电化学阻抗谱的应用分析
电化学阻抗谱的解析与应用
电化学阻抗谱解析与应用交流阻抗发式电化学测试技术中一类十分重要的方法，是研究电极过程动力学和表面现象的重要手段。
特别是近年来，由于频率响应分析仪的快速发展,交流阻抗的测试精度越来越高，超低频信号阻抗谱也具有良好的重现性，再加上计算机技术的进步，对阻抗谱解析的自动化程度越来越高，这就使我们能更好的理解电极表面双电层结构，活化钝化膜转换，孔蚀的诱发、发展、终止以及活性物质的吸脱附过程。
1. 阻抗谱中的基本元件交流阻抗谱的解析一般是通过等效电路来进行的，其中基本的元件包括：纯电阻R ，纯电容C ，阻抗值为1/j ωC ，纯电感L ，其阻抗值为j ωL 。
实际测量中，将某一频率为ω的微扰正弦波信号施加到电解池，这是可把双电层看成一个电容，把电极本身、溶液及电极反应所引起的阻力均视为电阻，则等效电路如图1所示。
Element Freedom Value Error Error %Rs Free(+)2000N/A N/ACab Free(+)1E-7N/A N/A Cd Fixed(X)0N/A N/A Zf Fixed(X)0N/A N/A Rt Fixed(X)0N/A N/A Cd'Fixed(X)0N/A N/AZf'Fixed(X)0N/A N/ARb Free(+)10000N/A N/A Data File:Circuit Model File:C:\Sai_Demo\ZModels\12861 Dummy Cell.mdl Mode: Run Fitting / All Data Points (1 - 1)Maximum Iterations:100Optimization Iterations:0Type of Fitting: Complex Type of Weighting: Data-Modulus 图1. 用大面积惰性电极为辅助电极时电解池的等效电路图中A 、B 分别表示电解池的研究电极和辅助电极两端，Ra 、Rb 分别表示电极材料本身的电阻，Cab 表示研究电极与辅助电极之间的电容，Cd 与Cd ’表示研究电极和辅助电极的双电层电容，Zf 与Zf ’表示研究电极与辅助电极的交流阻抗。
电化学阻抗谱技术的原理及应用
电化学阻抗谱技术的原理及应用电化学阻抗谱技术是一种基于电化学反应及阻抗测量的技术，它具有较高的敏感性和准确性，可以用于材料表面、电化学反应、电化学程序和生化反应等领域的研究。
本文将对电化学阻抗谱技术的原理、测量方法及其应用进行介绍。
一、电化学阻抗谱技术的原理电化学阻抗谱技术是一种用于测量物质电化学阻抗的技术，它可以测量物质在电极上的电化学反应和界面行为。
电化学阻抗谱技术被广泛应用于化学、材料科学和生化学等领域，具有广泛的应用前景。
电化学阻抗谱技术的原理是基于电化学反应和交流电的行为。
在交流电场中，电流和电势随时间而变化，而电化学反应也随时间变化而导致电极表面电化学特性的变化。
因此，测量该变化的频率便可以对电极表面的电化学行为进行分析。
通过对测量结果的分析，可以得到等效电路模型，进而计算出电极表面反应和电荷传输的速率以及其他相关参数。
二、电化学阻抗谱技术的测量方法电化学阻抗谱技术的测量方法包括交流电压、电流及阻抗的测量。
一般来说，交流电压是通过外界施加的，而电流则是根据电极表面的电化学反应测量的。
测量时，需要对电极在不同频率和幅度下的响应进行测量，通过分析所得的阻抗数据，可以对电极表面的反应过程和电位分布进行测量和分析。
电化学阻抗谱技术的具体测量方法还包括选取合适的电极材料及电解溶液，控制电流密度和电极温度等。
在实际应用中，还需要考虑到干扰和噪声等因素。
三、电化学阻抗谱技术的应用电化学阻抗谱技术具有广泛的应用前景，主要体现在以下几个方面。
