電化學(xué)阻抗譜分析經(jīng)典實用

1、哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）第第6章章 電化學(xué)阻抗譜電化學(xué)阻抗譜electrochemical impedance spectroscopy電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）引言引言 定義定義 以以小振幅小振幅的正弦波電勢（或電流）為擾動信的正弦波電勢（或電流）為擾動信號，使電極系統(tǒng)產(chǎn)生號，使電極系統(tǒng)產(chǎn)生近似線性關(guān)系的響應(yīng)近似線性關(guān)系的響應(yīng)，測量電極系統(tǒng)在很寬頻率范圍的阻抗譜，以測量電極系統(tǒng)在很寬頻率范圍的阻抗譜，以此來研究電極系統(tǒng)的方法就是電化學(xué)阻抗法此來研究電極系統(tǒng)的方法就是電化學(xué)阻抗法(ac impedance），現(xiàn)稱為電化學(xué)阻抗譜。），現(xiàn)稱為電

2、化學(xué)阻抗譜。 電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）引言引言 定義定義 對于一個穩(wěn)定的線性系統(tǒng)對于一個穩(wěn)定的線性系統(tǒng)m，如以一個角頻，如以一個角頻率為率為的正弦波電信號的正弦波電信號x（電壓或電流）輸（電壓或電流）輸入該系統(tǒng)，相應(yīng)的從該系統(tǒng)輸出一個角頻率入該系統(tǒng)，相應(yīng)的從該系統(tǒng)輸出一個角頻率為為的正弦波電信號的正弦波電信號y（電流或電壓），此（電流或電壓），此時電極系統(tǒng)的頻響函數(shù)時電極系統(tǒng)的頻響函數(shù)g就是電化學(xué)阻抗。就是電化學(xué)阻抗。xygg = y / x電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）引言引言 定義定義 在一系列不同角頻率下測得的一組這種頻響

3、在一系列不同角頻率下測得的一組這種頻響函數(shù)值就是電極系統(tǒng)的電化學(xué)阻抗譜。函數(shù)值就是電極系統(tǒng)的電化學(xué)阻抗譜。 若在頻響函數(shù)中只討論阻抗與導(dǎo)納，則若在頻響函數(shù)中只討論阻抗與導(dǎo)納，則g總總稱為阻納。稱為阻納。 = +ggjg電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）引言引言 優(yōu)點優(yōu)點用小幅度正弦波對電極進行極化用小幅度正弦波對電極進行極化 不會引起嚴重的濃度極化及表面狀態(tài)變化不會引起嚴重的濃度極化及表面狀態(tài)變化 使擾動與體系的響應(yīng)之間近似呈線性關(guān)系使擾動與體系的響應(yīng)之間近似呈線性關(guān)系是頻域中的測量是頻域中的測量 速度不同的過程很容易在頻率域上分開速度不同的過程很容易在頻率域上分開

4、速度快的子過程出現(xiàn)在高頻區(qū)，速度慢的速度快的子過程出現(xiàn)在高頻區(qū)，速度慢的子過程出現(xiàn)在低頻區(qū)子過程出現(xiàn)在低頻區(qū)電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）引言引言 優(yōu)點優(yōu)點可判斷出含幾個子過程，討論動力學(xué)特征可判斷出含幾個子過程，討論動力學(xué)特征 可以在很寬頻率范圍內(nèi)測量得到阻抗譜，可以在很寬頻率范圍內(nèi)測量得到阻抗譜，因而因而eis能比其它常規(guī)的電化學(xué)方法得到更能比其它常規(guī)的電化學(xué)方法得到更多的電極過程動力學(xué)信息和電極界面結(jié)構(gòu)多的電極過程動力學(xué)信息和電極界面結(jié)構(gòu)信息。信息。電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）引言引言 阻納的基本條件阻納的基本條件 因果性條件

