铁的极化曲线物化实验报告
阳极极化曲线的测定实验报告
阳极极化曲线的测定实验报告
实验名称：阳极极化曲线的测定实验报告
实验目的：
1. 了解阳极极化现象的基本概念和原理；
2. 掌握测量阳极极化曲线的方法；
3. 分析影响阳极极化的因素及其机理。
实验仪器：
1. 电化学工作站
2. 参比电极：银/氯化银电极
3. 氧化铁电极
4. 稳定电源
实验原理：
阳极极化是指阳极在电解液中发生氧化反应，并在阳极表面生成一层氧化物（如铁在铁离子存在下变成铁离子）后，加速极化的现象。
阳极极化曲线是通过测定阳极的Tafel曲线得出的，Tafel曲线的斜率与阳极极化速率成比例。
实验步骤：
1. 将氧化铁电极固定在电化学工作站的阳极位，并连接稳定电源；
2. 将银/氯化银电极作为参比电极固定在电化学工作站的参比电极位，并用KCl溶液饱和；
3. 连接液路，使氧化铁电极与电化学工作站连接；
4. 对氧化铁电极进行阳极极化，启动电化学工作站，并在一定电位上
进行一段时间的绝化等待稳定；
5. 循环扫描电位，记录电位与电流的变化，得到Tafel曲线；
6. 对Tafel曲线进行分析，得出阳极极化的速率及其机理。
实验结果：
从实验数据中得出，阳极极化速率与阳极表面氧化物的生成速率成正比，同时还受到电流密度、溶液浓度、温度等因素的影响。
实验结论：
通过实验结果得出，阳极极化是一种加速极化现象，其速率受到多种
因素的影响。
在化学反应工业生产中，应该重视阳极极化现象的影响。
铁的极化和钝化实验详细步骤及数据处理
实验13 铁的极化和钝化曲线的测定一、极化曲线1. 详细的实验步骤(1) 将电解液倒入三电极电解池指定的刻度，将工作电极(铁电极)、辅助电极(铂电极)以及参比电极(饱和甘汞电极)置于三电极电解池相应的玻璃管中并与电化学工作站相连(三个电极一一对应)。
(2) 打开电化学工作站开关，双击电脑桌面的文件夹” set660c”，双击应用程序“chi660c”进入电化学工作站专用软件。
(3) 单击工具栏中“T”按钮，选择” Tafel Plot”，点击”ok”进入极化曲线参数设置对话框，手动输入参数如下图所示：点击“ok”，再单击工具栏中“►”按钮即开始测定极化曲线。
测试完毕后要存盘，“File”-“Save as”，选择要存盘的地址并输入文件名如“04110711-2-Na”即可，文件格式为系统定义的格式(BIN文件)，为了能用于撰写实验报告要先转化为txt格式并导入到origin7.5中作图。
在文件打开的情况下运行“File”-“Convert to text”，并使用相同的文件名存在相同的目录下即可。
(4) 先测定铁电极在中性水溶液中的极化曲线，数据存盘后用直尺测量铁电极没入电解液的高度(其宽度为1cm)，从而求得其面积(用于计算自腐蚀电流密度)。
将铁电极用金相砂纸打磨备用。
将溶液换为1mol/LH2SO4溶液，重复上述步骤得到铁电极在1mol/LH2SO4溶液中的极化曲线，文件名可命名为“04110711-2-H”。
2.数据处理及报告撰写2.1 在origin 7.5中将铁电极在两个不同电解液中的极化曲线放在同一坐标内具体操作如下：先运行origin 7.5，执行如下命令：“File”-“Import”-“Simple Single ACSII”，在弹出的对话框中定位到已经换化好的文本文件(如04110711-2-Na)，在显示器上你将看到：然后运行“File”-“Save Project as (或在汉化版中选择“保存工程为”)”，选择相应的目录，将文件名命名为“04110711-2-Na”备用，按上述方法建立另外一个文件“04110711-2-H”，备用。
