腐蚀电化学测试点滴要点解析.ppt

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 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。 腐蚀电位测定 Ecor ~ t 曲线 电化学瞬态响应 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 极化阻力测定 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 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。 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 （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 噪声的频谱特征，一般用谱功率密度(Spectral Power Density)曲线表示 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。 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） 谱噪声电阻 （４）电化学噪声测量的应用 SCC 缓蚀剂 腐蚀监控 高温氧化 点蚀 涂层评价 3。PowerSuite测试经验点滴 （1）不同模式电极系统及引线连接 （2）腐蚀电位测定 （3）腐蚀速度测定 （4）极化阻力测定 （5）极化曲线测定 （6）电偶腐蚀测试 （7）电化学噪声（EN)测试 （8）电化学阻抗谱（EIS)测试 （1）不同模式电极系统及引线连接 （2）腐蚀电位(开路电位)测定 PowerCorr – OpenCircuit – Ecor vs Time 设定：Total Time 和 Time per