5、因果性條件 線性條件線性條件 有限性條件有限性條件 穩(wěn)定性條件穩(wěn)定性條件電極系統(tǒng)只對電極系統(tǒng)只對擾動信號進行擾動信號進行響應(yīng)響應(yīng)電極過程速度電極過程速度隨狀態(tài)變量發(fā)隨狀態(tài)變量發(fā)生線性變化生線性變化在頻率范圍內(nèi)在頻率范圍內(nèi)測定的阻抗或測定的阻抗或?qū)Ъ{是有限的導(dǎo)納是有限的電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）引言引言 穩(wěn)定性條件穩(wěn)定性條件 穩(wěn)定穩(wěn)定不穩(wěn)定不穩(wěn)定可逆反應(yīng)容易滿足穩(wěn)定性條件。可逆反應(yīng)容易滿足穩(wěn)定性條件。不可逆電極過程，只要電極表面的變化不是很快，當(dāng)不可逆電極過程，只要電極表面的變化不是很快，當(dāng)擾動幅度小，作用時間短，擾動停止后，系統(tǒng)也能夠擾動幅度小，作用時間短，擾

6、動停止后，系統(tǒng)也能夠恢復(fù)到離原先狀態(tài)不遠的狀態(tài)?；謴?fù)到離原先狀態(tài)不遠的狀態(tài)。電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）電化學(xué)阻抗譜導(dǎo)論電化學(xué)阻抗譜導(dǎo)論曹楚南曹楚南導(dǎo)言導(dǎo)言第第1章章 阻納導(dǎo)論阻納導(dǎo)論第第2章章 電化學(xué)阻抗譜與等效電路電化學(xué)阻抗譜與等效電路第第3章章 電極過程的表面過程法拉第導(dǎo)納電極過程的表面過程法拉第導(dǎo)納第第4章章 表面過程法拉第阻納表達式與等效電表面過程法拉第阻納表達式與等效電路的關(guān)系路的關(guān)系42除電極電位除電極電位e以外沒有或只有一個其他狀以外沒有或只有一個其他狀態(tài)變量態(tài)變量43除電極電位除電極電位e外還有兩個狀態(tài)變量外還有兩個狀態(tài)變量x1和和x2第第5章

7、章 電化學(xué)阻抗譜的時間常數(shù)電化學(xué)阻抗譜的時間常數(shù)51狀態(tài)變量的弛豫過程與時間常數(shù)狀態(tài)變量的弛豫過程與時間常數(shù)52eis的時間常數(shù)的時間常數(shù)第第6章章 由擴散過程引起的法拉第阻抗由擴散過程引起的法拉第阻抗61由擴散過程引起的法拉第阻抗由擴散過程引起的法拉第阻抗62平面電極的半無限擴散阻抗平面電極的半無限擴散阻抗(等效元件等效元件w)63平面電極的有限層擴散阻平面電極的有限層擴散阻抗抗(等效元件等效元件0)64平面電極的阻擋層擴散阻平面電極的阻擋層擴散阻抗抗(等效元件等效元件t)65球形電極球形電極w66球形電極的球形電極的o67球形電極的球形電極的t68幾個值得注意的問題幾個值得注意的問題第第7

8、章章 混合電位下的法拉第混合電位下的法拉第阻納阻納第第8章章 電化學(xué)阻抗譜的數(shù)據(jù)電化學(xué)阻抗譜的數(shù)據(jù)處理與解析處理與解析第第9章章 電化學(xué)阻抗譜在腐蝕電化學(xué)阻抗譜在腐蝕科學(xué)中的應(yīng)用科學(xué)中的應(yīng)用科學(xué)出版社，科學(xué)出版社，2002電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）交流阻抗譜原理及應(yīng)用交流阻抗譜原理及應(yīng)用史美倫史美倫 第一章第一章 基本電路的交流阻抗譜基本電路的交流阻抗譜第二章第二章 電化學(xué)阻抗譜電化學(xué)阻抗譜第三章第三章 交流極譜交流極譜第四章第四章 線性動態(tài)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)線性動態(tài)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)第五章第五章 穩(wěn)定性和色散關(guān)系穩(wěn)定性和色散關(guān)系第六章第六章 交流阻抗譜的測量與數(shù)據(jù)處

