金属和合金的腐蚀电化学试验方法恒电位和动电位极化测量导则
金属腐蚀的电化学测量.docx
金属腐蚀的电化学测量摘要：利用配置得的电泳涂料来探究镀襟层对低碳钢的保护作用，通过测得的电位-pH图对其进行分析。
在低碳钢上电镀謀（先要镀铜），测量镀前和镀后的金属腐蚀速度及钝化行为，比较腐蚀速度的变化及钝化程度，从而获知解擦镀层的防护作用。
讨论pH值对低碳钢腐蚀的影响。
尝试得到氢离子对腐蚀速度的级数，速率方程；讨论氯离子浓度值对低碳钢腐蚀的影响。
尝试得到氯离子对腐蚀速度的级数，速率方程。
关键词：电泳、镀線层、阻抗、阳极极化、阴极极化、腐蚀、电位、电泳材料正文：实验目的：利用配置得的电泳涂料来探究镀襟层对低碳钢的保护作用，通过测得的电位-pH图对其进行分析，获知解線镀层的防护作用。
一：丙烯酸树脂阴极电泳涂料的配制一、实验原理1、丙烯酸树脂的合成以丙二醇甲瞇（PM）为溶剂，以偶氮二异丁睛（AIBN）为引发剂，四种（甲基）丙烯酸单体（甲基丙烯酸甲酯MMA,丙烯酸丁酯BA,甲基丙烯酸铿乙酯HEMA,甲基丙烯酸二甲氨基乙酯DMAEMA）共聚合得丙烯酸树脂。
各药品用量比如下（按质量比计）：单体（质量比》MMA BA HEMA DM 45251515溶剂（PM）60-100引发剂（AIBN）32、槽液的配制槽液的主要成分有：丙烯酸树脂（第一步合成）、固化剂（封闭型异氧酸酯）、中和剂（HAc、乳酸等）、水（电导率小于10 |i s/cm,实验室用超纯水）。
＞固化剂的用量按n （-NCO） /n （-OH） =1.2/1计算：n nA/ xl.2x42叫产—: -------（血为辭舲树脂中-0H的摩尔数，42为-NC0的分子量，C NC。
为固化剂中-NCO的质量百分比。
）＞中和剂的用量按中和度n （H+） /n （-NR2）计算（中和度50%-100%, 越大，槽液越稳定）叫二口网曲存M中（叽为所加树脂中-呎胡摩尔数，d中为中和度，M中为中和剂分子量，c中为中和剂的质量分数）＞水的用量按槽液固体分计算后补齐。
国家标准批准发布公告2009年第9号(总第149号)－－关于批准197项国家标准的公告
国家标准批准发布公告2009年第9号(总第149号)－－关于批准197项国家标准的公告
文章属性
•【制定机关】国家质量监督检验检疫总局(已撤销),国家标准化管理委员会•【公布日期】2009.08.27
•【文号】国家标准批准发布公告2009年第9号[总第149号]
•【施行日期】2009.08.27
•【效力等级】部门规范性文件
•【时效性】现行有效
•【主题分类】标准化
正文
国家标准批准发布公告
（2009年第9号总第149号）
国家质量监督检验检疫总局、国家标准化管理委员会批准以下197项国家标准，现予以公布（见附件）。
2009年8月27日
备注：1.GB/T 5953-1999已被代替完
2.从即日起，废止GB/T 21783-2008塑料毛细管法和偏光显微镜法测定部分结晶聚合物的熔融行为（熔融温度或熔融范围）。
实验四、金属电化学腐蚀及腐蚀极化曲线测定
三、仪器及试剂
仪器：CHI660B电化学工作站，电解池、
辅助电极（铂电极）．参比电极（带盐桥的 饱和甘汞电极），铁工作电极 。
试剂：硫酸（1mol/L的H2SO4溶液） ，中
性水溶液
四、操作步骤
1．电极处理 工作电极先后800#，1000#砂纸打磨，然后用三次水 清洗，再放入乙醇清洗。 2. 线性扫描伏安法测量铁的极化曲线在工作站中选择 线性扫描伏安法(Linear Sweep Voltammetry)，设 置电位范围为－0.6V ～ ＋1.9V ，扫描速率为2550mV/s，扫描间隙(Interval)设为0.002V及相应的性 能参数，可由仪器自动获得整个的极化曲线。所采用 的扫描速率（即电势变化的速率）需要根据研究体系 的性质选定。 3.测完之后，应使仪器复原，清洗电极。把参比电极 放回原处。
