极化曲线腐蚀电流与腐蚀电位
第四章电化学腐蚀反应动力学详解
a）腐蚀的驱动力——腐蚀电池的起始电势差 0,C 0, A
b）腐蚀的阻力——阴、阳极的极化率 PC 和 PA ，以及欧姆电阻 R
三项阻力中任意一项都可能明显地超过另两项，在腐蚀过程中对速度起 控制作用，称为控制因素。利用极化图可以非常直观地判断腐蚀的控制 速度。
欧姆电势降与阴极（或阳极）极化曲线加和起来，如图中的 0,C A线， 然后与阳极极化曲线 0,AS 相交于A点，则点A对应的电流I1就是这
种情况下的腐蚀电流。
0,C 0,A C A I1R I1PC I1PA I1R
I1
0,C
PC
0,A
PA R
即
I corr
0,C 0,A
PC PA R
则阳极极化 阴极极化
A E Ei Ee （4.1a） c E Ee Ei （4.1b）
对不可逆电极存在一个稳态的电位Es，也使用电极极化一词。这时，极化值 的大小用类似式（4.1）的方程式表示
E Ei Es （4.2）
极化的结果：阴极极化使电极电位负移，阳极极化使电极电位正移。 当电流通过电极时，电极上产生两种相反的作用：
铜不溶于还原性酸，因为铜的平衡电势高于氢的平衡电势，不能形成氢阴极 构成腐蚀电池，但铜可溶于含氧酸或氧化性酸中，因为氧的平衡电势比铜高， 可构成阴极反应，组成腐蚀电池。酸中含氧量多，氧去极化容易，腐蚀电流 较大，而氧少时，氧去极化困难，腐蚀电流较小。见图4.10
铜在非含氧酸中是耐蚀的，但当溶液中含氰化物时，可与铜离子配合形成配 合离子，铜的电势向负方向移动，这样铜就可能溶解在还原酸中。见图4.10
图4.7 氧化性酸对铁的腐蚀
图4.8 金属平衡电极电位对腐蚀电流的影响
图4.9 钢在非氧化酸中的腐蚀极化图
腐蚀电位评价
腐蚀电位评价
腐蚀电位是指在特定条件下金属发生腐蚀所需的最低电位。
通过评价腐蚀电位可以了解到金属在特定介质中的腐蚀倾向性和腐蚀速率。
腐蚀电位评价一般可以通过以下方法进行：
1. 电化学极化曲线法：通过在特定条件下测量金属电位与电流之间的关系，绘制电化学极化曲线，从而确定腐蚀电位。
2. 动电位极化法：通过控制电位在一定范围内稳定地变化，测量对应的电流变化，确定腐蚀电位。
3. 电化学阻抗谱法：通过测量金属在交流电场中的响应，绘制阻抗谱，分析阻抗谱中的数据，获得腐蚀电位。
评价腐蚀电位对于材料的腐蚀研究和防腐蚀措施的制定非常重要。
通过确定腐蚀电位，可以选择合适的材料、涂层和防腐蚀方法，从而延缓金属的腐蚀速度，提高材料的使用寿命。
同时，腐蚀电位评价也有助于研究腐蚀机制，了解金属在不同介质中的腐蚀行为，为金属腐蚀的预测和控制提供依据。
腐蚀电化学研究方法
腐蚀电化学研究方法
腐蚀电化学研究方法是通过电化学技术来研究材料的腐蚀行为和腐蚀机制的方法。
常见的腐蚀电化学研究方法包括：
1. 极化曲线法：利用电化学极化曲线来研究材料在不同电位下的腐蚀行为和电化学反应过程。
通过测量材料的极化曲线，可以确定腐蚀电流密度、腐蚀电位、极化电阻等参数。
2. 交流阻抗法：通过应用一个交流电信号，测量材料的交流阻抗谱来研究材料的腐蚀行为。
通过分析交流阻抗谱，可以得到材料的电荷传递电阻、双电层电容、液体电导率等参数。
3. 电化学噪声方法：通过测量材料在电化学过程中产生的电位和电流的微小波动，来研究材料的腐蚀行为。
电化学噪声方法具有高灵敏度和快速响应的特点，可以实时监测腐蚀行为。