9、理交流阻抗譜的測量與數(shù)據(jù)處理第七章第七章 在材料研究中的應(yīng)用在材料研究中的應(yīng)用第八章第八章 固體表面固體表面第九章第九章 在器件上的應(yīng)用在器件上的應(yīng)用第十章第十章 在生命科學(xué)中的應(yīng)用在生命科學(xué)中的應(yīng)用國防工業(yè)出版社，國防工業(yè)出版社，2001電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）主要內(nèi)容與學(xué)習(xí)要求主要內(nèi)容與學(xué)習(xí)要求 6.1 有關(guān)復(fù)數(shù)和電工學(xué)知識有關(guān)復(fù)數(shù)和電工學(xué)知識 6.2 電解池的等效電路電解池的等效電路 6.3 理想極化電極的理想極化電極的eis 6.4 溶液電阻可以忽略時電化學(xué)極化的溶液電阻可以忽略時電化學(xué)極化的eis 6.5 溶液電阻不能忽略的電化學(xué)極化電極的溶液電阻

10、不能忽略的電化學(xué)極化電極的eis 6.6 電化學(xué)極化和濃差極化同時存在的電極的電化學(xué)極化和濃差極化同時存在的電極的eis 6.7 阻抗譜中的半圓旋轉(zhuǎn)現(xiàn)象阻抗譜中的半圓旋轉(zhuǎn)現(xiàn)象 6.8 阻抗實驗注意點和阻抗譜分析思路阻抗實驗注意點和阻抗譜分析思路 6.9 電化學(xué)阻抗譜的應(yīng)用電化學(xué)阻抗譜的應(yīng)用電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）6.1 有關(guān)復(fù)數(shù)和電工學(xué)知識有關(guān)復(fù)數(shù)和電工學(xué)知識復(fù)數(shù)復(fù)數(shù)1 1 復(fù)數(shù)的概念復(fù)數(shù)的概念22zzz（2 2）復(fù)數(shù)的輻角（即相位角）復(fù)數(shù)的輻角（即相位角）arctgzz（1 1）復(fù)數(shù)的模）復(fù)數(shù)的模 電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海

11、）6.1 有關(guān)復(fù)數(shù)和電工學(xué)知識有關(guān)復(fù)數(shù)和電工學(xué)知識復(fù)數(shù)復(fù)數(shù)（3）虛數(shù)單位乘方）虛數(shù)單位乘方2311jjjj （4）共軛復(fù)數(shù)）共軛復(fù)數(shù)zzjzzzjz電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）6.1 有關(guān)復(fù)數(shù)和電工學(xué)知識有關(guān)復(fù)數(shù)和電工學(xué)知識復(fù)數(shù)復(fù)數(shù)2 復(fù)數(shù)表示法復(fù)數(shù)表示法（1 1）坐標表示法）坐標表示法（2 2）三角表示法）三角表示法（3 3）指數(shù)表示法）指數(shù)表示法22cossinzzzzzcossinzzjzzj zjzz e電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）6.1 有關(guān)復(fù)數(shù)和電工學(xué)知識有關(guān)復(fù)數(shù)和電工學(xué)知識復(fù)數(shù)復(fù)數(shù)3 復(fù)數(shù)的運算法則復(fù)數(shù)的運算法則（1

12、）加減）加減（2）乘除）乘除()()()()ajbcjdacj bd() ()()()ajbcjdacbdj bcad2222()()()acbdbcadajbcjdjcdcd電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）6.1 有關(guān)復(fù)數(shù)和電工學(xué)知識有關(guān)復(fù)數(shù)和電工學(xué)知識電工學(xué)電工學(xué)1 1 正弦交流電流經(jīng)過各元件時電流與電壓的關(guān)系正弦交流電流經(jīng)過各元件時電流與電壓的關(guān)系（1）純電阻元件）純電阻元件rmsinuutrmmsinsinuutiitrr電阻兩端的電壓與流經(jīng)電阻的電流是同頻同相的正弦交流電電阻兩端的電壓與流經(jīng)電阻的電流是同頻同相的正弦交流電 vrvi電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工

