼看不到；少数情况是宏观电池作用，如电偶腐蚀，肉眼能分辨阴阳极。
电解作用：1．微电池腐蚀如上图，工业纯锌放在稀硫酸中，在金属锌晶粒溶解的同时，有气泡在锌中杂质上形成并逸出，这种气泡就是氢气，而且在杂质与锌晶粒之间有电流流动。
此现象同Zn-Cu与稀硫酸形成的原电池作用是完全相同的，在锌电极上发生锌的溶解，在铜电极上逸出氢气泡，两电极间有电流流动。
概念：阳极：发生溶解的电极（锌或锌晶粒）阴极：另一极（铜或杂质）电极反应式：阳极：Zn Zn2++2e电子从阳极流到阴极。
阴极：H++e HH+H H2 图2 腐蚀原电池示意图图1 锌在稀盐酸中腐蚀示意图△阴阳极概念的进一步：产生电池作用的推动力是电极之间存在着电位差。
电极电位较负者为阳极电极电位较正者为阴极小结：我们把微电池的腐蚀作用看作是金属中电极电位不同的两个微观部分直接作电接触，其表面又同时与电解质溶液接触的原电池作用。
腐蚀电化学实验报告
腐蚀电化学分析杨聪仁教授编撰一、实验目的以电化学分析法测量金属在不同环境下的腐蚀速率。
二、实验原理2-1 腐蚀形态腐蚀可被定义为材料受到外在环境的化学侵蚀而导致退化的象。
大多数材料的腐蚀包含了由电化学引起的化学侵蚀。
我们可根据被腐蚀金属的表面，简便地将腐蚀型态分类，如图一。
有许多类型易被辨识，但各种腐蚀类型彼此间都有某种程度的关连。
这些类型包括：均匀或一般侵蚀腐蚀应力腐蚀化学或两金属腐蚀冲蚀腐蚀孔蚀腐蚀涡穴损伤间隙腐蚀移擦腐蚀粒间腐蚀选择性腐蚀均匀或一般侵蚀腐蚀均匀腐蚀是指当金属处于腐蚀环境时，金属整个表面会同时进行电化学反应。
就重量而言，均匀腐蚀是金属所面临的最大腐蚀破坏，尤其是对钢铁来说。
然而，它很容易藉由保护性镀层、抑制剂及阴极保护等方法来控制。
化学或两金属腐蚀由于不同金属具有不同的电化学电位，因此当要将不同金属放在一起时，必须格外小心，以免产生腐蚀现象。
两金属化学腐蚀的另一个重要考虑因素是阳极与阴极的比率，也就是面积效应(area effect)。
阴极面积大而阳极面积小是一种不利的面积比率，因为当某特定量的电流经过金属对时，例如不同尺寸的铜极及铁极，小电极的电流密度会远大于大电极，因此小阳极将会加速腐蚀。
所以大阴极面积对小阳极面积的情形应尽量避免。
孔蚀腐蚀孔蚀是会在金属上产生空孔的局部腐蚀类型。
此类型的腐蚀若造成贯穿金属的孔洞，则对工程结构会有相当的破坏效果。
但若没有贯穿现象，则小蚀孔有时对工程设备而言是可接受的。
孔蚀通常是很难检测的，这是因为小蚀孔常会被腐蚀生成物覆盖所致。
另外蚀孔的数目及深度变化也很大，因此对孔蚀所造成的破坏不太容易做评估。
也因为如此，由于孔蚀的局部本质，它常会导致突然不可预测的破坏。
蚀孔会在腐蚀速率增加的局部区域发生。
金属表面的夹杂物，其他结构不均匀物及成份不均匀处，都是蚀孔开始发生的地方。
当离子和氧浓度差异形成浓淡电池时也可产生蚀孔。
间隙腐蚀是发生于间隙及有停滞溶液之遮蔽表面处的局部电化学腐蚀。
腐蚀电化学理论及测试技术
腐蚀电化学理论及测试技术摘要：基于电化学原理发展起来的电化学测试技术，如极化曲线分析法、极化电阻法、电化学阻抗谱法、电化学噪声及光电化学法等，是研究腐性的重要手段，近些年有了很大的进展。
