(高清版)GBT 40299-2021 金属和合金的腐蚀 腐蚀试验电化学测量方法适用惯例

金属和合金的腐蚀腐蚀试验电化学测量方法适用惯例国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会发布国家市场监督管理总局GB/T40299—2021/ISO本文件使用翻译法等同采用ISO17474:2012《金属和合金的腐蚀腐蚀试验电化学测量方法适用——GB/T10123—2001金属和合金的腐蚀基本术语和定义(ISO8044:1999,IDT)1ISO8044金属和合金的腐蚀基本术语和定义(Corrosionofmetalsandalloys—Basicterms原条件增强，并且还表示活泼金属方向，因活泼金属(例如钾)的腐蚀电位比其他常用金属更负。23极变为阴极的局部区域的情况。线性图还用于确定极化电阻Rp。极化电阻Rp被定义为腐蚀电位Eco下的电流密度-电位曲线斜率的倒数。极化电阻Rp与腐蚀电流密度icor之间的关系如式(1)[2],[3]:式中：b。——阴极塔菲尔斜率。图2线性极化曲线图2中的实线是腐蚀电位Eo附近的电流密度i对电位E的关系曲线，这里将腐蚀电位Eco处相同曲线的斜率的倒数确定为极化电阻Rp。7.3电位相对值在显示电极电位的曲线图上，应标出所示电位值与标准氢电极(SHE)之间的转换关系。推荐使用“E(V)vs.1MKCl(1MKCl/AgCl/Ag)”的格式表示所使用的参比电极。电极电位可以绘制在横坐标上，且底部横坐标的刻度值可显示相对于所用参比电极的值，顶部横坐标的刻度值可显示相对于标准氢电极(SHE)换算所得的值。如果未显示后者，则根据附录A,可以使用式(2)所示的转换关系进行换算。Evs.SHE=Evs.1Evs.SHE——相对于标准氢电极的电极电位，单位为伏特(V);E(V)vs.1MKCl/AgCl/Ag——相对于1MKCl中银/氯化银电极测量得到的电极电位，单位为伏特(V)。4推荐的电位单位是伏特(V)。如果电位的变化范围比较小，则可以使用毫伏(mV)或微伏(μV)。电流密度的国际标准单位是安培每平方米(A/m²)或安培每平方厘米(A/cm²),也可以使用毫安每平方厘米(mA/cm²)、微安每平方厘米(μA/cm²)。7.5极化曲线示例采用以上推荐的做法绘制的样品极化曲线如图2～图6所示。图3和图4分别是表示阳极活化行为和活化-钝化转变行为的示意曲线。图5和图6分别是430型不锈钢(UNS43000)的实测阳极极化数据曲线[4]和2024-T3型铝合金的实测阴极极化曲线[5]。图3和图4的作用是图解说明用于腐蚀电化学测试数据讨论的各个点的位置。图5和图6的作用是展示如何根据本文件来绘制各种类型的电极极化曲线。23图3阴极和阳极极化曲线示意图51——析氧反应二次钝化；i——临界电流密度；ip——维钝电流密度。图4钝化金属的阴极和阳极极化曲线示意图-0.40.0+0.4+0.8+1.2+1.6E(V)图5430型不锈钢在0.5MH₂SO₄中的典型阳极极化曲线6图62024-T3型铝合金在0.2MNaCl溶液中的典型阴极极化曲线8电化学阻抗数据的表示通常用于表示电化学阻抗数据的两种图形是奈奎斯特(Nyquist)图和波特(Bode)图。一个简单电极体系的等效电路如图7所示。按照约定，阻抗Z被定义为：Z=ReZ+j×ImZ……………(3)ReZ——阻抗的实部或同相分量；ImZ——阻抗的虚部或异相分量； 图7简单腐蚀电极体系的等效电路模型7阻抗的大小或模值定义为|Z|=√(ReZ)²+(ImZ)2,对于图7所示的等效电路，阻抗的虚数部表f——频率，单位为赫兹(Hz),其中角频率w=2πf,单位为弧度每秒；相位角0的定义为：θ=arctan(—ImZ/ReZ) (5)8.2奈奎斯特(Nyquist)图(复平面)8.2.2图8显示了等效电路(图7)的奈奎斯特(Nyquist)图。数据的频率响应未在这种类型的图上明确显示。选定数据点的频率也可以直接进行注释，见图8。阻抗的大小为数据点与原点之间的距离。图7的等效电路，图8所示的阻抗数据中，从原点到数据曲线与横坐标第一个(高R₈,从数据曲线与横坐标第一个(高频)交点到第二个(低频)交点之间的距离对应于Rp。图8面积假设为1cm²等效电路(图7)的奈奎斯特(Nyquist)图横坐标为频率以10为底的对数，纵坐标为阻抗大小或模值|Z|以10为底的对数。原点的右侧为频率8.3.2在8.3.1中提到的另一种类型曲线为：将频率以10为底的对数绘制在横坐标上，在纵坐标上线8.3.3图9a)和图9b)给出了图7所示的等效电路模型的一组典型绘图格式。与频率无关的高频阻抗Rp。这些电阻与图8所示的电阻相同。80R1b)9(资料性)参比电极及其温度相关性A.1参比电极表A.1给出了一系列广泛使用的参比电极及其在不考虑不同溶液中液界电势时的电位。表A.1参比电极和换算关系A.2典型参比电极的温度相关性A.2.1根据定义，在任何温度下标准氢半电池的电位为零。A.2.2通常的参比电极半电池的电位与温度相关。在表A.2中列出了不同温度下KCl/AgCl/Ag和KCl/Hg₂Cl₂/Hg参比电极相对标准氢半电池的标准电极电位，其中包括液体接界电位。表A.2参比电极的标准电位和温度系数(25℃下mV/℃)饱和饱和[2]STERN,M.,Corrosion[3]OLDHAM,K.B.andMANSFELD,F.,Corrosion,CORRA,1971,27,p.434[4]TheReproducibilityofPotentiostaticandPotenments,ReportofTaskG[5]KETCHAM,S.J.andHAYNIE,F.H.,Corrosion.CORRA,1963,19,p.242t[6]HODGMAN,C.D.,Editor,HandbookofChemistryandPhyicalRubberPublishingCo.,Clevela[7]DEBETHUNE,A.J.,TheEncyclopediaofElectrochemistry,Hampel,C.AholdPublishingCo.,1964,NewYork,pp.432-4[8]JANZ,G.J.andKELLY,F.J.,TheEncyclopediaofElectrochemistry,Hampel,C.A.,Editor,ReinholdPublishingCo.,NewYork,1964,p.1013[9]IVES,D.J.G.andJANZ,G.J.,ReferenceElectrodes,TheoryandPractice,AcademiNewYork,1961,(pp.159