腐蚀实验指导书2015
材料腐蚀与防护实训指导书
ic > ipp ,金属的腐蚀电位 Ecorr 落在钝化区，金属获得钝性，这称为自钝化。
（3）经钝化的金属试样，能够保持钝性，再放到稀 HNO3 溶液中不会发生活性溶 解，但如果将钝化膜破坏，则不能保持钝态，金属又会遭受强烈的腐蚀。如放在 HCl 溶液中，钝化膜受到 Cl 的破坏，钝化膜出现孔洞，未能自行修补的话，金属 就会失去钝性。
4. 现象分析与结论 （1）锌片在 HCl 中受腐蚀，构成腐蚀电池，阳极是工业锌片中大量的金属锌， 在锌上发生氧化反应： Zn → Zn + 2e Zn 溶于 HCl 中。而阴极是工业锌片上的杂质如 Cu、Fe、Fe7Zn 等，阴极反应 为： 2H + 2e → H2↑
3
+ 2+
由于锌片上的阴极性杂质的分布是随机的，且颗粒很小，肉眼无法辨别阴、 阳极位置，它们可能瞬时发生变化，表现出整个锌片上都有 H2 气泡逸出。结果导 致锌片全面腐蚀。又称之为微电池腐蚀。 （2）锌片和铜片相接触时，由锌片和铜片共同组成腐蚀宏电池。整个锌片为阳 极，铜片为阴极，锌片上发生阳极反应： Zn → Zn + 2e 铜片上发生阴极反应： 2H + 2e → H2↑ 同时，锌片上的微电池腐蚀反应仍继续发生。故锌片既受自身的微电池腐蚀，又 加上锌-铜组成的宏电池的腐蚀，所以锌片的腐蚀加剧。 从以上现象看不仅在锌片上有少量 H2 气泡逸出，铜片上也有大量 H2 气泡逸 出。生成 H2 气泡的量增多说明锌片腐蚀的量增加。结论是与电位较高的金属相接 触，电位较低的金属腐蚀加剧。 组成腐蚀原电池需要以下几个要素： 1）阳极和阳极反应； 2）阴极和阴极反应； 3）电解质溶液中存在能够吸收电子的氧化剂； 4）存在电子通道，使阳极反应生成的电子能够流畅流向阴极。 5）以上几个要素缺一不可。某一环节受阻就会使腐蚀原电池停止工作。 酸性溶液中，金录与结果处理 表 2-1 试件材质 试 件 尺 寸 ／ 厚度 δ cm 小孔径¢ 总面积 介质成分 质量／g 腐蚀前 m0 腐蚀后 m1 质量损失 m0- m1 量气管读数 氢气体积／cm 腐蚀速度
碱蚀作业指导书
碱蚀作业指导书一、任务背景碱蚀作业是一项重要的工作，用于清除金属表面的氧化物和污垢，以保证金属的表面质量。
本指导书旨在提供详细的作业指导，确保碱蚀作业的安全性和有效性。
二、作业准备1. 确定作业区域：根据需要进行碱蚀的金属部件，确定作业区域，并确保周围环境清洁、通风良好。
2. 准备碱蚀溶液：根据金属材料的类型和表面状态，选择适当的碱蚀溶液，并按照生产厂家提供的说明书准确配制。
3. 检查设备和工具：确保碱蚀槽、喷枪、搅拌器等设备完好无损，并进行必要的清洁和维护。
4. 个人防护措施：佩戴防护眼镜、手套、防护服等个人防护装备，确保作业人员的安全。
三、作业步骤1. 清洁金属表面：使用适当的清洗剂和工具清洁金属表面，去除油污、尘埃等杂质，确保碱蚀作业的效果。
2. 准备碱蚀槽：将配制好的碱蚀溶液倒入碱蚀槽中，根据需要调整温度和搅拌速度，确保溶液的均匀性。
3. 浸泡金属部件：将需要碱蚀的金属部件彻底浸入碱蚀槽中，确保部件表面与溶液充分接触。
4. 碱蚀时间控制：根据金属材料的种类和表面状态，控制碱蚀时间，避免过长或者过短导致作业效果不佳。
5. 观察作业效果：定期检查金属部件的表面状态，确保碱蚀作业达到预期的效果。
6. 冲洗金属部件：将碱蚀后的金属部件取出，用清水彻底冲洗，去除残留的碱蚀溶液。
7. 干燥金属部件：将冲洗干净的金属部件晾干或者使用干燥设备进行干燥，确保部件表面无水迹和水分残留。
8. 检查作业效果：对干燥的金属部件进行目视检查，确保碱蚀作业效果符合要求。