1.材料表面电化学阻抗谱技术可以用于分析材料表面的电化学行为及其耐蚀性、防腐性等性能。
例如，可以通过测量抑制剂、添加剂以及涂层等对材料表面电化学性质的影响，从而研究其耐蚀性和防腐性等性能。
2.电化学反应电化学阻抗谱技术可以用于研究电化学反应的机理和速率等参数。
例如，可以通过测量电极表面的电荷分布和反应速率等参数，来研究电化学反应过程中的电荷传输、界面反应和化学反应等物理化学过程。
电化学阻抗谱测试
电化学阻抗谱测试
电化学阻抗谱（EIS）是一种非破坏性测试，它将系统与信号源相连，以探测电池、电解质和电路之间的相互作用特性并对其进行详细的分析，主要用于研究非电导的物质的性能，如材料的耐腐蚀性和保护膜的电化学安全性等。
与其他测试方法相比，电化学阻抗谱试验更具特征性，能够更快、更全面地发现和确定样品表面的腐蚀行为，是分析复杂电池电路的有效工具。
【EIS的应用】
1、材料表面性能研究：电化学阻抗谱可用于研究材料表面性能，如盐酸、弱酸弱碱和有机溶剂耐腐蚀性、气体耐侵蚀性、表面处理、保护膜的分析等。
2、电解液系统的稳定性分析：用电化学阻抗方法可以快速扫描和分析电解液的稳定性特性，实时监测电解液中的正极反极反应性物质的分离情况，可以满足电解液的稳定性需求。
3、太阳能电池和电池的研究：电化学阻抗谱测试可以获取电池和太阳能电池的电阻、电容和其他参数，研究太阳能电池电池包的组成和失效机理，可以有效提升太阳能电池的续航能力和可靠性。
4、电气设备能效测试：电气设备需要定期进行能效测试，而电化学阻抗谱测试则可以快速高效地检测电气设备能效性能，帮助电气设备更好地服务于各行业应用。
5、封装电子元件的测试：电化学阻抗谱测试可以快速可靠地测试封装
电子元件的密封性和温度特性，为新型电子元件的研发和改善提供有力依据，满足用户对性能和品质的要求。
电化学阻抗谱测试具有操作简单、速度快、分析准确、非破坏性、仪器成本低和成本可控等优点，是材料表面性能的快速检测技术。
现有的试验装置种类繁多，对不同类型材料都可以进行研究，从而有效地提高了py实验的准确性和可靠性，并为材料的性能研究、耐腐蚀实验和电子设备研发带来极大便利。
电化学阻抗谱
电化学阻抗谱电化学阻抗谱（ElectrochemicalImpedanceSpectroscopy， EIS）是一种用于研究电化学特性的非常有效的技术。
它使用微弱电流或电压信号来测量物体的电阻和电容，从而了解物体结构和材料性质。
电化学阻抗谱可以用来监测和调整复杂的物理系统，包括腐蚀控制，电池技术和氧化物层厚度等。
本文综述了电化学阻抗谱的基本原理和应用，以及它的创新技术和新进展。
什么是电化学阻抗谱电化学阻抗谱是一种用于研究电化学特性的技术，它可以用来监测和调整复杂的电化学系统，如腐蚀和电池技术等。
EIS使用微弱电流或电压信号来测量物体的电阻和电容，从而获得物体结构和材料性质的信息。
它显示出电路中各元件间及其相互作用的电性参数。
EIS运行的基本原理是将电化学反应表示为一系列电路，其中包括源极电阻，电容，介质电阻（吸附、氧化还原作用和电解质反应）和电偶电阻。
在EIS测量中，对电场源施加一个小的正弦波，测量电路产生的反应，从而推断出电路中各元件间及其相互作用的电性参数。
EIS几乎可以用于任何电化学反应，但它在电池技术，腐蚀控制和氧化物层厚度等领域得到了特别广泛的应用。
它可以用于分析电池技术，电池性能和衰减，以及电池温度、电解质和电池组成的影响。
此外，它也可以用于研究金属的腐蚀，检测和控制金属的腐蚀，并确定它的腐蚀速率。
EIS也可以用于测量涂镀物的厚度，氧化物的层厚度，以及氧化物的形成等。
EIS的创新技术EIS的最新技术和进展使用了非常复杂的算法，新型测量技术和传感器，可以对微小电流信号进行快速准确的检测，从而更好地了解电池技术，腐蚀控制和氧化物层厚度等。
