电化学曲线极化曲线阻抗谱分析一、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:Fe2HFe2H2a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IFe和H+还原出H2的阴极电流IH,它们
在数值上相等但符号相反,即:
1
IFe的大小反映Fe在H中的溶解速率,而维持IFe,IH相等时的电势称为Fe/H体系的自腐蚀电势εcor。
图1是Fe在H中的阳极极化和阴极极化曲线图。
图2铜合金在海水中典型极化曲线
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
(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sectio
2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
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
1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(θ)、频率(ω)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。
f2Bode图Bode图是阻抗幅模的对数logZ和相角θ对相同时间的横坐标频率的对数logf的图。图4Bode图
阻抗:如果X是角频率为ω的正弦波电流信号,则Y即为角频率也是ω的正弦电势信号。此时YX既称为系统的阻抗,用Z表示。1溶液电阻(Rs)2双电层电容(Cdl)3极化阻抗(Rp)4电荷转移电阻(Rct)5扩散电阻(Zw)6界面电容(C)7电感(L)
图6两个时间常数3Nyquist图电极的交流阻抗由实部z’和虚部z”组成,zz’jz”.Nyquist图是以阻抗虚部z”对阻r