了解腐蚀电化学理论，以及这些测试技术，将有助于对原油运输管道的防腐防护技术的深入研究和开发。
关键词：腐蚀；腐蚀电池；电化学理论；测试方法在油、气、水等流体的输送方面，管道运输有其不可取代的突出优势，在全世界范围内得到了广泛应用。
而腐蚀是造成油气长输管道事故的主要原因之一。
腐蚀既有可能大面积减薄管道的壁厚，导致过度变形或破裂；也有可能直接造成管道穿孔，或应力腐蚀开裂引发漏油、漏气事故。
故而，研究腐蚀对于管道运输有深远而重大的意思。
近一个世纪以来，随着科学技术的进步，除了用传统的挂片法研究腐蚀以外，学者们还提出了很多电化学腐蚀研究方法，主要有极化曲线分析法、极化电阻法、电化学阻抗谱法、电化学噪声及光电化学法。
1. 腐蚀电化学理论1.1腐蚀电化学理论腐蚀电化学是以金属腐蚀电极为研究对象的电化学。
要研究腐蚀电化学，首先要知道什么是原电池。
什么是腐蚀电池。
原电池是一种把化学能转变为电能的装置。
阳极：Zn=Zn2++2e阴极：2H+ +2e=H2电流的产生是由于两极间电位差引起的，电功W=QE腐蚀电池实质上是一个短路原电池，电流不对外作功，电子自耗于腐蚀电池内阴极还原反应中。
阳极：Zn→Zn2++2e阴极：2H+ + 2e→H2两电极间短路，电位差为零，电功W=QE=0阳极过程：电极材料溶解，以离子形式进入溶液，或其它物质在电极氧化，把电子流在阳极上M→[M n +.ne] →M n + + ne阴极过程：从阳极流过来的电子被电解质溶液中能够吸收电子的氧化性物质接受D + ne→[D.ne]电流的流动：阳极和阴极间有一个电流回路维持上述电极反应进行。
即在金属中依靠电子从阳极流向阴极；在溶液中依靠离子的迁移。
（三个基本过程既相互独立又紧密联系，其中任一过程受阻不能进行，则腐蚀过程停止；材料的腐蚀破坏集中在阳极区，阴极区起传递电子的作用）1.3电化学腐蚀的次生过程电化学腐蚀的次生过程指的是在腐蚀电化学工作过程中，阳极过程和阴极过程的产物因扩散作用在相遇处导致腐蚀次生反应的发生，形成难溶性产物。
第五章 腐蚀电化学测试技术
化学成分不均一 组织结构不均一 电化学不均一性 物理状态不均一 表面膜不完整
综上所述，腐蚀电池实质上就是一个短路的原电 池。宏观腐蚀电池和微电池仅仅在形式上有区别，工 作原理完全相同。它们都是由阳极过程、阴极过程和 电流流动三个相互联系的环节构成的，三个环节缺一 不可。如果其中某个环节受到阻滞，则整个腐蚀过程 就会缓慢或完全停止。
四、金属电化学腐蚀的热力学条件
电位比较准则：
G nF nF( Ee，K Ee，A )
由腐蚀反应发生的条件G < 0，可得 E e, K – E e, A > 0 或 E e, K > E e, A 判断电化学腐蚀倾向的电位比较准则：
如果金属发生氧化反应的平衡电位Ee.A低于溶液中 某种氧化剂(即去极化剂)发生还原反应的平衡电位Ee.K ，则电化学腐蚀能够发生。二者的差值(Ee.K – Ee.A)愈 大，腐蚀的倾向愈大。
1 Zn O2 ZnO 2
2、电化学腐蚀：金属腐蚀的 氧化还原反应有着两个同时进行 却又相对独立的过程。例如金属 锌在含氧的中性水溶液中的腐蚀 。 金属放出自由电子成为阳离子 的反应称为阳极反应。金属发生 阳极反应的表面部位称为阳极区 。 接受电子的反应称为阴极反应 。发生阴极反应的表面部位称为 阴极区。 反应产物Zn(OH)2不是由氧分 子与锌原子直接碰撞结合形成的 ，而是通过了下列步骤：