4. 时间电流法：通过记录材料在一段时间内的电流变化情况来研究材料的腐蚀行为。
时间电流法可以用于测量材料的腐蚀速率和腐蚀动力学参数。
5. 电化学阻抗谱法：通过测量材料的电化学阻抗谱来研究材料的腐蚀行为。
电化学阻抗谱法可以得到材料的电导率、电荷传递电阻、界面电容等参数，对材料腐蚀机制的研究有较高的分辨率。
这些方法可以单独或者结合使用，来揭示材料的腐蚀机理、评估材料的耐腐蚀性能，并为腐蚀控制和材料防护提供科学依据。
极化曲线与材料的耐腐蚀性能的研究一、实验目的1、掌握用恒电位仪
极化曲线与材料的耐腐蚀性能的研究一、实验目的1、掌握用恒电位仪测定极化曲线的方法。
2、测定几种不同材料的阳极极化曲线，分析其耐腐蚀性能及原理。
二、实验原理当电极上无电流通过时，电极处于平衡状态，与之相对应的电位称为平衡电位。
电极上有电流通过以后平衡状态遭到破坏，电极电位偏离原来平衡电位值的现象称为极化。
阳极极化时电位往正方向移动；阴极极化时电位往负方向移动，描述电流(或电流密度)与电位间变化关系的曲线称为极化曲线。
广义的讲，控制研究电极电流为一定值测得的电位-时间曲线；或控制电位为一定值测得的电流-时间曲线都称为极化曲线。
电极极化既可以直接通过腐蚀电池电流也可以用外加的电流来进行。
极化曲线的测定通常有恒电流和恒电位两种方法，前者是以电流为自变量，测定的电位为电流的函数关系，即E=f(i)；后者是以电位为自变量，测定的电流为电位的函数关系，即i=f(E)。
恒电流法简单、易于掌握，但对电流、电位间呈多值函数的情况不适用，不能测出钝化区和从活化区向钝化区的转变过程。
恒电位法在实际测定极化曲线时又可分为电位台阶法和电位扫描法两种。
本实验用电位扫描法测定纯铁、及两种不同型号的不锈钢在1N H2S04溶液中的极化曲线，并通过比较它们的阳极极化曲线来分析其耐腐蚀性能。
三、实验方法阅读恒电位仪使用说明，了解仪器使用方法，按图1.1接好线路。
各种样品先用砂纸仔细打磨，去除表面的氧化皮，洗净，并用棉花沾酒精擦净，干燥，放人溶液中静置l0～l5分钟后测定稳定电位。
然后把样品做阴极，在10mA/cm2电流密度下阴极极化处理10分钟。
测定极化曲线时，电位从-600mV开始，从负电位区往正电位区进行测定，电位测至1600mV为止。
记录相应的阳极极化曲线。
四、思考题1、研究电极的面积多大最好？为什么？2、鲁金毛细管尖咀应放在什么位置？为什么？3、研究测试中为什么要用辅助电极？4、不锈钢试样耐腐蚀的原因？五、实验报告要求1、叙述实验目的、原理及实验过程；2、分析三种材料的阳极极化曲线，讨论并比较它们的耐腐蚀性能。
极化曲线-电极电位与极化电流或极化电流密度之间关系的曲线叫作极化曲线
极化曲线-电极电位与极化电流或极化电流密度之间关系的曲线叫作极化曲线极化曲线-电极电位与极化电流或极化电流密度之间关系的曲线叫作极化曲线，极化曲线是以电极电位为纵坐标，以电极上通过的电流为横坐标获得的曲线，它表征腐蚀原电池反应的推动力电位与反应速度电流之间的函数关系。
极化曲线分为4个区，活性溶解区、过渡钝化区、稳定钝化区、过钝化区。
学术术语来源——钛种植体基台与种植体上部结构合金的耐腐蚀性能文章亮点：1 金属种植体的腐蚀非常重要，因为它对种植体的生物相容性和机械整合产生不利影响。
随着基底材料的腐蚀，其表面钝化膜溶解，就会有离子释放到周围环境中。