四、安全注意事项1. 防护措施：作业人员必须佩戴个人防护装备，包括防护眼镜、手套、防护服等，以防止碱蚀溶液对皮肤和眼睛的损伤。
2. 通风良好：作业区域必须保持通风良好，以防止碱蚀溶液中释放的气体对人体健康造成危害。
3. 碱蚀溶液储存：将配制好的碱蚀溶液储存在密封的容器中，远离火源和易燃物，避免发生泄漏和意外事故。
4. 废液处理：将使用过的碱蚀溶液按照环境保护要求进行分类、包装和处理，切勿随意倾倒或者排放到环境中。
金属腐蚀与防护实验指导书
金属腐蚀与防护实验指导书课程编号：03030101适用专业：金属材料工程专业课程类别：专业教育课程郝小军徐宏妍编实验一 金属极化曲线测试一、目的要求1、掌握恒电位法测定阳极极化曲线的原理和方法。
2、绘制并比较一般金属（镁合金）和有钝化性能（铝合金、不锈钢）的金属的阳极极化曲线的异同，初步掌握有钝化性能的金属在腐蚀体系中的临界孔蚀电位的测定方法。
3、通过阳极极化曲线的测定，判定实施阳极保护的可能性，初步选取阳极保护的技术参数，了解击穿电位和保护电位的意义。
4、掌握恒电位仪的使用方法，了解恒电位技术在腐蚀研究中的重要作用。
二、基本原理阳极电位和电流的关系曲线叫做阳极极化曲线。
为了判定金属在电解质溶液中采取阳极保护的可能性，选择阳极保护的三个主要技术参数——致钝电流密度、维钝电流密度和钝化区的电位范围，需要测定阳极极化曲线。
阳极极化曲线可以用恒电位法和恒电流法测定。
图1是一条较典型的阳极极化曲线。
一般金属（镁合金）的阳极极化曲线为ax 曲线。
对有钝化性能的金属（铝合金、不锈钢），曲线abcdef 是恒电位法（即维持电位恒定，测定相应的电流值）测得的阳极极化曲线。
当电位从a 逐渐向正移动到到b 点时，电流也随之增加到b 点，当电位过b 点以后，电流反而急剧减小，这是因为在金属表面上生成了一层高电阻耐腐蚀的钝化膜，钝化开始发生。
人为控制电位的增高，电流逐渐衰减到c 。
在c 点之后，电位若继续增高，由于金属完全进入了钝态，电流维持在一个基本不变的很小的值——维钝电流。
当使电位增高到d 点以后，金属进入了过钝化状态，电流又重新增大。
从a 点到b 点的范围叫活性溶解区，从b 点到c点叫钝化过渡区，从c 点到d 点叫钝化稳定区，过d 点以后叫过钝化区。
对应于b 点的电流密度叫致钝电流密度，对应于cd 段的电流密度叫维钝电流密度。
若把金属作为阳极，通以致钝电流使之钝化，再用维钝电流去保护其表面的钠化膜，可使金属的腐蚀速度大大降低，这就是阳极保护的原理。
金属腐蚀与防护实验指导书
金属腐蚀与防护实验指导书课程编号：03030101适用专业：金属材料工程专业课程类别：专业教育课程郝小军徐宏妍编实验一 金属极化曲线测试一、目的要求1、掌握恒电位法测定阳极极化曲线的原理和方法。
2、绘制并比较一般金属（镁合金）和有钝化性能（铝合金、不锈钢）的金属的阳极极化曲线的异同，初步掌握有钝化性能的金属在腐蚀体系中的临界孔蚀电位的测定方法。
3、通过阳极极化曲线的测定，判定实施阳极保护的可能性，初步选取阳极保护的技术参数，了解击穿电位和保护电位的意义。
4、掌握恒电位仪的使用方法，了解恒电位技术在腐蚀研究中的重要作用。
二、基本原理阳极电位和电流的关系曲线叫做阳极极化曲线。
为了判定金属在电解质溶液中采取阳极保护的可能性，选择阳极保护的三个主要技术参数——致钝电流密度、维钝电流密度和钝化区的电位范围，需要测定阳极极化曲线。
阳极极化曲线可以用恒电位法和恒电流法测定。
图1是一条较典型的阳极极化曲线。
一般金属（镁合金）的阳极极化曲线为ax 曲线。