极化曲线测试实验
极化曲线的测试与分析一．实验目的：掌握测定金属极化曲线的方法；二．实验装置及实验材料1．电化学测量系统（PS-268A型）1台2．计算机1台3．三电极系统（研究电极：试样；参比电极：甘汞；辅助电极；铂）1套4. 低碳钢电化学试样1个5.碳钢挂片试样4个6.过饱和KCl、蒸馏水、丙酮、脱脂棉、砂纸等若干7.量尺、分析天平、量杯、烧杯、毛刷等。
三．实验原理1、电化学腐蚀原理金属腐蚀按腐蚀机理可分为化学腐蚀，电化学腐蚀两类。
电化学腐蚀是指金属表面与电解质溶液发生电化学反应而引起的破坏。
其特点是反应过程中金属构成电极，整个系统有阳极失去电子和阴极获得电子及电子流动的产生。
电化学腐蚀服从电化学动力学的基本规律。
当金属浸入电解质溶液时，由于水分子极性的静电作用，或由于金属电子的吸附作用。
在两相界面的两侧将形成由电子层与正离子层组成的双电层。
由于双电层的存在而产生的电位差称为金属―溶液体系的电极电位。
不同的金属在不同的溶液体系中有不同的电极电位。
至今还没有可靠的方法可以测定金属电极电位的绝对值，但可以求其相对值。
通常是指定某一电位稳定的电极为基准电极也叫参比电极或参考电极，人为规定其电位值；再把它与被研究电极组成原电池；测定出原电池的电动势，则被研究电极的电极电位就被测出。
通常采用的参比电极是标准氢电极，但在实际工作中常常采用更方便、更结实的参比电极，如甘汞电极，银－氯化银电极等。
实际上，金属大多是含有杂质的或者以合金的形态存在。
因此，金属浸入电解质溶液后，其界面不是存在单一电极而是存在着几个电极，测得的电位也是其混合值，金属与电解质溶液接触一定时间后，达到的稳定电位值称为该金属在该电解质溶液中的腐蚀电位或自然腐蚀电位，又叫开路电位或混合电位。
腐蚀电位决定于金属材料的成分，金相组织结构，表面状态以及电解质溶液的成分，浓度，温度和PH值等。
腐蚀电位的大小与金属腐蚀速度之间没有简单的对应关系，但其可以大致指出金属的耐腐蚀性。
表面工程实验
4. 学会测定结果的表示方法。
二、涂膜性能检查实验特点
以物理、化学、三防性能检测为主 1、物理性能：附着力、柔韧性、硬度、冲击性、
光泽度、耐磨性、回粘性、耐热性等。
2、化学性能：耐水性、耐酸.碱.盐、耐汽油等。 3、三防性能：防湿热、防盐雾、防霉菌 4、特定性能；耐湿变、耐黄变、耐候性、电绝 缘性等。
三、实验内容
1. 涂膜的制备 按GB/T 进行涂膜制备的 2. 涂膜厚度的测定 按GB/T 1761-89进行涂膜厚度的测定 3. 涂膜物理性能检测 附着力（画圈法和划格法）、硬度（摆杆硬度和铅笔硬 度）、冲击性、光泽度等。 4. 涂膜化学性能检测
盐雾试验、湿热试验等
四、实验要求
1. 查资料（GB/T），完成实验报告（实验条件、实
的测定方法。
二、涂料检测的意义
1.涂料产品质量检查内容和方法
• 涂料产品性能检查 • 涂料施工性能检查 • 涂料特定性能
2. 涂料产品性能检查
1）、外观和透明度 GB/T 1721-79
主要检查是否含有机械杂质和呈现的混浊程度。 2)、颜色的测定 GB/T 1722-92
检查其原色的深浅程度，即将试样与铁钴比色 计进行比较。 3)、细度、黏度、比燥时间 遮盖力 使用量 涂刷性 流平性 打磨性 GB/T 1728-89
三、实验内容
1. 涂料细度的测定
2. 涂料粘度的测定
3. 涂料固体份含量的测定
实验五
一、实验目的
涂膜性能检测
1. 学会涂膜的制备方法；
2. 掌握常见涂膜检测的项目；