0 K
0 A
第二节 腐蚀速度
一、极化与超电压 1、极化现象 (1)原电池中两电极的极化 曲线 原电池中，负极是阳 极，正极是阴极。随着电 流密度的增加，阳极析出 电势变大，阴极析出电势 变小。由于极化，使原电 池的作功能力下降。 但可以利用这种极化 降低金属的电化腐蚀速度
第二节 腐蚀速度
环境腐蚀因素的电化学测定综合实验报告
实验 4.1: 环境腐蚀因素的电化学测定综合实验一、实验目的1.了解和掌握常用金属材料在不同环境条件中的腐蚀性强弱和主要腐蚀形态2.掌握影响材料环境失效的主要腐蚀因素3.掌握主要环境腐蚀性因素强弱的测试方法二、实验内容选取不同材料、不同介质分别进行以下实验:1.用酸度计测量所选介质的pH值；2.采用浸泡实验观察试验材料在不同介质中的腐蚀形态, 判断腐蚀类型；3.测量发生均匀腐蚀材料的失重或增重, 计算腐蚀速度；4.测量试验材料在不同介质中的φ－t曲线三、实验原理金属与周围环境之间发生化学或电化学作用而引起的破坏或变质, 称之为金属腐蚀。
也就是说, 金属腐蚀发生在金属与介质间的界面上。
材料究竟发生什么样的腐蚀、腐蚀的强弱主要取决于材料及其周围介质的性质。
不同的材料或不同设备工艺的同一种材料在同一介质中其腐蚀性不同；同一材料在不同环境中（如温度、pH值、浓度不同）其腐蚀性也会有很大的差别。
腐蚀类型很多, 也有多种分类方法。
如果按材料腐蚀后的外观特征分类: 当腐蚀均匀地发生在整个材料表面, 称为均匀腐蚀或全面腐蚀；当腐蚀集中在某些区域, 则称为局部腐蚀。
局部腐蚀又可分为电偶腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀、剥蚀、选择性腐蚀等。
金属腐蚀发生的根本原因是其热力学上的不稳定性造成的, 即金属及其合金较某些化合物原子处于自由能较高的状态, 这种倾向在条件具备时, 就会发生金属单质向金属化合物的转变, 即发生腐蚀。
发生化学腐蚀时, 被氧化的金属与介质中被还原的物质之间的电子是直接交换的。
发生电化学腐蚀时, 金属的氧化和介质中某物质的还原是在不同地点相对独立地进行的两个过程, 并且和流过金属内部的电子流和金属所处介质中的离子流形成回路, 即金属的电化学腐蚀是通过腐蚀电池进行的, 它是金属腐蚀中最常见最重要的类型。
在腐蚀过程中发生的腐蚀电池反应如下:阳极反应: M-ne- → M n+阴极反应: Ox+ne- → R总反应: M+Ox → Mn++R式中: Ox 为氧化剂, R为还原剂在大多数情况下, 氧化剂通常由水中溶解的氧或氢离子承担, 阴极反应为：1/2O2+H2O+2e → 2OH-或 H++e → 1/2H2金属与电解质接触时, 在金属与溶液界面将产生一电位差, 这一电位差值会随时间不断变化, 最后达到一稳定值, 通常称之为稳态自腐蚀电位Ecorr。
腐蚀电化学原理IV
1 dIcorr f E df E I corr Rp dE dE E 0 E 0
1 dI dI Rp dE E 0 dE E Ecorr
极化电阻：极化曲线过原点处的切线的斜率
r S v 2 r S 1 u 2