对有钝化性能的金属（铝合金、不锈钢），曲线abcdef 是恒电位法（即维持电位恒定，测定相应的电流值）测得的阳极极化曲线。
当电位从a 逐渐向正移动到到b 点时，电流也随之增加到b 点，当电位过b 点以后，电流反而急剧减小，这是因为在金属表面上生成了一层高电阻耐腐蚀的钝化膜，钝化开始发生。
人为控制电位的增高，电流逐渐衰减到c 。
在c 点之后，电位若继续增高，由于金属完全进入了钝态，电流维持在一个基本不变的很小的值——维钝电流。
当使电位增高到d 点以后，金属进入了过钝化状态，电流又重新增大。
从a 点到b 点的范围叫活性溶解区，从b 点到c 点叫钝化过渡区，从c 点到d 点叫钝化稳定区，过d 点以后叫过钝化区。
对应于b 点的电流密度叫致钝电流密度，对应于cd 段的电流密度叫维钝电流密度。
若把金属作为阳极，通以致钝电流使之钝化，再用维钝电流去保护其表面的钠化膜，可使金属的腐蚀速度大大降低，这就是阳极保护的原理。
腐蚀与防护实验指导书
金属腐蚀与防护的实验一、重量法测定金属腐蚀速度一、目的要求1.掌握重量法测定金属腐蚀速度的原理和方法。
2.用重量法测定碳钢在稀硫酸中的腐蚀速度。
二、基本原理重量法是根据腐蚀前后金属试件的重量的变化来测定金属腐蚀速度的。
把待测的金属做成一定形状和大小的试件，放在测试环境中，经过一定时间后，取出并测量其重量和尺寸变化，计算其腐蚀速度。
对于失重法，可由下面公式计算腐蚀速度。
V-=（w0-w1）/（st）式中：V—金属的腐蚀速度，g/m2·h；w0—试件腐蚀前的重量，g；w1—试件腐蚀后并经过除去腐蚀产物后的重量，g；s—试件暴露在腐蚀环境中的面积，m2；t—试件腐蚀的时间，h。
腐蚀深度指标表示公式如下：V l=8.76×V-/ρ—用腐蚀深度表示的金属腐蚀速度，mm/a式中： Vlρ—金属的密度，g/cm3。
三、仪器与药品碳钢试件、稀硫酸8%、金相砂纸、细尼龙丝、电子天平等四、操作步骤1.试样用金相砂纸打磨，以除去表面氧化膜。
2.在电子天平上称重，精确到0.1mg。
用游标卡尺测量暴露的全部表面积，精确到0.02mm。
在烧杯中注入8%硫酸水溶液，将试件系于尼龙丝的一端，另一端系在玻璃棒上。
然后用无水酒精和丙酮棉球清洗试件的表面以除污垢。
把玻璃棒横担于烧杯上，使试件处于溶液的中部。
观察并记录现象。
3.记录时间，从试件进入溶液时起，到试件取出时止，实验时间为1小时。
4.试验结束后取出试件，用自来水冲洗。
5.试样干燥后(可用冷风吹)，称重，除去腐蚀产物，再清洗干燥并称重，如此反复几次，直至前后相邻两次去膜后的重量差不大于0.5mg，即视为腐蚀产物完全清除，记录之。
五、数据记录室温介质试样浸入时间试样取出时间列出一组数据的计算过程。
七、思考与讨论1.重量法测定金属腐蚀速度的优点、缺点及适用范围?2.分析实验数据的误差来源。
3.写出有关电极反应式。
实验二恒电位法测定阴极极化曲线一、目的要求1.掌握恒电流法测定阴极极化曲线的基本原理和方法。
腐蚀实验指导书2015
实验一恒电位法测定阳极极化曲线一、目的1．了解金属活化、钝化转变过程及金属钝化在研究腐蚀与防护中的作用。
2．熟悉恒电位测定极化曲线的方法。
3．通过阳极极化曲线的测定，学会选取阳极保护的技术参数。
二、基本原理测定金属腐蚀速度、判断添加剂的作用机理、评选缓蚀剂、研究金属的钝态和钝态破坏及电化学保护，都需测量极化曲线。
测量腐蚀体系的极化曲线，实际就是测量在外加电流作用下，金属在腐蚀介质中的电极电位与外加电流密度（以下简称电流密度）之间的关系。
阳极电位和电流的关系曲线称为阳极极化曲线。
