电化学交流阻抗谱课件

电化学交流阻抗谱1.电化学交流阻抗谱简介1.1交流阻抗谱方法是一种以小振幅的正弦波电位为扰动信号的电测量方法。

优点：体系干扰小提供多角度的界面状态与过程的信息，便于分析腐蚀缓蚀作用机理数据分析过程相对简单，结果可靠缺点：复杂的阻抗谱的解释1.2物理参数和等效电路元件1.2.1物理参数溶液电阻（Rs）双电层电容（Cdl）极化阻抗（Rp）电荷转移电阻（Rct）扩散电阻（Zw）界面电容（C）和常相角元件（CPE）电感（L）对电极和工作电极之间电解质之间阻抗工作电极与电解质之间电容当电位远离开路电位时时，导致电极表面电流产生，电流受到反应动力学和反应物扩散的控制。电化学反应动力学控制反应物从溶液本体扩散到电极反应界面的阻抗通常每一个界面之间都会存在一个电容。注意事项：1.Rp近似Rct+Zw，但不是完全的相等2.极化阻抗通过计划曲线也可以得到（腐蚀电位出切线的斜率）1.2.2.等效电路元件R阻抗C电容L电感W无限扩散阻抗O有限扩散阻抗Q常相角元件阻抗导纳1.3等效电路（A）一个时间常数Nyquist图相位图大致表征几个时间常数判断电容。阻抗等结构元件RsCdlRct或Rp（B）两个时间常数两个时间常数界面电容界面阻抗双电层电容电荷转移阻抗常见的两个时间常数的电路图（C）三个时间常数CPESGRSGCPEOXROXCPEDL1.4.在腐蚀与防护中的应用（1）两个时间常数的模型金属本体腐蚀产物层金属腐蚀机制研究研究不同镀层的钢材的腐蚀情况金属本体防护层缓蚀剂缓蚀机制的研究Adv.Mater.2006,18,1672-1678Chem.Mater.2007,19,402-411Adv.Funct.Mater.2008,18,3137-3147（2）三个时间常数的模型(a)自修复膜腐蚀机制的研究保护膜钝化膜金属本体保护膜钝化膜金属腐蚀区保护膜层的阻抗变化钝化膜层阻抗变化(b)微生物腐蚀机制的研究CorrosionScience49(2007)2159-2176下一步计划：

抗生素类的缓蚀剂SiO2MnO2TiO2ZrO2层状插层核壳结构多孔结构无机纳微材料有机聚电解质聚阴离子聚阳离子智能感应聚合物pH敏感光敏感热敏感电化学敏感特殊离子敏感多环环中掺杂N或者S缓蚀剂有机聚合电解质无机纳微材料

动电位极化曲线阳极反应曲线阴极反应曲线释氧区过钝化区钝化区过渡态区活性区（M→Mn++ne-）氧还原区（O2ne-→O2n-）氧扩散区释氢区Tafel区线性极化区过渡区Tafel区线性极化区极化曲线获取信息腐蚀电位(Ecorr)，腐蚀电流（icorr）获得Tafel参数（阴极极化斜率ba，阳极极化斜率bk）研究防腐蚀机理，可以知道是阳极机制剂、阴极抑制剂或者是混合型抑制剂。通过腐蚀电流可以计算腐蚀抑制效率（IE%=1-i1.corr/i2.corr）极化曲线在腐蚀与防护中应用铝合金在含有氯离子的乙二醇-硼酸溶液中的腐蚀行为研究氨基苯唑在3.5%NaCl中铜镍合金的防腐蚀的研究缓蚀剂的存在改变了阳极钝化过程，使铜镍合金更加容易钝化，增加抗腐蚀的性能。超疏水层状双羟基对于铝合金防腐蚀研究铝阳极氧化铝/铝基底层状双羟基/铝基底圆桂酸-阳极氧化铝/铝基底圆桂酸-层状双羟基/铝基底线性极化简介活化控制的腐蚀体系

实验或者文献中得到tafei斜率，或者失重法校正得到B值在一定时间间隔在线性极化区测定Rp上述方程基于两点假设：腐蚀体系阴阳极都受活化极化控制，浓度极化及电阻极化可以不计。腐蚀电位与阴阳极的平衡电位相差很远。线性极化法优点1.快速测定金属腐蚀体系瞬间腐蚀速度2.对腐蚀体系的影响和干扰很少，重现性好3.进行连续检测和现场监控，并且可以用于筛选金属材料和缓蚀剂以及评价金属镀层的耐腐蚀性能缺点1.另行测定或者从文献中选取的塔菲尔常数不能够反映腐蚀速度随时间的变化情况2.线性极化区时近似的，准确度不是很高3.不适用于电