其中一项创新技术是分子束外延（MBE）技术。
MBE技术可以将氧化物层厚度测量精确到纳米尺度，该技术使用三维彩色图像，可以更精确地测量氧化物的厚度和电阻。
另一项创新技术是电化学生物传感器技术，它可以用来检测病毒、细菌和其他有害物质，并可以用于快速检测和监测环境污染。
电化学阻抗谱原理应用及谱图分析
电化学阻抗谱原理应用及谱图分析电化学阻抗谱原理应用及谱图分析电化学阻抗谱(Electrochemical Impedance Spectroscopy，EIS)是一种测量电化学系统的电化学行为的方法，它通过测量系统对于正弦电压或电流的响应，来研究电化学反应过程中的阻抗变化。
EIS广泛应用于材料科学、化学工程、电池研究、腐蚀研究和生物医学等领域。
EIS的原理是利用正弦电压或电流去激励待测电化学系统，并测量响应信号的振幅和相位，然后将这些数据在频率域或时间域中进行分析，从而得到电化学系统的等效电路模型，如电阻、电容、电感等等，这些参数可以反映出系统的结构、特性和电化学反应的动力学信息。
EIS的主要作用是在电化学反应的过程中研究电荷传递、离子传输、质量传递等复杂的反应机理，可以通过建立电化学反应动力学模型，分析电极表面化学反应动力学参数，优化电极材料和电解液配方，提高电化学反应效率。
以下是两个例子，说明EIS的应用及注意事项：锂离子电池的研究：EIS广泛应用于电池的研究和开发中，通过测量电池的电化学阻抗谱来评估电池的性能和寿命。
例如，在锂离子电池中，电解质的性质和电极材料的表面形貌对电池性能有很大影响。
利用EIS可以评估电池的内部电阻、扩散系数等参数，进而优化电池设计和材料配方。
注意事项是，需要确保电池在测量时处于稳态，并控制好测量温度和电压等参数。
金属腐蚀的研究：EIS也被广泛应用于金属腐蚀的研究中，通过测量金属表面的电化学阻抗谱，可以评估金属表面的保护膜的质量和稳定性，了解金属腐蚀的机制，同时也可以评估防腐涂层的性能。
注意事项是，需要确保测量条件稳定，避免干扰，同时应选择合适的电解液和电极材料。
电化学阻抗谱（EIS）的谱图是通过测量电化学系统对于正弦电压或电流的响应所得到的。
谱图提供了电化学系统的等效电路模型，这些参数可以反映出系统的结构、特性和电化学反应的动力学信息。
在谱图的分析过程中，需要注意以下几点：峰的位置和形状:电化学阻抗谱中的峰代表电化学体系中不同的特征和反应机理。
eis阻抗谱
eis阻抗谱摘要：一、引言二、eis 阻抗谱的基本概念1.电化学阻抗谱（EIS）2.eis 阻抗谱的原理三、eis 阻抗谱的应用领域1.电化学反应研究2.电极过程动力学研究3.电化学传感器4.锂电池研究四、eis 阻抗谱的实验方法1.频率范围的选择2.测量电极和参比电极的放置3.阻抗谱的解析五、eis 阻抗谱的局限性和发展趋势1.数据处理和解析的复杂性2.实验条件的敏感性3.新技术的发展正文：一、引言电化学阻抗谱（EIS）是一种广泛应用于电化学领域的分析技术，能够提供电极系统对电流响应的详细信息。
eis 阻抗谱作为EIS 的一种，具有很高的研究价值。
本文将介绍eis 阻抗谱的基本概念、应用领域、实验方法及其局限性和发展趋势。
二、eis 阻抗谱的基本概念1.电化学阻抗谱（EIS）：电化学阻抗谱是一种描述电化学反应过程中电极系统的阻抗变化的实验技术。
2.eis 阻抗谱的原理：通过施加不同频率的正弦交流电压，测量电极系统的阻抗随频率的变化，从而获得电极过程的动力学信息。
三、eis 阻抗谱的应用领域1.电化学反应研究：eis 阻抗谱可以用于研究电化学反应的速率常数、电子转移数等动力学参数。
2.电极过程动力学研究：通过分析eis 阻抗谱，可以了解电极过程的动力学机制，如电极反应的活化能等。