为了判断金属在电解质溶液中采用阳极保护的可能性，选择阳极保护的三个主要技术参数–––致钝电流密度、维钝电流密度和钝化电位（钝化区电位范围）。
必须测定阳极极化曲线。
测量极化曲线的方法可以采用恒电位和恒电流两种不同方法。
以电流密度为自变量测量极化曲线的方法叫恒电流法，以电位为自变量的测量方法叫恒电位法。
一般情况下，若电极电位是电流密度的单值函数时，恒电流法和恒电位法测得的结果是一致的。
但是如果某种金属在阳极极化过程中，电极表面壮态发生变化，具有活化/钝化变化，那么该金属的阳极过程只能用恒电位法才能将其历程全部揭示出来，这时若采用恒电流法，则阳极过程某些部分将被掩盖，而得不到完整的阳极极化曲线。
在许多情况下，一条完整的极化曲线中与一个电流密度相对应可以有几个电极电位。
例如，对于具有活化/钝化行为的金属在腐蚀体系中的阳极极化曲线是很典型的。
由阳极极化曲线可知，在一定的电位范围内，金属存在活化区、钝化过渡区、钝化区和过钝化区，还可知金属的自腐蚀电位（稳定电位）、致钝电流密度、维钝电流密度和维钝电位范围。
用恒电流法测量时，由自腐蚀电位点开始逐渐增加电流密度，当达到致钝电流密度点时金属开始钝化，由于人为控制电流密度恒定，故电极电位突然增加到很正的数值（到达过钝化区），跳过钝化区，当再增加电流密度时，所测得的曲线在过钝化区。
因此，用恒电流法测不出金属进入钝化区的真实情况，而是从活化区跃入过钝化区。
金属腐蚀与防护实验指导书
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2、 绘制并比较一般金属（镁合金）和有钝化性能（铝合金、不锈钢）的金属的阳极极 化曲线的异同，初步掌握有钝化性能的金属在腐蚀体系中的临界孔蚀电位的测定方法。
3、 通过阳极极化曲线的测定，判定实施阳极保护的可能性，初步选取阳极保护的技术 参数，了解击穿电位和保护电位的意义。
4、 掌握恒电位仪的使用方法，了解恒电位技术在腐蚀研究中的重要作用。
二、基本原理阳极电位和电流的关系曲线叫做阳极极化曲线。
保护的可能性，选择阳极保护的三个主要技术参数 区的电位范围，需要测定阳极极化曲线。
阳极极化曲线可以用恒电位法和恒电流法测定。
般金属（镁合金）的阳极极化曲线为 ax 曲线。
对有钝化性能的金属（铝合金、不锈钢），曲线abcdef 是恒电位法（即维持电位恒定， 测定 相应的电流值）测得的阳极极化曲线。
当电位 从a 逐渐向正移动到到 b 点时，电流也随之增 加到b 点，当电位过b 点以后，电流反而急剧 减小，这是因为在金属表面上生成了一层高电 阻耐腐蚀的钝化膜，钝化开始发生。
人为控制 电位的增高，电流逐渐衰减到c 。
在c 点之后， 电位若继续增高，由于金属完全进入了钝态， 电流维持在一个基本不变的很小的值 ——维钝电流。
当使电位增高到 d 点以后，金属进入 了过钝化状态，电流又重新增大。
从a 点到b点的范围叫活性溶解区，从 b 点到c 点叫钝化 过渡区，从c 点到d 点叫钝化稳定区，过 d 点 以后叫过钝化区。
对应于b 点的电流密度叫致 钝电流密度，对应于 cd 段的电流密度叫维钝 电流密度。
使金属的腐蚀速度大大降低，这就是阳极保护的原理。
用恒电流法测不出上述曲线的 bcde 段。
在金属受到阳极极化时其表面发生了复杂的变 化，电极电位成为电流密度的多值函数， 因此当电流增加到 b 点时，电位即由b 点跃增到很正的e 点，金届进入了过钝化状态，反映不出金属进入钝化区的情况。
腐蚀与防护实验指导书
金属腐蚀与防护的实验实验一电阻法测定金属腐蚀速度一、目的要求1.了解电阻法测定金属腐蚀速度的原理。
2.掌握电桥法测定金属腐蚀速度的方法，并测定碳钢在8％硫酸溶液中的腐蚀速度。