பைடு நூலகம்
同一种金属内的腐蚀电池也是普遍存在的，
它同样导致了金属的电化学腐蚀。同种金属 内部不同部位的电位差是因为金属内部不可 避免地存在着晶间、应力、疲劳、电偶、缝 隙等诸多因素而产生的，这些诸多的因素又 是金属结构在冶炼、加工、安装、焊接等过 程中造成的。这就导致在同一金属结构内部 存在着众多小范围的阳极区和大片的阴极区。 金属一旦处于电解质的环境中，腐蚀电池即 开始工作。
实验装置示意图
五、 数据处理
作阳极极化曲线和阴极极化曲线，由二条切
线的交点z求Ecor、Icor，求出本实验中的腐蚀 速率。
六、 思考讨论
三个电极各有何作用？
以下是腐蚀电池形成的缺一不可的条件： 1.必须有阴极和阳极。 2.阴极和阳极之间必须有电位差（这种电位差 因金属内晶间、应力、疲劳程度、电偶等的差 异的存在以及金属表面缝隙、氧浓差等现象的 存在，极容易在同一金属结构体内形成）；亦 可在两个不同电位金属间形成。 3.阴极和阳极之间必须有金属的电流通道。 4.阴极和阳极必须浸在同一电解质中，该电解 质中有流动的自由离子。
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。
动电位极化曲线测试原理
动电位极化曲线测试原理动电位极化曲线测试是一种用于评估金属材料的耐蚀性能的实验方法。
动电位极化曲线测试可以帮助工程师和科学家了解金属材料在不同环境条件下的腐蚀行为，为材料的选取和设计提供重要的数据支持。
在这篇文章中，我们将介绍动电位极化曲线测试的原理、实验方法和数据分析以及其在工程实践中的应用。
原理动电位极化曲线测试是一种电化学实验方法，它利用电化学反应的原理来评估金属材料的耐蚀性能。
在动电位极化曲线测试中，将极化电流施加在试样的表面上，通过测量试样的电位随时间的变化来确定试样的极化曲线，从而评估试样的腐蚀行为。
在动电位极化曲线测试中，常用的试样是工程材料中常见的金属材料，如钢铁、铜、铝等。
试样的表面通常会进行预处理，以去除表面的氧化物和其他杂质，以确保实验数据的准确性。
实验方法动电位极化曲线测试的实验方法包括以下几个步骤：1.试样的预处理：首先将试样表面进行清洁和抛光，以去除表面的氧化物和其他杂质。
然后将试样固定在实验设备中，以保证试样的稳定和可靠的测量。
2.极化曲线测试：在实验设备中施加一定的电流，使试样的电位随时间呈现出变化的曲线。
通过测量试样电位随时间的变化，绘制出试样的动电位极化曲线。
3.数据分析：通过分析极化曲线的形状和特征，可以评估试样在不同环境条件下的腐蚀行为。
通常可以通过极化曲线的斜率和截距来评估试样的腐蚀速率和腐蚀电位等参数。
应用动电位极化曲线测试在工程实践中有着广泛的应用。
它可以帮助工程师和科学家了解金属材料在不同环境条件下的腐蚀行为，为材料选择和设计提供重要的数据支持。
动电位极化曲线测试还可以用于评估防腐蚀涂层和表面处理技术的效果，为工程材料的调研和开发提供数据支持。
结论动电位极化曲线测试是一种用于评估金属材料耐蚀性能的实验方法，它利用电化学反应的原理来评估材料在不同环境条件下的腐蚀行为。
通过分析试样的极化曲线，可以评估试样的腐蚀速率和腐蚀电位等参数。
动电位极化曲线测试在工程实践中有着广泛的应用，可以为材料的选择和设计提供重要的数据支持。
金属腐蚀与保护--电化学腐蚀