3.电化学传感器：eis 阻抗谱可用于评估电化学传感器的性能，如灵敏度、选择性等。
4.锂电池研究：eis 阻抗谱在锂电池研究中的应用主要包括评估电极材料的性能、研究电池的充放电机制等。
四、eis 阻抗谱的实验方法1.频率范围的选择：根据所需研究的电极过程，选择合适的频率范围，一般为几赫兹至几千赫兹。
2.测量电极和参比电极的放置：通常采用三电极体系，包括工作电极、参比电极和对电极。
3.阻抗谱的解析：通过分析实部和虚部的阻抗值，获得电极过程的动力学信息。
五、eis 阻抗谱的局限性和发展趋势1.数据处理和解析的复杂性：eis 阻抗谱的数据处理和解析需要一定的电化学知识，对实验人员的要求较高。
电化学阻抗谱EIS原理、应用及谱图分析
1972 TEXT
1990
2007
介电性能
生物体系 阳极溶解
腐蚀
混合导体 非均匀表面
电桥 机械发生器
电桥 电子发生器
脉冲法
模拟阻抗测定
示波器
恒电位仪
拉普拉斯变换 （AC+DC）
数字阻抗测定 电桥 机械发生器
局部电化学 阻抗谱
R--C
电子等效 电路
Nyquist图 Bode图
校正Bode图
分析电极过程动 力学、双电层和 扩散等，研究电 极材料、固体电 解质、导电高分 子以及腐蚀防护 机理等。
3. EIS是一种频率域测量方法，可测定的频率范围很宽， 因而比常规电化学方法得到更多的动力学信息和电极 界面结构信息。
11
1. 因果性条件（causality）:输出的响应信号只是由输入的扰
EIS 动信号引起的的。 测 2. 线性条件（linearity）: 输出的响应信号与输入的扰动信号
量 之间存在线性关系。电化学系统的电流与电势之间是动力
Z'
（3）虚数单位乘方
j = −1 j2 = −1 j3 = − j
（4）共轭复数
Z = Z '+ jZ '' Z = Z '− jZ ''
2 复数表示法 （1）坐标表示法 （2）三角表示法
Z = Z '2 + Z ''2 = Z ' = Z ''
cos sin
Z = Z '+ jZ '' = Z cos + j Z sin
的相位角随的变化。
6
G
X
电化学阻抗谱的应用分析
电化学阻抗谱的应用分析交流阻抗法是电化学测试技术中一类十分重要的方法，是研究电极过程动力学和表面现象的重要手段。
特别是近年来，由于频率响应分析仪的快速发展,交流阻抗的测试精度越来越高，超低频信号阻抗谱也具有良好的重现性，再加上计算机技术的进步，对阻抗谱解析的自动化程度越来越高，这就使我们能更好的理解电极表面双电层结构，活化钝化膜转换，孔蚀的诱发、发展、终止以及活性物质的吸脱附过程。
阻抗谱中的基本元件交流阻抗谱的解析一般是通过等效电路来进行的，其中基本的元件包括：纯电阻R ，纯电容C ，阻抗值为1/j ωC ，纯电感L ，其阻抗值为j ωL 。
实际测量中，将某一频率为ω的微扰正弦波信号施加到电解池，这是可把双电层看成一个电容，把电极本身、溶液及电极反应所引起的阻力均视为电阻，则等效电路如图1所示。
图1. 用大面积惰性电极为辅助电极时电解池的等效电路图中A 、B 分别表示电解池的研究电极和辅助电极两端，Ra 、Rb 分别表示电极材料本身的电阻，Cab 表示研究电极与辅助电极之间的电容，Cd 与Cd ’表示研究电极和辅助电极的双电层电容，Zf 与Zf ’表示研究电极与辅助电极的交流阻抗。
通常称为电解阻抗或法拉第阻抗，其数值决定于电极动力学参数及测量信号的频率，Rl 表示辅助电极与工作电极之间的溶液电阻。
一般将双电层电容Cd 与法拉第阻抗的并联称为界面阻抗Z 。
实际测量中，电极本身的内阻很小，且辅助电极与工作电极之间的距离较大，故电容Cab 一般远远小于双电层电容Cd 。