二、基本原理电阻法测定金属的腐蚀速度，是利用金属试样在腐蚀过程中截面积减小而电阻增加的原理，通过测量金属腐蚀过程中电阻的变化从而求出金属的腐蚀量。
金属(如铜、铁或铝)是电导体，导体电阻的大小，主要决定于两个因素：一是导体材料的导电性能的好坏，二是导体的尺寸大小。
同一材料的导体，其电阻与导体的长度成正比，与导体截面积成反比，即：R＝ρL/S （1）式中R―――电阻，Ω，ρ―――电阻率，Ω·mm2／m ；L―――导体的长度，m；S―――导体的横截面积，mm2把待测金属材料做成细丝状或小扁带状试样，取一定长度L，腐蚀前的电阻为：R0＝ρL/S0（2）在腐蚀到t时间时，其电阻为：Rt＝ρL/St （3）由(3)式除以(2)式则得：R0/Rt=St/S0（4）将(4)式进一步简化为：(Rt－R0)/Rt=(S0－St)/S0即：ΔR/Rt=ΔS/S0（5）根据(5)式对不同形状的试样，可以推导出在均匀腐蚀情况下的腐蚀速度公式。
对丝状试祥横截面积的形状如图5，r0为试样的原始半径，x为腐蚀深度，阴影部分为腐蚀后减少的横截面积。
用r0和x计算出ΔS和S0，代入式（5），求出方程的解为：x＝r0[1－(1－ΔR/Rt)1/2] （6）把腐蚀深度除以时间t(小时)，求得腐蚀速度为：V L=r0[1－(1－ΔR/Rt)l/2] ×8760/t mm/a (7)V－=r0[1－(1－ΔR/Rt) l/2] ×ρM×1000 g/m2·h (8)三、仪器与药品惠斯登电桥1台恒温装置1套玻璃槽子1个丝状的碳钢试样1根硫酸溶液(8％) 500ml本试验在恒温条件下进行测定，故不必考虑测定过程中温度变化的补偿问题，因此，可直接使用惠斯登电桥。
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实验一恒电位法测定阳极极化曲线
一、目的
1．了解金属活化、钝化转变过程及金属钝化在研究腐蚀与防护中的作用。
2．熟悉恒电位测定极化曲线的方法。
3．通过阳极极化曲线的测定，学会选取阳极保护的技术参数。
二、基本原理
测定金属腐蚀速度、判断添加剂的作用机理、评选缓蚀剂、研究金属的钝态和钝态破坏及电化学保护，都需测量极化曲线。
测量腐蚀体系的极化曲线，实际就是测量在外加电流作用下，金属在腐蚀介质中的电极电位与外加电流密度（以下简称电流密度）之间的关系。
阳极电位和电流的关系曲线称为阳极极化曲线。
为了判断金属在电解质溶液中采用阳极保护的可能性，选择阳极保护的三个主要技术参数–––致钝电流密度、维钝电流密度和钝化电位（钝化区电位范围）。
必须测定阳极极化曲线。
测量极化曲线的方法可以采用恒电位和恒电流两种不同方法。
以电流密度为自变量测量极化曲线的方法叫恒电流法，以电位为自变量的测量方法叫恒电位法。
一般情况下，若电极电位是电流密度的单值函数时，恒电流法和恒电位法测得的结果是一致的。
但是如果某种金属在阳极极化过程中，电极表面壮态发生变化，具有活化/钝化变化，那么该金属的阳极过程只能用恒电位法才能将其历程全部揭示出来，这时若采用恒电流法，则阳极过程某些部分将被掩盖，而得不到完整的阳极极化曲线。
在许多情况下，一条完整的极化曲线中与一个电流密度相对应可以有几个电极电位。
例如，对于具有活化/钝化行为的金属在腐蚀体系中的阳极极化曲线是很典型的。
由阳极极化曲线可知，在一定的电位范围内，金属存在活化区、钝化过渡区、钝化区和过钝化区，还可知金属的自腐蚀电位（稳定电位）、致钝电流密度、维钝电流密度和维钝电位范围。