r S 1 ln E1 2 c 1 r S ln E1 a 2
四点法原理
当E1 E1 时，I1 I 1 当E1 E1 时，I1 I 1 当E2 2 E1 时，I 2 I 2 当E2 2 E1 时，I 2 I 2
Ia 1% Ic
三点法；四点法；单极化方向的三点法；两点法。 弱极化曲线拟合方法（曹楚南）
三点法原理
当E1 E1 时，I1 I 1 当E1 E1 时，I1 I 1 当E2 2 E1 时，I 2 I 2
E1 u exp a
I I corr u 1; I I I
2 corr
I I corr 1 u
1 1
E1 u exp a
1
(u 2 u )
I I I corr (u 2 u ) I corr I I I I ; I u; I
r 4r v u
2
1 2 1
S r 4r v u I 1 I corr S
通过一系列不同1和相应的2的弱极化区的测量，得到一 系列对应于不同 I 1 值的Sபைடு நூலகம்值，将S对 I 1 作图，就可以得到 一条通过原点的直线。由直线的斜率可以求得Icorr。
基本的电化学腐蚀测量本的电化学腐蚀测量
基本的电化学腐介绍大多数金属腐蚀通过在金属与溶液层形成了溶液。
大桥中的钢筋发生发生在非水系统中。
腐蚀通常以正、逆反应达到平衡时一个是发生阴极反应，溶液中的离应达到平衡时，每个反应的电荷转同金属接触。
图1-1是上述过程的图解。
纵轴是曲线表示总电流—阴极电流和阳极点就是电流发生改变的地方，即反于将横轴对数化造成。
横轴对数化是由于钝化现象，电流值改变6个数图1-1 腐蚀过程中阳极和阴极电流金属电位 是阳极和阴极反应平衡时假设阳极反应产生过多电子只金属应。
这抵消了系统中的初始扰动在大多数腐蚀电化学试验中，第一偏向于开路电位。
腐蚀科学家在测量开路电位很重要定的开路电位表示所要研究的系统化学腐蚀测量与溶液界面上发生的电化学反应而产生。
对大气腐蚀而言金属筋发生腐蚀的电解液是潮湿的混凝土。
尽管大多数腐蚀发生在平衡时的速率发生。
首先是阳极反应，金属被氧化，释放离子中的离子（通常是O2 或 H+）被还原，吸收了来自金属的电电荷转移速度相等，没有净电流产生。
正、逆反应可发生在同纵轴是电位，横轴是电流的对数。
理想的阴、阳极反应电流如和阳极电流之和。
这是在用恒电位仪进行电位扫描时测得的电即反应从阳极反应转变成阴极反应或是阴极反应转变成阳极数化是必要的，因为在一个腐蚀试验中，较宽范围内的电流值个数量级不常见。
极电流部分平衡时的电位。
参照图1-1。
注意每个半反应的电流取决于金属只金属表面。
过剩电子使得金属电位向负向移动，减缓阳极反扰动。
第一步就是测量开路电位。
开路电位和腐蚀电位的关系通常很重要的一点就是在进行试验前给予足够时间使得开路电位达的系统处于稳定状态，即各种腐蚀反应的速度恒定。
有言金属表面薄的水分子发生在水中，也有腐蚀放离子至金属表面。
另属的电子。
当这两个反生在同一金属或两种不电流如图中直线所示。
得的电流。
图像中的尖成阳极反应。
尖点是由电流值需展示在图中。
于金属的电化学电势。
阳极反应，加快阴极反系通常可互换，但是更电位达到稳定状态。
腐蚀电化学常规测量方法..共67页文档
腐蚀电化学常规测量方法..