如果辅助电极上不发生电化学反映，即Zf ’特别大，又使辅助电极的面积远大于研究电极的面积（例如用大的铂黑电极），则Cd ’很大，其容抗Xcd ’比串联电路中的其他元件小得多，因此辅助电极的界面阻抗可忽略，于是图1可简化成图2，这也是比较常见的等效电路。
图2. 用大面积惰性电极为辅助电极时电解池的简化电路Element Freedom Value Error Error %Rs Free(+)2000N/A N/ACab Free(+)1E-7N/A N/A Cd Fixed(X)0N/A N/A Zf Fixed(X)0N/A N/ARt Fixed(X)0N/A N/ACd'Fixed(X)0N/A N/AZf'Fixed(X)0N/A N/ARb Free(+)10000N/A N/A Data File:Circuit Model File:C:\Sai_Demo\ZModels\12861 Dummy Cell.mdl Mode: Run Fitting / All Data Points (1 - 1)Element Freedom Value Error Error %Rs Fixed(X )1500N/A N/A Zf Fixed(X )5000N/A N/A CdFixed(X )1E-6N/AN/AData File:Circuit Model File:C:\Sai_Demo\ZModels\Tutor3 R-C.mdlMode:Run Simulation / Freq. Range (0.01 - 10000Maximum Iterations:100B阻抗谱中的特殊元件以上所讲的等效电路仅仅为基本电路，实际上，由于电极表面的弥散效应的存在，所测得的双电层电容不是一个常数，而是随交流信号的频率和幅值而发生改变的，一般来讲，弥散效应主要与电极表面电流分布有关，在腐蚀电位附近，电极表面上阴、阳极电流并存，当介质中存在缓蚀剂时，电极表面就会为缓蚀剂层所覆盖，此时，铁离子只能在局部区域穿透缓蚀剂层形成阳极电流，这样就导致电流分布极度不均匀，弥散效应系数较低。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
电化学阻抗谱的应用分析交流阻抗法是电化学测试技术中一类十分重要的方法，是研究电极过程动力学和表面现象的重要手段。
特别是近年来，由于频率响应分析仪的快速发展，交流阻抗的测试精度越来越高，超低频信号阻抗谱也具有良好的重现性，再加上计算机技术的进步，对阻抗谱解析的自动化程度越来越高，这就使我们能更好的理解电极表面双电层结构，活化钝化膜转换，孔蚀的诱发、发展、终止以及活性物质的吸脱附过程。
阻抗谱中的基本元件交流阻抗谱的解析一般是通过等效电路来进行的，其中基本的元件包括：纯电阻R,纯电容C,阻抗值为1/j 3 C,纯电感L,其阻抗值为j 3 L。
实际测量中，将某一频率为3的微扰正弦波信号施加到电解池，这是可把双电层看成一个电容，把电极本身、溶液及电极反应所引起的阻力均视为电阻，则等效电路如图1所示。
Element Freedom Value Error Error %图中A、B分剁谡示电解池唯e(尊极和辅1200极两端，N/A Ra、Rb分N/表示电极材料本身的电阻，Cab表郴跳电极与辅助豳极立间的电容--7 Cd与N Cd'表示研究翩A和辅助电极的双电层电容，Zf与C Zf '表示研究电核肉XI助电极的交流阻抗。
顺称为电解阻NA法拉第阻抗，其数值决定于电皱动力学参数族苗密令号的频% Rl源A辅助电极与WA作电极之间的溶液Rt Fixed(X) 0 N/A N/A电阻。
一般将双Cd层电容C<Fixe朴第阻w勺并联称为界前腮抗Z。