用恒电流法测量时，由自腐蚀电位点开始逐渐增加电流密度，当达到致钝电流密度点时金属开始钝化，由于人为控制电流密度恒定，故电极电位突然增加到很正的数值（到达过钝化区），跳过钝化区，当再增加电流密度时，所测得的曲线在过钝化区。
因此，用恒电流法测不出金属进入钝化区的真实情况，而是从活化区跃入过钝化区。
三、仪器及用品
电化学工作站CHI660d铂电极
饱和甘汞电极碳钢天平
量筒烧杯电炉蒸馏水
碳酸氢铵浓氨水浓硫酸氯化钠氯化钾
无水乙醇棉花水砂纸U型管
四、实验步骤
1、琼脂-饱和氯化钾盐桥的制备
烧杯中加入3g琼脂和97ml蒸馏水，使用水浴加热法将琼脂加热至
完全溶解。
然后加入30克KCl充分搅拌，KCl完全溶解后趁热用滴
管或虹吸将此溶液加入已事先弯好的玻璃管中，静置待琼脂凝结后便
可使用。
2、溶液的配制
（1）电解液的配置：
(a) H2SO4溶液（0.5 M）的配制：烧杯内放入475 mL去离子水，加入浓硫酸25 mL，搅拌均匀待用;
(b) NH4HCO3-NH4OH溶液的配制：烧杯中放入700 mL去离子水，加入160 g NH4HCO3，65 mL浓氨水，搅拌均匀。
(c) 饱和氯化钠溶液的配制。
3、操作步骤
图1 恒电位极化曲线测量装置
（1）用水砂纸打磨工作电极表面，并用无水乙醇棉擦试干净待用。
（2）将辅助电极和研究电极放入极化池中，甘汞电极浸入饱和KCl溶液中，用盐桥连接二者，盐桥鲁金毛细管尖端距离研究电极1～2mm左右。
按图1连接好线路并进行测量。
（3）测碳钢在H2SO4溶液和NH4HCO3-NH4OH溶液中的开路电压，稳定5min。
（4）在-0.9 V和1.2 V (相对饱和甘汞电极：SCE)，以0.05，0.01和0.005 Vs-1的扫描速度测定碳钢在H2SO4溶液和NH4HCO3-NH4OH溶液中阳极极化曲线。
（5）存储数据，转化为TXT文本，用ORIGIN软件做图。
五、结果及数据处理
1．绘制碳钢在H2SO4溶液和NH4HCO3-NH4OH溶液中阳极极化曲线；
2．指出碳钢在H2SO4溶液和NH4HCO3-NH4OH溶液中进行阳极保护的三个基本参数。
六、思考题
1．不同的恒电位扫描速度对阳极极化曲线有何影响？实验中那个扫描速度为最佳？恒电压法和恒电流法有何不同？
2．不同的电解质溶液对阳极极化曲线有何影响？
3．阳极极化曲线对实施阳极保护有何指导意义？
4．极化曲线测量对研究电极、辅助电极、参比电极和盐桥的要求是什么？
实验二塔菲尔直线外推法测定金属的腐蚀速度
一、目的
1．掌握塔菲尔直线外推法测定金属腐蚀速度的原理和方法。
2．测定低碳钢、不锈钢、铜、在1MHAc+1MNaCl混合溶液中腐蚀电流密度i c、阳极塔菲尔斜率b a和阴极塔菲尔斜率b c。
3．对活化极化控制的电化学腐蚀体系在强极化区的塔菲尔关系加深理解。
二、实验原理
金属在电解质溶液中腐蚀时，金属上同时进行着两个或多个电化学反应。
例如铁在酸性介质中腐蚀时，Fe上同时发生反应：
Fe→Fe2++2e
2H++2e→H2
在无外加电流通过时，电极上无净电荷积累，即氧化反应速度i a等于还原反应速度i c,并且等于自腐蚀电流I corr ,与此对应的电位是自腐蚀电位E corrr。
如果有外加电流通过时，例如在阳极极化时，电极电位向正向移动，其结果加速了氧化反应速度i a而拟制了还原反应速度i c,此时，金属上通过的阳极性电流应是：
I a= i a-|i c| =i a+i c
同理，阴极极化时，金属上通过的阴极性电流I c也有类似关系。
I c= -|i c| +i a=i c+i a
从电化学反应速度理论可知，当局部阴、阳极反应均受活化极化控制时，过电位（极化电位）η与电流密度的关系为：