3. 掌握涂膜测定的实验方法和条件；
表面工程实验
16学时
实验一 铁的极化曲线测定
一、实验目的
极化曲线实验报告
腐蚀金属电极稳态极化曲线测量和数据处理一、实验目的：1、掌握恒电位测定极化曲线的原理和方法2、巩固金属极化理论，确定金属实施阳极保护的可能性。
初步了解阳极保护参数及其确定方法。
3、了解恒电位仪器及相关电化学仪器的使用。
4、测定铁在酸性介质中的极化曲线，求算自腐蚀电位、自腐蚀电流、掌握线性扫描伏安法和TAFEL方法测定极化曲线。
实验原理铁在酸溶液中，将不断被溶解，同时产生H2，即：Fe + 2H+ = Fe2+ + H2 (a)Fe／HCl体系是-个二重电极，即在Fe／H+界面上同时进行两个电极反应：Fe Fe2+ + 2e (b)2H+ + 2e H2 (c)反应(b)、(c)称为共轭反应。
正是由于反应(c)存在，反应(b)才能不断进行，这就是铁在酸性介质中腐蚀的主要原因。
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I(H)，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I(Fe)，I(H)相等时的电势称为Fe／H+体系的自腐蚀电势εcor。
图12－1 Fe的极化曲线图12－1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。
由于反应(c)是由迁越步骤所控制，所以符合塔菲尔(Tafel)半对数关系，即：(2)直线的斜率为bFe。
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。
由于H＋在Fe电极上还原出H2的过程也是由迁越步骤所控制，故阴极极化曲线也符合塔菲尔关系，即：(3)当把阳极极化曲线abr的直线部分ab和阴极极化曲线cdr的直线部分cd 外延，理论上应交于一点(z)，z点的纵坐标就是，腐蚀电流Icor的对数，而z 点的横坐标则表示自腐蚀电势εcor的大小。
阳极极化曲线实验报告
阳极极化曲线实验报告阳极极化曲线实验报告引言：阳极极化曲线实验是一种常见的电化学实验方法，用于研究金属在电化学腐蚀过程中的行为。
通过测量阳极电流与阳极电位之间的关系，可以了解金属的耐蚀性和腐蚀速率。
本实验旨在通过测量不同金属在不同电位下的阳极电流，探究金属的耐蚀性差异。
实验方法：1. 实验材料准备：本实验选取了铝、铜和铁三种金属作为实验材料。
将这三种金属切割成片状，并用砂纸打磨表面，以确保金属表面的光洁度。
2. 实验仪器准备：实验所需仪器包括：电化学工作站、电化学池、参比电极、阳极电流检测电极、电位扫描电极和数据采集系统。
3. 实验步骤：a. 将电化学池中的电解液（如盐酸）加热至适宜温度，并保持恒温。
b. 将实验材料片依次放入电化学池中，确保每块材料片的表面都与电解液充分接触。
c. 将阳极电流检测电极和电位扫描电极分别连接到电化学工作站上，并将参比电极插入电解液中。
d. 在电化学工作站上设置实验参数，如电位范围和扫描速率。
e. 开始实验，记录不同电位下的阳极电流。
实验结果：将实验数据进行整理和分析后，得到了以下结果：1. 阳极极化曲线图：通过绘制不同金属在不同电位下的阳极电流与电位之间的关系曲线，得到了阳极极化曲线图。
曲线的形状和趋势反映了金属的耐蚀性和腐蚀速率。
在曲线中，存在两个重要参数：极化电流密度和极化电位。
2. 极化电流密度：极化电流密度是指单位面积上的阳极电流。
通过实验数据计算得到不同金属的极化电流密度，可以比较它们的耐蚀性。
