电化学曲线极化阻抗谱

一、极化曲线1.绘制原理铁在酸溶液中，将不断被溶解，同时产生H2,即：Fe+2H+=Fe2++H2 (a)当电极不与外电路接通时，其净电流I总为零。在稳定状态下，铁溶解的阳极电流I(Fe)和H+还原出H2的阴极电流1(H)，它们在数值上相等但符号相反，即：(1)而维持I(Fe)，I(H)(1)而维持I(Fe)，I(H)相等时的电势称I(Fe)的大小反映Fe在H+中的溶解速率，为Fe/H+体系的自腐蚀电势ecor。Iglb阴极极化、' /图1极化曲线图1是Fe在H+中的阳极极化和阴极极化曲线图。当对电极进行阳极极化(即加更大正电势)时，反应(c)被抑制，反应(b)加快。此时，电化学过程以Fe的溶解为主要倾向。通过测定对应的极化电势和极化电流，就可得到Fe/H+体系的阳极极化曲线rba。当对电极进行阴极极化，即加更负的电势时，反应(b)被抑制，电化学过程以反应(c)为主要倾向。同理，可获得阴极极化曲线rdc。2.图形分析

LJSS>L1JLJSS>L1J（1） 斜率斜率越小，反应阻力越小，腐蚀速率越大，越易腐蚀。斜率越大，反应阻力越大，腐蚀速率越小，越耐腐蚀。（2） 同一曲线上各各段形状变化如图2,在section2中，电流随电位升高的升高反而减小。这是因为此次发生了钝化现象，产生了致密的氧化膜，阻碍了离子的扩散，导致腐蚀电流下降。（3） 曲线随时间的变动Od7d14d35dOd7d14d35d图3以7天和0天两曲线为例，对于Y轴，七天后曲线下移（负移），自腐蚀电位降低，说明更容易腐蚀。对于X轴，七天后曲线正移，腐蚀电流增大，亦说明更容易腐蚀。

二、阻抗谱测量原理它是基于测量对体系施加小幅度微扰时的电化学响应，在每个测量的频率点的原始数据中，都包含了施加信号电压（或电流）对测得的信号电流（或电压）的相位移及阻抗的幅模值。从这些数据中可以计算出电化学响应的实部和虚部。阻抗中涉及的参数有阻抗幅模（|Z|）、阻抗实部（Z,）、阻抗虚部（Z,,）、相位移（0）、频率（3）等变量，同时还可以计算出导纳（Y）和电容（C）的实部和虚部，因而阻抗谱可以通过多种方式表示。Bode图Bode图是阻抗幅模的对数log|Z|和相角0对相同时间的横坐标频率的对数logf的图。1761.6S-160WOZ6O1.52WOZ6O144-136-128」1201.120.0 0.6 1.2 1S2.4 3.0 3.6 4.2 4.8 5.4loqffHz)

16-图4Bode图16-阻抗：如果X是角频率为3的正弦波电流信号，则Y即为角频率也是3的正弦电势信号。此时Y/X既称为系统的阻抗，用Z表示。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）1000mae.=110010freq〔电感（L）1000mae.=110010freq〔图6两个时间常数图7三个时间常数3.Nyquist图电极的交流阻抗由实部z’和虚部z”组成，z=z’+jz”.Nyquist图是以阻抗虚部(-z”)对阻抗实部(z’)作的图。-^snAiPrtt-讪Nipte-^snAiPrtt-讪NipteQ知WW那1W1201卯1印’邯

时挤］对纯电阻，在Nyquist图上表现为z’轴上的一点，该点到原点的距离为电阻值的大小；对纯电容体系，表现为与z”轴重合的一条直线。图中的半圆弧就是容抗弧;后面的斜线是W扩散；感抗是低频的时候一个向下的收缩环。圆弧半径越大，也就是极化电阻越大，耐腐蚀越好。圆弧半径越小，也就是极化电阻越小，耐腐蚀越差。乂。 1 1 1 1 TOC\o"1-5"\h\z400- -\o"CurrentD