i a=i corr epx(2.3η/b a)
i c = -i cor r exp(-2.3η/b c)
所以I a =i corr[exp(2.3η/b a)- exp(-2.3η/b c)]
I c= -i corr[exp(-2.3η/b c)- exp(2.3η/b a)
当金属的极化处于强极化区时，阳极性电流中的i c和阴极性电流中的i c都可忽略，于是得到：
I a =i corr exp(2.3η/b a)
I c=-i corr exp(-2.3η/b c)
或写成：η=-b a lg i coor+b a lg i a
η= -b c lg i corr+b c lg i c
可以看出，在强极化区内若将η对lg i作图，则可以得到直线关系，该直线称为塔菲尔直线。
将两条塔菲尔直线外延后相交，交点表明金属阳极溶解速度i a与阴极反应（析H2）速度i c相等，金属腐蚀速度达到相对稳定，所对应的电流密度
就是金属的腐蚀电流密度。
实验时，对腐蚀体系进行强极化（极化电位一般在100～250mV之间），则可得到E–lg i的关系曲线。
把塔菲尔直线外延至腐蚀电位。
lg i坐标上与交点对应的值为lg i c ,由此可算出腐蚀电流密度i corr。
由塔菲尔直线分别求出b a和b c。
影响测量结果的因素如下：
（1）体系中由于浓差极化的干扰或其他外来干扰；
（2）体系中存在一个以上的氧化还原过程（塔菲尔直线通常会变形）。
故在测量为了能获得较为准确的结果，塔菲尔直线段必须延伸至少一个数量级以上的电流范围。
三、仪器和用品
电化学工作站CHI660d 铂电极
饱和甘汞电极碳钢不锈钢铜天平
量筒烧杯电炉蒸馏水
乙酸U型管氯化钠氯化钾
无水乙醇棉花水砂纸
四、实验步骤
1、琼脂-饱和氯化钾盐桥的制备
烧杯中加入3g琼脂和97ml蒸馏水，使用水浴加热法将琼脂加热至
完全溶解。
然后加入30克KCl充分搅拌，KCl完全溶解后趁热用滴
管或虹吸将此溶液加入已事先弯好的玻璃管中，静置待琼脂凝结后便
可使用。
2、电解液的配制：
(a) 1MHAc+1MNaCl溶液的配制：烧杯中放入1000 mL去离子水，加入59 g NaCl，60g 乙酸溶液，搅拌均匀。
(b) 饱和氯化钠溶液的配制。
3、操作步骤
（1）用水砂纸打磨工作电极表面，并用无水乙醇棉擦试干净待用。
（2）将辅助电极和研究电极放入极化池中，甘汞电极浸入饱和KCl溶液中，用盐桥连接二者，盐桥鲁金毛细管尖端距离研究电极1～2mm左右。
按图1连接好线路并进行测量。
图1 恒电位极化曲线测量装置
（3）测碳钢，不锈钢，铜在1MHAc+1MNaCl溶液中的开路电压，稳定5min。
（4）在-0.9 V和1.2 V （在开路电压正负400 mV区间内，相对饱和甘汞电极：SCE)，以0.01，0.008和0.005 Vs-1的扫描速度测定碳钢，不锈钢，铜在1MHAc+1MNaCl溶液中的Tafel曲线。
（5）存储数据，转化为TXT文本，用ORIGIN软件做图。
五、结果处理
1、绘制碳钢，不锈钢，铜在1MHAc+1MNaCl溶液中不同扫描速度的Tafel
曲线，随着电位的升高，发生的电极反应分别是什么？
2、根据阴极极化曲线的塔菲尔线性段外延求出碳钢、不锈钢、铜的腐蚀
电流和腐蚀电位，并进行比较。
3、分别求出腐蚀电流密度i c、阴极塔菲尔斜率b c和阳极塔菲尔斜率b a。
六．思考题
1、电化学反应过程主要有哪几种极化？Tafel曲线的适用条件是什么？
2、从理论上讲，阴极和阳极的塔菲尔线延伸至腐蚀电位应交于一点，实际测量的结果如何？为什么？
3、不同扫描速度的Tafel曲线有何差异？为什么？。