过多金属离子的释放会产生不利的生物反应，甚至导致种植失败。
大量资料评价了钛种植体的耐腐蚀性，然而种植体上部结构合金的选择仍然存在着问题，合金本身的腐蚀及多种合金同时应用引起的电偶腐蚀已受到广泛关注。
2 实验利用动电位极化技术研究并探讨钛种植体基台、金合金、镍铬合金、钴铬合金及钛合金在人工唾液中的电化学腐蚀行为，并进行相互比较，发现金合金、纯钛是耐腐蚀性较好的材料，镍铬合金的腐蚀速度最大，应尽量避免用镍铬合金作为种植体上部结构。
关键词：生物材料；口腔生物材料；稳态电位；电偶序；电偶腐蚀；纯钛；金合金；钴铬合金；钛合金；镍铬合金主题词：钛；金合金；铬合金摘要背景：国内有学者运用动电位极化技术测定常用牙科金属自腐蚀电位值来评价低贵金属的腐蚀性能，发现合金的贵金属含量是影响其耐腐蚀性能的主要原因。
目的：评价TA2型商业纯钛、金合金、钴铬合金、钛合金及镍铬合金的体外耐腐蚀性能。
方法：将TA2型商业纯钛、金合金、钴铬合金、钛合金及镍铬合金分别浸入人工唾液中，运用动电位极化技术测量5种材料在人工唾液中的自腐蚀电位和自腐蚀电流密度。
结果与结论：5种合金的自腐蚀电位值由大到小排列顺序为金合金、商业纯钛、钛合金、钴铬合金、镍铬合金；金合金与纯钛电位较正，不易发生腐蚀；钛合金和钴铬合金居中，由于可以形成稳定氧化膜，具有较强的抗孔蚀和缝隙腐蚀能力；镍铬合金电位较负，则较容易发生溶解。
第4章金属腐蚀极化曲线与测试方法课件
问题：腐蚀极化图（伊文思（Evans）图）原理与用途？
• 将腐蚀状态金属进行极化，电位从腐蚀电位偏离 • 阴极极化时极化电流
阴 极 极 化
lgiK
注意：均匀腐蚀用电流密度，局部腐蚀用电流强度
• 如果阴极极化使两极均远离平衡，则阴极极化电流ik：
•1
即表观总电流：
是相对于平衡电极的过电位么？
每个反应均有其真实极化曲线Ii=fi(E)
• 总的I-E曲线称为实验或表观极化曲线 特点：
（主要参考书：曹楚南，《腐蚀电化学》）
2、实测（表观）极化曲线（I-E曲线）与真实极化曲线的关系
• 腐蚀体系表观极化曲线（I-E曲线）的合成、分解
表观极化曲线
阳极电流
平衡电位
真实极化曲线
阴极电流
腐蚀电位
平衡电位
问题：已知真实阴极极化曲线，如何获得真实阳极极化曲线？
作业（WORD或PPT文件皆可）
1、简要回答： 实测与真实哪种极化曲线体现了阳、阴极反应的真实性？如何获得 真实极化曲线？
2、简要比较： 电位-pH图、波尔贝图、腐蚀极化图、Evans图、极化曲线的区别？ 写出从腐蚀极化图推导的腐蚀电流计算公式，表明其与极化率、电 阻有何关系？
表观腐蚀电流腐蚀电位阳极平衡电位阴极平衡电位相似此后两线接近相似即可获得ei真实极化曲线3阳极钝化金属腐蚀的极化曲线?金属阳极钝化曲线平衡电位钝化电位过钝化电位钝化电流维钝电流活化电位flade电位活化溶解区钝化区过钝化区活化钝化过渡区钝化膜局部破坏的阳极曲线小孔腐蚀电位击穿电位临界孔蚀电位不到过钝化电位即发生破坏阳极钝化金属的腐蚀极化曲线具有完整阳极钝化曲线金属的腐蚀极化曲线可分多种情况
问题：
腐蚀过程的极化曲线分析
极化曲线分析钢筋的腐蚀过程极化曲线分析钢筋的腐蚀过程摘要：为了确定混凝土中钢筋锈蚀速率的控制因素，运用腐蚀极化曲线图分析活化钢筋阴阳极极化曲线和腐蚀电流随环境相对湿度的变化规律，并讨论在干湿循环过程中混凝土中钢筋的锈蚀过程。