11、获得的成功越大，就越令人高兴 。野心 是使人 勤奋的 原因， 节制使 人枯萎 。 12、不问收获，只问耕耘。如同种树 ，先有 根茎， 再有枝 叶，尔 后花实 ，好好 劳动， 不要想 太多， 那样只 会使人 胆孝懒 惰，因 为不实 践，甚 至不接 触社会 ，难道 你是野 人。(名 言网) 13、不怕，不悔(虽然只有四个字，但 常看常 新。 14、我在心里默默地为每一个人祝福 。我爱 自己， 我用清 洁与节 制来珍 惜我的 身体， 我用智 慧和知 识充实 我的头 脑。 15、这世上的一切都借希望而完成。 农夫不 会播下 一粒玉 米，如 果他不 曾希望 它长成 种籽； 单身汉 不会娶 妻，如 果他不 曾希望 有小孩 ；商人 或手艺 人不会 工作， 如果他 不曾希 望因此 而有收 益。-- 马钉路 德。
金属的腐蚀电化学实验
Zn
(c) Cu作为杂质分 布在Zn表面 (短路)
常见材料的电位
腐蚀电池形成原因举例
钢 铝 渗碳体 新管道 旧管道
铁
(a) 不同金属组合
应力集中
(b)金属中含杂项
(c) 表面状态不同
砂土 粘土
表面状态不同缝内 Cu2+浓度比缝外高 铜 铜
(d) 应力及形变差异
(e) 氧浓度差异
(f) 金属离子浓度差
腐蚀电化学实验
电化学腐蚀 腐蚀电化学测试原理 动电位扫描实验
电化学腐蚀
定义：金属与电解质发生电化学反应而引起的变质或破坏过程。 原因：金属组织的不均匀性或电解质中的浓度差（例如氧）导致电 位不同而形成了腐蚀原电池。 电荷转移：电势较低的部位易失去电子而遭受氧化腐蚀，称此为阳 极，而电势较高的部位是阴极，它将阳极流来的电子传给电解质 中被还原的物质，发生还原反应，因此阴极仅起电子传递作用而 不受腐蚀。 阳极反应 ：M→Mn++ne
2. 实验原理
电极上通过的电流密度越大，电极电位偏离程 度也越大。控制外加电流使其由小到大逐渐增 加，便可以测得一系列对应于电流的电位值。 把极化电流 I 对阴极电位E作图，即得到阴极 极化曲线。 测定极化曲线的方法主要有两种：
恒电位法 恒电流法
恒电位法
原理
I = f (E)
以电位为自变量，通过调节使电极恒定在某一电位，测量相应 的极化电流值； 然后把电位恒定在另一数值上再读取新的极化电流值， 这样逐点地测定，得到相应的极化电流随电位变化的函数关系。
阴、阳极电位随电 流强度的变化
阴极极化
Ia
(-)极
点滴检测理论
点滴检测理论第一部分：我司膜层的质量检测成膜的效果与膜的生成状况关系极大。
因此通过对膜层质量的检验，就可确定防锈和前处理的效果能否达到要求。
常用的检测法为：CuSO点滴检测法。
4硫酸铜点滴检测法检测液的配制方法：称取6.2g分析纯五水硫酸铜，5g分析纯氯化钠，用水溶解，加水至150ml。
加入0.37%盐酸2ml即可。
（0.37%盐酸配制：取分析纯盐酸0.8 ml, 用水稀释成100 ml）检测方法：将处理后的工件吹干，滴一滴检测液于平整处，按如下方法判定计时终点。
点滴液及其点滴终点判定1.第一透蚀点显微法（不低于10倍放大镜）：点滴时间记为T1以出现第一个可确认的红色锈点为终点。
其说明的意义是：点滴液对保护膜的最短点透蚀时间△1。
T1 = △1。
代表膜的纵向最短抗点蚀效果。
示意如下：1.1：偶尔出现非红色点，不能作为终点判定。
它可能是膜中的微量杂质尘粒、膜层晶体的断裂面、裂纹等。
但并不表示膜层已被点透蚀。
1.2：点滴液有轻微的翻红，不能作为终点判定。
它可能是膜层或其表面嵌杂的微量还原性物质，导致对点滴液中二价铜的微量还原,但并不表示膜层已被点透蚀。
2. 第一目视翻红点法（透蚀点能看见红色铜粒翻出）：点滴时间记为T2该法不强调已有的锈点数，只以第一个开始翻红点为终点。