腐蚀系统的极化：若在稳态下的腐蚀系统，施加一个外电流．则电势即偏离腐蚀系统， 腐蚀系统的极化：若在稳态下的腐蚀系统，施加一个外电流．则电势即偏离腐蚀系统，也 就是发生所谓极化，是腐蚀系统的极化． 就是发生所谓极化，是腐蚀系统的极化． 极化曲线：表示电极电位和电流之间的关系的曲线叫作极化曲线。 极化曲线：表示电极电位和电流之间的关系的曲线叫作极化曲线。 阳极极化曲线：阳极电位和电流的关系曲线。（外加电压高于自腐蚀电位Ecorr） 阳极极化曲线：阳极电位和电流的关系曲线。（外加电压高于自腐蚀电位 。（外加电压高于自腐蚀电位 阴极极化曲线：阴极电位和电流的关系曲线。 外加电压低于自腐蚀电位E 阴极极化曲线：阴极电位和电流的关系曲线。 （外加电压低于自腐蚀电位 corr） 表观极化曲线：腐蚀系统通过外电流时的电位和电流关系，亦称实测极化曲线。 表观极化曲线：腐蚀系统通过外电流时的电位和电流关系，亦称实测极化曲线。 理论极化曲线：局部阴极和局部阳极的电流和电位关系曲线。在实际腐蚀中， 理论极化曲线：局部阴极和局部阳极的电流和电位关系曲线。在实际腐蚀中，局部阴极和 局部阳极根本无法分开，所以理论极化曲线有时无法得知。 局部阳极根本无法分开，所以理论极化曲线有时无法得知。
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。
astm g69-20 铝合金腐蚀电位测量的标准试验方法
ASTM G69-20是美国材料和试验协会（ASTM）发布的标准试验方法，标题为"Measurement of Corrosion Potentials of Aluminum Alloys"（铝合金腐蚀电位测量）。
该标准规定了一种用于测量铝合金腐蚀电位的方法。
ASTM G69-20标准试验方法的主要内容包括以下几个方面：
1. 试验样品的准备：选择合适的铝合金试样，并进行必要的清洁和表面处理。
2. 试验设备的准备：准备好电化学测量设备，包括电极、电解质溶液和电位计等。
3. 试验条件的设定：根据需要，确定试验温度、电解质溶液的成分和浓度等试验条件。
4. 试验过程：将试样置于电解质溶液中，连接电极和电位计，并记录试样的腐蚀电位。
5. 数据处理和分析：根据测量结果，进行数据处理和分析，包括计算腐蚀电位的平均值和标准偏差等。
ASTM G69-20标准试验方法的目的是提供一种可重复和准确测量铝合金腐蚀电位的方法，以评估铝合金在不同环境条件下的腐蚀性能。
该标准适用于各种铝合金材料，包括铸造合金、变形合金和粉末冶金合金等。
需要注意的是，ASTM G69-20标准试验方法仅提供了测量腐蚀电位的方法，对于腐蚀速率的评估需要结合其他试验方法和标准进行。
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第4章金属腐蚀极化曲线与测试方法
• 问题：能通过腐蚀电位大小比较说明腐蚀速度的大小吗？
实例
阴极控制
阳极控制
实例
Evans图
不同金属上：同一个阴极反应的动力学会不同，极化率不同
哪个因素控制？ 腐蚀极化图与控制因素：阳极、阴极、混合、电阻控制
阴极极化率
控制因素原理：金属远离平衡腐蚀的动力学方程式（极化控制下）
阳极交换电流 腐蚀电位 阳极电流 阴极电流
腐蚀电流为 icorr 腐蚀电位为 Ek
？
• 电化学极化下金属腐蚀动力学方程式
即表观总阴极电流：
即表观总阳极电流：
哪种曲线的塔菲尔常数？
过电位，出发点？
• 对比一个电极反应的巴氏方程：公式相同但含义不同！
或写为：
极化值，出发点？
式中：
问题：
如何推导电化学极化下腐蚀速度的一般动力学方程式 （即非 远离平衡极化的普遍情况）
活化钝化过渡区
•金属可钝化并进入第3种情况
-IC
阴极极化曲线 •阳阴极极化曲线交点在钝化区
活化溶解区
钝化区
腐蚀电位 EK
过钝化区
阳极平衡电位
Ee，c
钝化电位
活化电位 （Flade电位
）阴极平衡电位
过钝化电位