结果表明，有锈蚀产物存在时，锈蚀产物中FeOOH可以取代氧成为钢筋锈蚀过程的阴极去极化剂，钢筋的总腐蚀电流为氧去极化和锈蚀产物去极化产生的腐蚀电流的加和。
钢筋的总腐蚀电流随着环境相对湿度的提高而增大，和氧在混凝土中的扩散速率的变化趋势截然相反，从而证明氧仅是混凝土内钢筋开始的锈蚀的必备条件，但却不是混凝中钢筋锈蚀过程控制素。
关键词：混凝土；钢筋；极化曲线；氧；腐蚀产物混凝土中钢筋的锈蚀是一个非常复杂的电化学过程，目前国内外学者在建立钢筋锈蚀速率模型时，普遍借鉴了金属腐蚀学的研究成果，假定混凝土中钢筋的锈蚀速率受氧扩散速率所控制［１－７］，这种假定的正确和合理性直接决定了由此建立的理论模型的适用程度．由于金属腐蚀学研究的对象，大都是金属处于溶液、水或土壤中，整个腐蚀过程受氧扩散控制已为无数的研究所证实。
然而大气环境混凝土中钢筋的腐蚀和前几种不同，目前已有的研究发现钢筋的锈蚀速率随混凝土湿含量增大而增大，直至混凝土饱水，钢筋锈蚀速率也没有出现下降［８－９］，和混凝土中氧扩散速率的变化趋势［１０］截然相反，这是上述假定所无法解释的．姬永生等［１１］通过试验研究和钢筋锈蚀产物物相组成的变化分析证明锈蚀产物中FeOOH可以取代氧成为钢筋锈蚀过程阴极反应的新的去极化剂，传统的氧作为单一阴极去极化剂的锈蚀机理面临着严峻的挑战。
因此，探究高湿供氧困难情况下混凝土内钢筋仍高速锈蚀的内在机理，对于建立正确、合理钢筋锈蚀速率模型具有重要的意义。
腐蚀极化曲线图是进行金属腐蚀机理分析的重要工具之一。
本文在文献［１１］研究的基础上，运用腐蚀极化曲线图全面解释混凝土中钢筋锈蚀过程，探究混凝土由干燥到饱水变化过程混凝土内钢筋锈蚀速率变化的内在机理，并讨论在干湿循环过程中混凝土中钢筋的锈蚀过程，为预测钢筋混凝土的使用寿命奠定基础。
极化曲线求自腐蚀电流密度
极化曲线求自腐蚀电流密度1. 引言自腐蚀电流密度是表征金属在自腐蚀环境中的腐蚀性能的重要参数。
通过测量极化曲线，可以获得金属在自腐蚀条件下的电流密度，进而评估其腐蚀倾向和腐蚀速率。
本文将介绍极化曲线的概念和测量方法，并详细探讨如何通过极化曲线求得自腐蚀电流密度。
2. 极化曲线的概念极化曲线是描述金属在电化学腐蚀条件下的电流密度与电位之间关系的曲线。
它是通过在不同电位下测量金属电流密度的变化来得到的。
一般来说，极化曲线可以分为两个区域：阳极极化区和阴极极化区。
在阳极极化区，金属电流密度随着电位的增加而增加；在阴极极化区，金属电流密度随着电位的增加而减小。
3. 极化曲线的测量方法测量极化曲线的方法有很多种，其中最常用的是三电极法和双电极法。
以下将详细介绍这两种方法的原理和步骤。
3.1 三电极法三电极法是通过在被测金属表面插入一个参比电极和一个工作电极，通过控制参比电极和工作电极之间的电位差来测量金属的电流密度。
具体步骤如下：1.准备工作电极、参比电极和电解质溶液。
2.将工作电极和参比电极插入电解质溶液中，使其与溶液充分接触。
3.通过外部电源控制参比电极和工作电极之间的电位差，并测量工作电极的电流响应。
4.通过改变电位差，测量不同电位下的电流密度。
5.根据测量数据绘制极化曲线。
3.2 双电极法双电极法是通过在被测金属表面插入一个工作电极和一个参比电极，通过改变工作电极的电位来测量金属的电流密度。
具体步骤如下：1.准备工作电极、参比电极和电解质溶液。
2.将工作电极和参比电极插入电解质溶液中，使其与溶液充分接触。