结果显示，铝的极化电流密度最小，说明铝具有较好的耐蚀性；铜的极化电流密度次之；而铁的极化电流密度最大，表明铁的耐蚀性相对较差。
3. 极化电位：极化电位是指金属表面的电位与标准电极之间的差值。
通过实验数据计算得到不同金属的极化电位，可以了解金属在不同电位下的腐蚀行为。
结果显示，铝的极化电位最高，说明铝的腐蚀速率较慢；铜的极化电位次之；而铁的极化电位最低，表明铁的腐蚀速率较快。
物理化学-试验十六：铁的极化曲线的测定
实验十六 铁的极化曲线的测定一、实验目的1．掌握恒电位法测定电极极化曲线的原理和实验技术。
通过测定Fe 在HSO 、HCl 溶液中的阴42极极化、阳极极化曲线，求得Fe 的自腐蚀电位，自腐蚀电流和钝化电势、钝化电流等参数；-Cl 离子，缓蚀剂等因素对铁电极极化的影响；2．了解 3．讨论极化曲线在金属腐蚀与防护中的应用。
二、实验原理 ．铁的极化曲线：1金属的电化学腐蚀是金属与介质接触时发生的自溶解过程。
例如2++2e (1) Fe →Fe+(2)2H+2e →H 2溶液构成了腐蚀原电池，HSO 。
Fe 电极和H 电极及Fe 将不断被溶解，同时产生H 4222其腐蚀反应为：2++(3)+H → FeFe+2H 2Fe 在酸性溶液中腐蚀的原因。
这就是 。
= I 当电极不与外电路接通时，其净电流为零。
即I = -I ≠ 0H Fecorr更负的电势，反1中ra 为阴极极化曲线。
当对电极进行阴极极化，即加比Ecorr 图+2+析出为主，这种效应2H 应Fe →Fe+2e 被抑制，反应+2e →H 加速，电化学过程以H 22(Tafel)半对数关系，即：塔菲尔称为“阴极保护”。
更正的电势，Ecorr 为阳极极化曲线。
当对电极进行阳极极化时，即加比ab 中1图+2+溶解为主。
符合+2e 加速，电化学过程以Fe 则反应2H+2e →H 被抑制，反应Fe →Fe 2公式：．铁的钝化曲线：2cdFe的正常溶解，生成Fe，称为活化区。
abc段是2+离子与溶液中的2+段称为活化钝化过渡区。
离de段的电流称为维钝电流，此段电极处于比较稳定的钝化区, Fe+pH表面的层内部，使子形成FeSO沉淀层，阻滞了阳极反应，由于H不易达到FeSOFe44的溶解，开始在FeFe表面生成，形成了致密的氧化膜，极大地阻滞了O、增大，FeOFe4332 ef因而出现钝化现象。
段称为过钝化区。
参比电极和研究电极组成原r表示参比电极。
表示研究电极、3中WC表示辅助电极、图使研究电极处于极化状辅助电极与研究电极组成电解池，电池，可确定研究电极的电位。
极化曲线-实验报告
四、实验结果及数据分析
图12205双相不锈钢在0.4mol/L HCl溶液中极化曲线
图22205双相不锈钢在3.5%NaCl溶液中极化曲线
经过拟合可以得出2205双相不锈钢在3.5%NaCl中自腐蚀电位为-0.397V、自腐蚀电流为1.3517E-06A/cm2；在0.4mol/L盐酸中自腐蚀电位为-0.38836V
、自腐蚀电流为1.0524E-05A/cm2
上述两种方法都已经获得了广泛应用，尤其是动态法，由于可以自动测绘，扫描速度可控制一定，因而测量结果重现性好，特别适用于对比实验。
(2)恒电流法
恒电流法就是控制研究电极上的电流密度依次恒定在不同的数值下，同时测定相应的稳定电极电势值。采用恒电流法测定极化曲线时，由于种种原因，给定电流后，电极电势往往不能立即达到稳态，不同的体系，电势趋于稳态所需要的时间也不相同，因此在实际测量时一般电势接近稳定(如1min～3min内无大的变化)即可读值，或人为自行规定每次电流恒定的时间。