其说明的意义是：在第一透蚀点显微法时间△1基础上，加入了点透蚀后的最短横向扩散透蚀时间△2。
T2 = △1 +△2。
T2代表膜的横向最短抗扩散腐蚀效果。
示意如下：3. 1/3面积目视翻红法（透蚀点能看见红色铜粒翻出）：点滴时间记为T3该法不强调已有的翻红锈点数，只以已有翻红锈点占点滴总面积的比例为终点。
其说明的意义是：在第一透蚀点显微法时间△1基础上，加入了点透蚀后的最短横向扩散透蚀时间△2，再加上集体横向扩散达1/3面积所需的透蚀时间△3。
T3 = △1 +△2 + △3。
T3代表膜在前处理功用上，对结合力的最短功用效果。
其基本理论是：当涂层的基础（前处理膜）被随机腐蚀达1/3时，可认为防锈和前处理功能已基本丧失，其外涂层的总体结合力与无前处理时相当。
利用电化学工作站进行电化学腐蚀实验的教程
利用电化学工作站进行电化学腐蚀实验的教程电化学腐蚀实验是材料科学、化学工程以及环境科学领域中常见的一种实验方法，用于研究金属材料在特定环境条件下的腐蚀行为。
而借助电化学工作站进行电化学腐蚀实验，可以更精确地测定和控制腐蚀反应参数，提高实验效果。
本文将介绍如何利用电化学工作站进行电化学腐蚀实验。
一、实验准备在进行实验前，首先需要准备以下材料和设备：1. 电化学工作站：包括电化学腐蚀仪、电化学池和电极。
2. 试样：选择适当的金属材料作为试样，通常选用常见的金属如铁、铝、铜等。
3. 溶液：根据实验需要选择适当的实验液体，例如盐溶液、酸溶液或碱溶液。
4. 温度控制装置：保持实验温度的稳定性。
5. 实验室仪器：例如电压表、电流表、计时器等，用于记录实验参数。
二、实验操作1. 准备试样：将试样切割成合适的大小和形状，确保表面光洁，并用酒精或去离子水清洗试样表面，去除可能影响实验的杂质。
2. 设置电化学池：将电化学工作站连接到电化学池中。
电化学池包括两个电极，一个是阳极，一个是阴极。
将试样放置在阳极位置，用锁紧螺钉固定，在阴极位置放置对比电极。
3. 准备实验液体：根据实验要求，配制合适浓度和体积的实验液体。
将实验液倒入电化学池中，注意液位不要超过电极高度。
4. 温度控制：根据实验需求使用温度控制装置保持实验温度的稳定性，可通过控制加热器或冷却器的开关来调节温度。
5. 实施实验：开始实验前，确保电化学工作站的电流、电压和时间参数设定正确。
开启电化学腐蚀仪，让实验开始。
根据需要，可以调节电流或电压，观察试样的腐蚀情况。
6. 实验记录：实验过程中，及时记录实验参数，如电流、电压、时间等。
还可以记录试样的重量变化、腐蚀程度等数据。
这些数据将在实验后的数据分析中非常有用。
三、实验后处理1. 数据分析：根据实验记录的数据，进行数据分析。
可以绘制电流-时间、电位-时间曲线，分析试样在不同实验条件下的腐蚀特性，比较不同金属试样的腐蚀程度。
电化学腐蚀试验
实验九极化曲线的测定【目的要求】1. 掌握稳态恒电位法测定金属极化曲线的基本原理和测试方法。
2. 了解极化曲线的意义和应用。
3. 掌握恒电位仪的使用方法。
【实验原理】1. 极化现象与极化曲线为了探索电极过程机理及影响电极过程的各种因素，必须对电极过程进行研究，其中极化曲线的测定是重要方法之一。
我们知道在研究可逆电池的电动势和电池反应时，电极上几乎没有电流通过，每个电极反应都是在接近于平衡状态下进行的，因此电极反应是可逆的。
但当有电流明显地通过电池时，电极的平衡状态被破坏，电极电势偏离平衡值，电极反应处于不可逆状态，而且随着电极上电流密度的增加，电极反应的不可逆程度也随之增大。
