東華分析——動電位極化法介紹

1. 基本定義(yi)

動電位極化法是按照給定的階躍時間與(yu) 階躍高度從(cong) 起始電位掃描到終止電位而得到的電壓與(yu) 電流關(guan) 係曲線。將動電位極化曲線的塔菲爾線性段外推至自然腐蝕電位Ecorr處，可計算出腐蝕速率[1]。

2. 應用範圍和特點

動電位極化法是一種常用的評價(jia) 金屬腐蝕行為(wei) 的電化學研究方法，其曲線類型與(yu) 金屬表麵腐蝕情況有關(guan) ，通過對曲線的類型及曲線、電化學特征參數的變化情況，可對電極表麵發生的腐蝕行為(wei) 進行判斷，表征材料的腐蝕傾(qing) 向與(yu) 程度[2]。

3. 測試時的注意事項

由於(yu) 動電位的掃描速度非常慢，在電化學體(ti) 係中也不斷地發生氧化還原反應，而我們(men) 需要在體(ti) 係穩定之後才能進行動電位極化的測試，因此測量開路電位很重要的一點就是在進行試驗前給予足夠時間使得開路電位達到穩定狀態。穩定的開路電位表示所要研究的係統處於(yu) 穩定狀態，即各種腐蝕反應的速度恒定。有些腐蝕反應在很短時間內(nei) 達到穩定狀態，有些需要幾個(ge) 小時[3]。不管所需多少時間，電腦控製係統可以檢測開路電位使得測試在其穩定後進行。動電位測試對電化學體(ti) 係來說，其破壞性是不可逆的，多次測試會(hui) 顯著地降低工作電極的耐蝕性，導致後期測試出的數據不準確甚至錯誤。

4.動電位極化曲線和塔菲爾曲線的不同

典型的用來測試電極腐蝕速度的動電位極化曲線包括線性極化區、弱極化區和強極化區[4]。在強極化區，極化曲線（E-logi 圖）基本是條直線，這條直線可以用來得到電極的腐蝕速度，而強極化區又叫Tafel區，所以，在不嚴(yan) 格的說法中強極化曲線或者Tafel曲線可等同於(yu) 動電位極化曲線，而曲線要極化程度夠大，進入Tafel區。

5.動電位極化法的參數和激勵信號圖

表1.動電位極化法參數設置

動電位極化法的激勵信號圖

6動電位極化法的實驗數據

6.1動電位極化法在金電極中的實驗數據

樣品前處理：將金電極用粗細兩(liang) 種Al2O3粉拋光打磨好後再放入稀硫酸中進行一係列的測試。

三電極體(ti) 係：WE-Au盤，CE-Pt絲(si) ，RE-SCE。電解質為(wei) 0.5 M H2SO4

基本激勵信號參數：最初電位：-0.3 V，最終電位為(wei) ：0.7 V（vs.OCP），階躍高度：1 mV，階躍時間：1 s，掃描速率：1 mV/s

DH7006 金電極動電位極化

該動電位極化曲線可分為(wei) 三個(ge) 部分。第一部分為(wei) 活化區，此時過電位較小，電極的氧化電流隨電極電位的增加而很快增加，當電位趨近至拐點時氧化電流達到極大值。理論上將此點所對應的電位稱為(wei) 鈍化電位，而將此時對應的電流稱為(wei) 鈍化電流。但當電位增加到拐點以後，電極表麵開始鈍化，此時電流密度隨著電位的增加而迅速降低到一個(ge) 較小的值，金屬處於(yu) 穩定的鈍態。繼續增加電壓，電流密度仍然保持一很小的值，該電流稱為(wei) 鈍態電流，該區稱為(wei) 鈍化區。當電位繼續增加以後，電流又將隨電位的增加而顯著增加，說明陽極又開始發生了氧化過程，這一區稱為(wei) 過鈍化區[5]。

6.2 動電位極化法在鍍銀銅片中的實驗數據

樣品前處理：準備一個(ge) 銅片打孔用銅絲(si) 連接後先使用丙酮對其超聲5 min除油，然後用去離子水超聲5 min，再用5%稀HCl活化5 min後用去離子水衝(chong) 洗放入1:1的ZHL-02鍍銀液中用1 ASD的電流對其進行置電鍍銀5 min後取出放入3.5wt% NaCl溶液中腐蝕穩定4 h後再進行一係列的測試。

三電極體(ti) 係：WE-電鍍銀銅片，CE-Pt絲(si) ，RE-SCE。電解質為(wei) 3.5wt% NaCl溶液。

基本激勵信號參數：最初電位：-0.5 V，最終電位為(wei) ：0.2 V（vs.Ref），階躍高度：1 mV；階躍時間：1 s，掃描速率：1 mV/s

DH7000 鍍銀銅片動電位極化

鍍銀銅片的動電位極化曲線可分為(wei) 活性溶解區、過渡鈍化區、穩定鈍化區、過鈍化區四個(ge) 區。第一部分為(wei) 活性溶解區，此時過電位較小，電極的氧化電流隨電極電位的增加而很快增加，當電位趨近至拐點時氧化電流達到極大值。當電位增加到拐點以後，電極表麵開始鈍化，此時電流密度隨著電位的增加而迅速降低到一個(ge) 較小的值，金屬處於(yu) 穩定的鈍態，此時便是過渡鈍化區。繼續增加電壓，電流密度仍然保持一很小的值，該電流稱為(wei) 鈍態電流，該區稱為(wei) 穩定鈍化區。當電位繼續增加以後，電流又將隨電位的增加而增加，說明陽極又開始發生了氧化過程，這一區稱為(wei) 過鈍化區。

7總結

動電位極化測量方法是以一定的掃描速率極化工作電極至某一指.定電位獲得電位和電流密度的關(guan) 係曲線，他是一種常用的評價(jia) 金屬腐蝕行為(wei) 的電化學研究方法，其曲線類型與(yu) 金屬表麵腐蝕情況有關(guan) ，通過對曲線的類型及曲線、電化學特征參數的變化情況，可對電極表麵發生的腐蝕行為(wei) 進行判斷，表征材料的腐蝕傾(qing) 向與(yu) 程度。

參考文獻

［1］ 陳飛,解利昕,孫晨等.動電位極化曲線法研究鋁合金材料在海水中腐蝕現象[J].天津化工,2014,28(5):12-14.

［2］ 電化學腐蝕行為(wei) [J].工業(ye) 科技,2009,38(1):69-71.

［3］ 韓小敏,王少剛,黃燕.鈦-鋼爆炸複合板的耐腐蝕性能研究[J].石油化工腐蝕與(yu) 防護,2016,33(2):14-18.

［4］ 陳小文,白新德,薛祥義(yi) 等.釔離子注入鋯的動電位極化曲線研究[J].稀有金屬材料與(yu) 工程,2004,33(2):153-156

［5］ 穀琦琦,簡璐,張西雷等.HCO3-對X80鋼在NaCl溶液中腐蝕性能的影響[J].金屬熱處理,2015,40(8):179-183.