补充：实现自钝化的途径 （/link?url=mhrFetw_9kAuLVby_sAuh1hWlujaGj_DYaLiNvppr0WZ0Ms Nj_ChE6rkO89lxSKdE1bwRJFvxjVEsFKVtvIzvykMe3mC2VuJdWFAlwIgCnC）
即可获得E-Ia真实极化曲此线后两线接近、相似
I：表观腐蚀电流
IK：腐蚀电流 icorr
阴极平衡电位
相似
腐蚀电化学常规测量方法
第二章
电化学测量的基本方法
1 电化学测量的基本元件介绍
⑴参比电极：参比电极的性能直接影响着电极电势的测 量或控制的稳定性。 ⑵盐桥：当被测电极体系的溶液与参比电极的溶液不同 时，常用盐桥把研究电极和参比电极连接起来。盐桥的 作用主要有两个，一是减小液界电势，二是减少研究、 参比溶液之间的相互污染。
数据处理的途径
阻抗谱的数据处理有两种不同的途径：
•
•
依据已知等效电路模型或数学模型的数据处理途 径 从阻纳数据求等效电路的数据处理途径
拟合过程主要思想如下
假设我们能够对于各参量分别初步确定一个近似值C0k , k = 1, 2, …, m，把它们作为拟合过程的初始值。令初始值与 真值之间的差值 C0k – Ck ＝ k, k = 1, 2, …, m， 于是根据泰勒展开定理可将Gi 围绕C0k , k = 1, 2, …, m 展 开,我们假定各初始值C0k与其真值非常接近，亦即，k非 常小 (k = 1, 2, …, m)， 因此可以忽略式中 k 的高次项而 将Gi近似地表达为 ：
二、电化学测量的基本原则
要进行电化学测量，研究某一个基本过程， 就必须控制实验条件，突出主要矛盾，使该过程 在电极总过程中占据主导地位，降低或消除其他 基本过程的影响，通过研究的电极过程研究这一 基本过程。
三、电化学测量的主要步骤
• 1、实验条件的控制 • 2、实验结果的测量
• 3、实验结果的解析
扫描电压呈等腰三角形。如果前半部扫描(电压上升部分)为 去极化剂在电极上被还原的阴极过程，则后半部扫描(电压 下降部分)为还原产物重新被氧化的阳极过程。因此．一次 三角波扫描完成一个还原过程和氧化过程的循环，故称为循 环伏安法。
循环伏安法常用的测量体系为三电极体系,如图所示
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金属和合金的腐蚀电化学试验方法恒电位和
动电位极化测量导则
在金属和合金的腐蚀电化学试验中，恒电位和动电位极化测量是常见的检测方法。
本文将介绍恒电位和动电位极化测量导则及其操作步骤。
恒电位极化测量：
1. 测量前准备
首先，根据试验需求选择测试溶液，并将待测试的样品清洗干净。
接下来，将样品固定在电极上，并将电极浸入溶液中。
2. 开始测试
调节电极电位至初始值，然后使用外部电位源来固定电极电势。
在电极电势固定的情况下，记录电流变化，直至系统稳定并达到平衡状态。
3. 数据分析
根据实验数据绘制极化曲线，通过曲线斜率确定电极的电阻，计算电化学反应速率等参数。
动电位极化测量：
1. 测量前准备
与恒电位极化测量类似，首先选择测试溶液，并将待测试的样品清洗干净。
接下来，将样品固定在电极上，并将电极浸入溶液中。
2. 开始测试
改变电极的电势并记录电流的变化，直到电流稳定。
在电极电势发生变化的过程中，记录电势和电流随时间变化的数据。
3. 数据分析
通过对实验数据的处理和分析，绘制电极的极化曲线。
通过曲线分析可以确定分析样品的电化学反应机理及其相关参数。
总结
恒动电位极化测量是金属和合金腐蚀电化学试验中常见的检测方法。
正确使用这两种方法能够快速准确地得到金属和合金的相关参数，为材料设计和工程实践提供了有力的支持。
在使用这两种方法时，需
要注意测量条件的选择，以及数据的准确记录和分析。