N/A实际测量中，恻本身的内阻很iXed(X)辅助电极与工作电极*/A的距离较大,N/A电容Cab 一般远远小于双Rb层电容C Free(+果辅助电4000牛发生电泌反映，艮N Zf '特别大，又使辅助电极的面积远大于研究电极的面积(例如用大的伯黑电极) ，则Cd '很大，其容抗Xcd '比串联电路中的其他CS职蠢F料此辅助电极的卷越鼻m翩OdeOb岛Dummy CeUF成图2,这也是比较常见的MOdfe电路。
Run Fitting / All Data Points (1 - 1)Maximum Iterations: 100Optimization Iterations: 0Type of Fitting: ComplexType of Weighting: Data-Modulus得的双电层电容不是一个常吸湘Fil 帝是随交流信号的频率和幅值而发生改变的， 一般来讲，弥 散效应主要与电极表面电流斜理0f 电位附近， 电极表3 甲Mode: Run Simulation 7 Freq. Range (0.01 - 10000介质中存在缓蚀剂时，电MaSmum 命eraton^J 层所覆盖， 此时，"子只能在局部区域穿透 缓蚀剂层形成阳极电流，optmtatiowaeratioo 度不均匀， 弥散放应系数较低。
表现为容抗弧变“瘪”，如图3所示。
琳皆Of Fating:的粗糙度也能影响弥散效应jcompiex, 一般电极表面越粗糙，弥散效应系数越偷P e of Weighting:Data-ModSus常相位角元件(Constant Phase Angle Element , CPE)j p cos(-^) j sin(-^),因此 CPE 元件的阻抗 Z 可以表示为 2 2 Z 「下［cos (二^) jsin(—^)］，这一等效元件的幅角为4=--p 兀/2,由于它的阻抗的数值是角频率3的函数， 而它的幅角与频率无关，故文献上把这种元件称为常相位角元件。
实际上，当p=1时，如果令T=C,则有Z=1/ (j 3 C)，此时CPE 相当于一个纯电容， 波特图上为一正半圆，相应电流的相位超过电位正好90度，当p=-1时，如果令T=1/L,则有Z=j 3 L,此时CPE 相当于一个纯电感，波特图上为一反置的正半圆，相应电流的相位落 后电位正好90度；当p=0时，如果令T=1/R ，则Z=R,此时CPE 完全是一个电阻。
一般当电极表面存在弥散效应时， CPE-P 值总是在1~0.5之间，阻抗波特图表现为向下旋转一定角度的半圆图。
Zf C d iElementFreedom Value Error 阻抗谱中的特殊元摩Fixed(X) 1500 N/A Zf Fixed(X) 5000 N/A CdFixed(X)1E-6N/A以上所讲的等效电路仅仅为基本电路， 实际上， 由于电极表面的弥散效应的存在, 所测Error % N/A N/A N/A在表征弥散效应时，近来提出了一种新的电化学元件CPE,CPE 的等效电路解析式为: CPE 的阻抗由两个参数来定义，即CPE-T, CPE-P,我们知道,图2.用大面积惰性电极为辅助电极时电解池的简化电路图3具有弥散效应的阻抗图可以证明，弥散角4 =兀/2*(1-CPE-P),特别有意义的是， 当CPE-P=0.5时,CPE 可以用来取代有限扩散层的Warburg 元件，Warburg 元件是用来描述电荷通过扩散穿过某一阻挡层时的电极行为。
在极低频率下，带电 荷的离子可以扩散到很深的位置，甚至穿透扩散层，产生一个有限厚度的 Warburg 元件，如果扩散层足够厚或者足够致密，将导致即使在极限低的频率下，离子也无法穿透 ，从而形成无限厚度的 Warburg 元件，而 CPE 正好可以模拟无限厚度的Warburg 元件的高频部分。