由于电流通过电极而导致电极电势偏离平衡值的现象称为电极的极化，描述电流密度与电极电势之间关系的曲线称作极化曲线，如图2-19-1所示。
图2-19-1 极化曲线A-B：活性溶解区；B：临界钝化点B-C：过渡钝化区；C-D：稳定钝化区D-E：超(过)钝化区金属的阳极过程是指金属作为阳极时在一定的外电势下发生的阳极溶解过程，如下式所示：M→M n+＋n e此过程只有在电极电势正于其热力学电势时才能发生。
阳极的溶解速度随电位变正而逐渐增大，这是正常的阳极溶出，但当阳极电势正到某一数值时，其溶解速度达到最大值，此后阳极溶解速度随电势变正反而大幅度降低，这种现象称为金属的钝化现象。
图2-19-1中曲线表明，从A点开始，随着电位向正方向移动，电流密度也随之增加，电势超过B点后，电流密度随电势增加迅速减至最小，这是因为在金属表面生产了一层电阻高，耐腐蚀的钝化膜。
B点对应的电势称为临界钝化电势，对应的电流称为临界钝化电流。
电势到达C点以后，随着电势的继续增加，电流却保持在一个基本不变的很小的数值上，该电流称为维钝电流，直到电势升到D点，电流才有随着电势的上升而增大，表示阳极又发生了氧化过程，可能是高价金属离子产生也可能是水分子放电析出氧气，DE段称为过钝化区。
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噪声的频谱特征，一般用谱功率密度(Spectral Power Density)曲线表示
Hz-1 SPD/dBV2·
W Slope k
fc Frequency f/Hz Fig. 3-1. Typical SPD curve
SPD曲线的特征参数
ห้องสมุดไป่ตู้
白噪声水平 W、高频线性部分的斜率 k、截止频率 fc
电化学噪声测试的ZRA模式
电化学噪声测试的ZRA模式
ZRA模式电路原理图
（３）电化学噪声数据分析
原始EN数据：时间域曲线，去除直流分量 时－频转换：FFT, MEM, 小波分析 频率域分析：SPD曲线，（噪声功率谱）， 谱噪声电阻 时间域分析：噪声电阻，
Origin 7.5 LabView 7, 8.5
电化学噪声是一种原位、无损的金属腐蚀检测 技术， 无须对被测电极施加扰动；无须预先建立被测 体系的电极过程模型；检测设备简单，可以实 现远程监测。 电化学噪声测量意义：研究局部腐蚀的发生过 程、研究表面膜动态特征等。
（２）电化学噪声的测定
可在开路（Ecor）或极化（恒电位或恒电流控 制）状态下测定。 当在开路电位下测定EN时，检测系统一般采用 同种电极双电极体系。 可采用ZRA模式进行测量 Zero-Resistance Ammeter
均匀腐蚀产生的电流噪声的SPD值在整个频率 域接近于恒定值，近似于白噪声；而局部腐蚀 产生电流噪声的SPD值在双对数坐标系中表现 为f-α函数 。
Uruchurtu和Dawson等指出：如果电位噪声 功率密度谱 SPD曲线高频线性段的斜率等于 或大于-20dB/decade时，电极发生局部腐蚀； 小于-20dB/decade时，发生全面腐蚀。
电化学测试技术及其在腐蚀领域的应用
1 . 腐蚀电化学测试点滴
宋 诗 哲
天津大学材料学院
1。腐蚀电化学测试简介 2。电化学噪声测试 3。PowerSuite测试经验点滴
1。腐蚀电化学测试简介 腐蚀电化学测试技术的发展
发展新的稳态与暂态电化学测试技术
微计算机实时、在线测量与数据解析
电化学测试与近代物理表面分析相结合
腐蚀电位测定 Ecor ~ t 曲线
Ecor与Icor无简单的对应关系，但Ecor值特别 是Ecor ~ t关系，对研究腐蚀过程有意义。
Ecorr Ecorr 膜破裂 膜缓慢修复
t
t