2怛电流法恒电流法就是控制研究电极上的电流密度依次恒定在不同的数值下同时测定相应的稳定电极电势采用恒电流法测定极化曲线时由于种种原因给定电流后电极电势往往不能立即达到稳态不同的体系电势趋于稳态所需要的时间也不相同因此在实际测量时一般电势接近稳定如lmin?3min内无大的变化即可读值或人为自行规定每次电流恒定的时间
动态法：控制电极电势以较慢的速度连续地改变(扫描)，并测量对应电位下的瞬时电流值，以瞬时电流与对应的电极电势作图，获得整个的极化曲线。一般来说，电极表面建立稳态的速度愈慢，则电位扫描速度也应愈慢。因此对不同的电极体系，扫描速度也不相同。为测得稳态极化曲线，人们通常依次减小扫描速度测定若干条极化曲线，当测至极化曲线不再明显变化时，可确定此扫描速度下测得的极化曲线即为稳态极化曲线。同样，为节省时间，对于那些只是为了比较不同因素对电极过程影响的极化曲线，则选取适当的扫描速度绘制准稳态极化曲线就可以了。
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铁的极化曲线
实验结果的记录与处理：
1、Fe在0.1mol/L的硫酸溶液中铁的极化钝化曲线
联立两直线方程得：log Icorr= ‒4.25A , Icorr=5.58×10‒5A ；Ecorr= ‒0.56V。
因为实验所用电极直径为2mm,面积为Πmm2，
故自腐蚀电流密度=自腐蚀电流/电极面积=5.58×10‒5 /（Π×0.0012）=17.8（A/ m2）由图知，钝化电流Ip=1.14×10‒2A，
钝化电流密度=1.14×10‒2/（Π×0.0012）=3.63×103（A/ m2）
钝化电位范围：1.318−1.602V
2、Fe在1.0mol/L的硫酸溶液中铁的极化钝化曲线
联立两直线方程得：log Icorr= ‒4.25A , Icorr=5.58×10‒5A ；Ecorr= ‒0.56V。
因为实验所用电极直径为2mm,面积为Πmm2，
故自腐蚀电流密度=自腐蚀电流/电极面积=5.58×10‒5 /（Π×0.0012）=17.8（A/ m2）由图知，钝化电流Ip=1.14×10‒2A，
钝化电流密度=1.14×10‒2/（Π×0.0012）=3.63×103（A/ m2）
钝化电位范围：1.318−1.602V
3、Fe在1.0mol/L的HCl溶液中铁的极化钝化曲线
联立两直线方程得：log Icorr= ‒4.25A , Icorr=5.58×10‒5A ；Ecorr= ‒0.56V。
因为实验所用电极直径为2mm,面积为Πmm2，
故自腐蚀电流密度=自腐蚀电流/电极面积=5.58×10‒5 /（Π×0.0012）=17.8（A/ m2）由图知，钝化电流Ip=1.14×10‒2A，
钝化电流密度=1.14×10‒2/（Π×0.0012）=3.63×103（A/ m2）
钝化电位范围：1.318−1.602V
4、Fe在含1%的乌洛托品的1.0mol/L的HCl溶液中铁的极化钝化曲线
联立两直线方程得：log Icorr= ‒4.25A , Icorr=5.58×10‒5A ；Ecorr= ‒0.56V。
因为实验所用电极直径为2mm,面积为Πmm2，
故自腐蚀电流密度=自腐蚀电流/电极面积=5.58×10‒5 /（Π×0.0012）=17.8（A/ m2）由图知，钝化电流Ip=1.14×10‒2A，
钝化电流密度=1.14×10‒2/（Π×0.0012）=3.63×103（A/ m2）
钝化电位范围：1.318−1.602V。