当由于生成致密的钝化膜，阻碍了离子的扩散通道，因此可以观察到图0 1I .I ■15.017.520.022.5Z' (Ohm)图4.当CPE-P 为0.5时(左)及在 Na 2CO 3的波特图有限扩散层的 Warburg 元件-闭环模型本元件主要用来解析一维扩散控制的电化学体系，其阻抗为Z R tanh[(jT )P ]/(jT )p ，一 般在解析过程中，设置 P=0.5,并且 Ws-T=L2/D ，(其中L 是有效扩散层厚度，D 是微粒的一维扩散系数)，计算表明，当3 ->0时,Z=R ，当3 ->+CPE-P=0.5 时，Z2T 13j v'2)，其阻抗图为图3所示，一般在pH>13的碱溶液中,5 0 5 -7-5-2 X17 mnn^^zFitResult8,在Z2； ('2jv'2)，与CPE-P=0.5时的阻抗表达式相同，阻抗图如图5。
图5.闭环的半无限的 Warburg 阻抗图 有限扩散层的Warburg 元件-发散模型本元件也是用来描述一维扩散控制的电化学体系，其阻抗为Z R ctnh[(jT )P ]/(jT )p ，其中 ctnh 为反正且函数，F (x) =Ln[ (1+x) /(1-x)]。
与闭环模型不同的是， 其阻抗图的实部在低频时并不与实轴相交。
而是向虚部方向发散。
在低频时，更像一个电容。
典型的阻抗图如图6。
常用的等效电路图及其阻抗图谱对阻抗的解析使一个十分复杂的过程，这不单是一个曲线拟合的问题，事实上，你可以选 择多个等效电路来拟合同一个阻抗图，而且曲线吻合的相当好， 但这就带来了另外一个问题，哪一个电路符合实际情况呢，这其实也是最关键的问题。
他需要有相当丰富的电化学知识。
需要对所研究体系有比较深刻的认识。
而且在复杂的情况下，单纯依赖交流阻抗是难以解决o O -5-41010-4002 4 5问题的，需要辅助以极化曲线以及其它暂态试验方法。
由于阻抗测量基本是一个暂态测量，所以工作电极，辅助电极以及参比电极的鲁金毛细管的位置极有要求。
例如鲁金毛细管距离参比电极的位置不同， 在阻抗图的高频部分就会表现出很大的差异，距离远时，高频部分仅出现半个容抗弧，距离近时，高频弧变成一个封闭的弧；当毛细管紧挨着工作电极表面时，可能会出现感抗弧，这其中原因还不清楚。
为了有利于大家在今后的试验中对阻抗图有一个粗略的认识， 下面简单将几种常见阻抗图谱介绍一下。
吸附型缓蚀剂体系如果缓蚀剂不参与电极反应 ，不产生吸附络合物等中间产物，则它的阻抗图仅有一个时 间常数，表现为变形的单容抗弧， 这是由于缓蚀剂在表面的吸附会使弥散效应增大， 同时也使双电层电容值下降，其阻抗图及其等效电路如图7。
Element Freedom ValueError Error % Rs Fixed(X) 1500 N/A N/A R1 Fixed(X) 5000 N/A N/A CPE1-T Fixed(X) 1E-6 N/A N/A CPE1-P Fixed(X)0.8N/AN/A-6000_ FitResult-5000-4000 _ 'Z 3000 _-2000 .—f-1000 ・11.i.、J". F"0 ， I J I 1 I 1 I I I w1000200030004000500060007000Z'Data 图e 7. Circuit Model File: Mode:响嚓噩具有一个时间常数的单容抗弧阻抗图 E:\SaiDemo\ZModels\Tutor3 R-CPE.mdl Run ions ：—/ 皿Optimization Iterations: 0TypeifMng ：阻抗图上compe 备抗弧，如图 Type of Weighting: Data-ModulusSjmuEjor^geq •.酹糖硼|^W 000)一个时涂层本身的电容,8所示。