一般变化缓慢为均匀腐蚀，出现突变为局部腐蚀。 变“正”保护膜形成、修补；变“负”膜破坏、局部腐蚀。
电化学瞬态响应
E
0
t
腐蚀体系简化的电化 学等效电路
E (t ) IRs IRP [1 exp(
t )] Rp Cd
t=0 E = IRs t→∞ E = IRs + IRP
恒电流：E~t曲线指数上升，τ= RpCd 恒电位：I~t曲线指数下降，τ= RCd=（Rp//Rs）Cd 对于同一腐蚀体系（Rp，Cd一定），恒电位时间常数小，易达到 稳态， 故采用恒电位比恒电流测试Rp有利。
2。电化学噪声 Electrochemical Noise(EN)
（1）电化学噪声技术简介
（2）电化学噪声测定 （3）电化学噪声数据分析 （4）电化学噪声测量的应用
（１）电化学噪声技术简介
电化学噪声是电解池中通过金属电极/溶液界 面的电流或电极电位的自发波动。 腐蚀电极局部阴阳极反应活性的变化、环境温 度的改变、腐蚀电极表面钝化膜的破坏与修复、 扩散层厚度的改变、表面膜层的剥离及电极表 面气泡的产生等 不是仪器的噪声 。 以随机过程理论为基础，用统计方法研究E、I 波动规律性的电化学方法。
《腐蚀电化学研究方法》化学工业出版社 1988年
电化学测试
施加激励（扰动）信号，得到响应 E (电位） 、I（电流） 如何实现？恒电位、恒电流 恒电位/恒电流仪 电解池： 研究电极 W （电极系统） 辅助电极 A(C) 参比电极 R
稳态测试 稳态测试得到的电化学参数与时间无关 暂态测试 暂态时电化学参数与时间有关，故可用于研究 界面结构。 稳态和暂态是为了测试技术而引入的概念，是 相对时间而言的。只要根据实验条件，在一定 时间内E，I相对稳定就是稳态。
极化阻力测定
icor ba bc 1 2.3(ba bc ) RP
Rp ( dE ) Ecorr , dI Rp E I
Rp 是Ecor附近极化曲线的斜率，具有电阻的量纲，
称极化电阻。
icor B Rp
Rp 1 icor
定性比较Rp，判断金属的耐蚀性。 用极化阻力技术判断局部腐蚀 Rpa = Rpc 均匀腐蚀 Rpa<< Rpc 局部腐蚀 或用Rpa - Rpc 表征局部腐蚀倾向
极化曲线测定
稳态极化曲线形状与时间无关，暂态I~E 曲线与时间有关，测量、扫描速度不同， 形状不同。 钝化曲线测定 点蚀特征电位测定，研究缓蚀剂性能。 研究电极过程机理（缓蚀剂）
点蚀诱导期及生长过程测定
发生点蚀的时间（或称孕育期）。诱导期长，点蚀敏 感性差。处于Ecor下时，Ecor ~ t变化，当Ecor突然变 负，为诱导期。但时间太长，一般不用。 恒电位：I ~ t曲线，当I突然增大，为诱导期。不同 电位，诱导期不同。 一般应E > Eb测定，E越正，诱导期越短。 恒电流：E ~ t曲线，当E突然变负，为诱导期。 点蚀生长过程研究 恒电位下，I ~ t曲线，斜率
功率密度谱的直流极限可以作为腐蚀程度的判 据，即直流极限越大，腐蚀越严重。
电化学噪声标准偏差（SI ,SV）
2 ( x x ) i i 1 n
S
n 1
噪声电阻 (Rn)
SV Rn SI
谱噪声电阻
噪声数据的频率响应：谱噪声图与阻抗图相似
Rsn f
VFFT f I FFT f
研究目的
评价耐蚀性 测定腐蚀速度 研究腐蚀机理
依据腐蚀体系、腐蚀类型
极化曲线与腐蚀速度测定
极化曲线上根据 ΔE的大小，分 为三个区： （1）微极化区 - 线性极化 （2）弱极化区 - 计算机解析 （3）强极化区 - Tafel外推 不同区域腐蚀速度方程式可以化 简成不同形式，腐蚀速度测试方 法也不同。但是各个区域的分界 不是严格的，且不同腐蚀体系也 不相同。