3.通过外部电源控制工作电极的电位，并测量工作电极的电流响应。
4.通过改变工作电极的电位，测量不同电位下的电流密度。
5.根据测量数据绘制极化曲线。
4. 极化曲线求自腐蚀电流密度的方法通过测量得到的极化曲线，可以通过以下方法求得金属的自腐蚀电流密度。
4.1 Tafel斜率法Tafel斜率法是通过极化曲线的斜率来求得自腐蚀电流密度的方法。
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极化曲线腐蚀电流与腐蚀电位
介绍
极化曲线是研究腐蚀电流与腐蚀电位之间关系的重要工具。
本文将从极化曲线的定义、测量方法以及与腐蚀电流、腐蚀电位的关系等方面进行详细探讨。
一、极化曲线的定义
极化曲线是指在某一刺激作用下，随着刺激量的变化，所得到的反应物性质与刺激量间的关系曲线。
在腐蚀研究中，极化曲线描述的是电流与电位之间的关系。
二、极化曲线的测量方法
1. 三电极系统
为了测量极化曲线，通常使用一个工作电极、一个参比电极和一个对电极组成的三电极系统。
工作电极是被测样品，参比电极提供参比电位，对电极则是为了维持电路的稳定性。
2. 实验条件
在测量极化曲线时，需要控制一些实验条件，比如溶液的组成、温度、电极表面的状态等。
这些条件的变化会对极化曲线产生影响，所以在测量过程中要保持这些条件的稳定性。
3. 电位扫描
在测量极化曲线时，常用的方法是通过改变工作电极的电位来扫描整个电位范围。
通过记录工作电极的电流响应，可以得到不同电位下的腐蚀电流。
三、极化曲线与腐蚀电流的关系
极化曲线中的腐蚀电流对应着电位上的表面腐蚀速率。
当电位越正时，腐蚀电流也越大，表示腐蚀速率增加。
而当电位越负时，腐蚀电流较小，腐蚀速率减小。
1. 极化曲线的形状
极化曲线的形状可以反映出腐蚀行为的特点。
常见的极化曲线形状有Tafel曲线、线性极化曲线和非线性极化曲线等。
2. 极化曲线的参数
极化曲线可以通过一些参数来描述。
常见的参数有Tafel斜率、交流阻抗和腐蚀电位等。
这些参数可以用来研究腐蚀行为及其机制。
3. 极化曲线的应用
极化曲线在腐蚀研究和工程实践中有着重要的应用。
通过分析极化曲线，可以评估材料的腐蚀性能、预测腐蚀速率以及设计腐蚀防护措施等。
四、腐蚀电位与腐蚀电流的关系
腐蚀电位是触发腐蚀过程的电位，而腐蚀电流是腐蚀过程中产生的电流。
腐蚀电位与腐蚀电流之间有一定的关系。
1. 过电位理论
过电位理论是解释腐蚀电位与腐蚀电流关系的一种理论模型。
根据该理论，腐蚀过程中的电位是由电化学反应的阻抗决定的，而腐蚀电流则是由电化学反应的速率决定的。
2. 腐蚀动力学
腐蚀动力学研究腐蚀过程中的速率与驱动力之间的关系。
腐蚀电位是驱动力，而腐蚀电流则表示腐蚀速率。
通过研究腐蚀动力学，可以了解腐蚀行为及其发展规律。
3. 腐蚀电位的意义
腐蚀电位是评估材料抗腐蚀性能的重要参数。
较负的腐蚀电位表示材料具有较好的抗腐蚀性能，而较正的腐蚀电位则表示材料易于腐蚀。
总结
极化曲线是研究腐蚀电流与腐蚀电位之间关系的重要工具。
通过测量极化曲线，可以了解腐蚀行为及其机制，评估材料抗腐蚀性能，并设计腐蚀防护措施。
腐蚀电位与腐蚀电流之间存在一定的关系，通过理论模型和腐蚀动力学的研究，可以深入了解这种关系。
在工程实践中，极化曲线和腐蚀电位有着广泛的应用，对于保护材料免受腐蚀损害具有重要意义。