另外一个是金属表面的,/罪第in 依中啰0 Ccoat 为涂层本身的电容，Optimization Iterations: 0Ti>e 也潘液通过涂扉渗癣金属表面时，还会有电化学反应发生,Type of Weighting:Data-ModulusRcoat 为涂层电阻, Cdl 为涂层下的双电层电 Rcorr 为电极反应的阻抗。
局部腐蚀的电极阻抗图当金属表面存在局部腐蚀（点腐蚀），点蚀可描述为电阻与电容的串联电路，其中电阻Rpit 为蚀点内溶液电阻, 般Rpit=1~100 Q 之间。
而是实际体系测得的阻抗应为电极表面钝化面积与活化面积（即点蚀坑）的界面阻抗的并联耦合。
但因钝化面积的阻抗远远高于活化免得阻抗，因而实际上阻抗频谱图反映了电极表面活化面积上的阻抗, 即两个时间常数叠合在一起，表现为一个加宽的容抗弧。
其阻抗图谱与等效电路如图9所示。
Ccoat RcoatElement Freedom Value Error Error % Rs Fixed(X) 10 N/A N/A Ccoat-T Fixed(X) 1E-7 N/A N/A Ccoat-P Fixed(X) 1N/A N/A Rcoat Fixed(X) 15000 N/A N/A Cdl-T Fixed(X) 0.0001 N/A N/A Cdl-P Fixed(X) 0.5 N/A N/A RcorrFixed(X)3E5 N/AN/AData File:FitResult图8. 具有两/E:\Sai_Demo\ZModels\AppendixC Coated Metal.mdl Run Simulation / Freq. Range (0.0005 - 100000)Circuit Model File: Mode:-150000106 FitResult105 FitResult-100000-5000050000 100000 150000IO 4 103 102IO 1 _ 10-4-100Z'I II Ilin, I III , Illi10-310-210-110010110210310410 5Frequency (Hz)RsCtfRpit1-W -------------Rpit2 WpitElement Freedom Value Error Error % Rs Fixed(X) 2.4N/A N/A Ct-T Fixed(X) 0.000158 N/A N/A Ct-P Fixed(X) 0.938 N/A N/A Rpit1 Fixed(X) 41990 N/A N/A Rpit2 Fixed(X) 20720 N/A N/A Wpit-T Fixed(X) 9.31E-5 N/A N/A Wpit-PFixed(X)0.502N/AN/AData File:图9. 表面存在局部腐蚀时阻抗图Circuit Model File: Mode:MWWB 粮岬^散过程00是指溶液中的扩散区域， 即在定态下扩散粒子的浓度梯度为一定数值Optimization Iterations: 0 type o^ttin 扩散层厚度mp 芯穷大， 不过一般如果扩散层厚度大于数厘米后， 娜0f ¥醐%拉第棉播半无限扩散控制的浓差极化阻抗 Zw 与电极反应阻抗Zf 的串-30000-20000-1000010000 FitResult105 104 103 102 101 100 10 -10 '10-10’10Frequency (Hz)-10020000 Z'30000Rs 即可认为满足这一, 1Zf Zw Rw ---------------- (1 j)联，其阻抗j Cw廿，电极反应完全受扩散步骤控制，外加的交流信号只会引起表面反应粒子浓度的波动，且电极表面反应粒子的浓度波动相位角正好比交流电流落后45度，阻抗图为45度角的倾斜直线，如图10所示。