13、業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）6.1 有關(guān)復(fù)數(shù)和電工學(xué)知識有關(guān)復(fù)數(shù)和電工學(xué)知識電工學(xué)電工學(xué)（2）純電感元件）純電感元件msiniitmmdd(sin)ddsin()2liellitttitt llmsin()2ueilt 電感兩端的電壓與流經(jīng)的電流是同頻率的正弦量，電感兩端的電壓與流經(jīng)的電流是同頻率的正弦量，但在相位上電壓比電流超前但在相位上電壓比電流超前2vitvl電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）6.1 有關(guān)復(fù)數(shù)和電工學(xué)知識有關(guān)復(fù)數(shù)和電工學(xué)知識電工學(xué)電工學(xué)ivtljz電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）6.1 有關(guān)復(fù)數(shù)和電工學(xué)知識有關(guān)

14、復(fù)數(shù)和電工學(xué)知識電工學(xué)電工學(xué)（3）純電容元件）純電容元件cmsinuutmmdd()d(sin)dddcossin()2mqcuicuttttuctit電容器的兩端的電壓和流經(jīng)的電流是同頻率的正弦量，電容器的兩端的電壓和流經(jīng)的電流是同頻率的正弦量，只是電流在相位上比電壓超前只是電流在相位上比電壓超前 2vc| |vit電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）vitcjcjz11)(6.1 有關(guān)復(fù)數(shù)和電工學(xué)知識有關(guān)復(fù)數(shù)和電工學(xué)知識電工學(xué)電工學(xué)電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）6.1 有關(guān)復(fù)數(shù)和電工學(xué)知識有關(guān)復(fù)數(shù)和電工學(xué)知識電工學(xué)電工學(xué)2 復(fù)阻抗的概念

15、復(fù)阻抗的概念（1）復(fù)阻抗的串聯(lián)）復(fù)阻抗的串聯(lián)（2）復(fù)阻抗的并聯(lián)）復(fù)阻抗的并聯(lián)rlcl11()zzzzrj ljrjlccrlc111111111()1jczzzzrj lrljc復(fù)阻抗復(fù)阻抗z是電路元件對電流的阻礙作用和移相作用的反映。是電路元件對電流的阻礙作用和移相作用的反映。電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）6.2 電解池的等效電路電解池的等效電路（1）（2）（3）（4）（5）電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）6.2 電解池的等效電路電解池的等效電路電路描述碼電路描述碼 (circuit description code, cdc)規(guī)則如

16、下：規(guī)則如下：元件外面的括號總數(shù)為奇數(shù)時，該元件的第一層運元件外面的括號總數(shù)為奇數(shù)時，該元件的第一層運算為并聯(lián)，外面的括號總數(shù)為偶數(shù)時，該元件的第算為并聯(lián)，外面的括號總數(shù)為偶數(shù)時，該元件的第一層運算為串聯(lián)。一層運算為串聯(lián)。演練演練電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）6.3 理想極化電極的電化學(xué)阻抗譜理想極化電極的電化學(xué)阻抗譜ld=rcz zzlllddd1112rrjrjj ccfc電解池阻抗的復(fù)平面圖（電解池阻抗的復(fù)平面圖（nyquist圖）圖） 電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）6.3 理想極化電極的電化學(xué)阻抗譜理想極化電極的電化學(xué)阻抗譜1

17、 lglgz圖圖（2）低頻區(qū)）低頻區(qū)討論：討論：（1）高頻區(qū)）高頻區(qū)22zzz2ldd1lglg1() lglg2zr ccbode圖圖 電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）6.3 理想極化電極的電化學(xué)阻抗譜理想極化電極的電化學(xué)阻抗譜（2）低頻區(qū)）低頻區(qū)討論：討論：（1）高頻區(qū)）高頻區(qū)bode圖圖 2 lg圖圖arctgzzdlld11arctgarctgcrr c電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）6.3 理想極化電極的電化學(xué)阻抗譜理想極化電極的電化學(xué)阻抗譜時間常數(shù)時間常數(shù)當(dāng)當(dāng) 處于高頻和低頻之間時，有一個特征頻率處于高頻和低頻之間時，有一個特

18、征頻率 *，在這個特，在這個特征頻率，征頻率，lrdc和和的復(fù)合阻抗的實部和虛部相等，即：的復(fù)合阻抗的實部和虛部相等，即：l*d*ld11rcr c電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）6.4 溶液電阻可忽略時電化學(xué)極化的溶液電阻可忽略時電化學(xué)極化的eispddpdpp11=rcj c ry yyj crr2ppd22pdpd1()1()rr czjr cr cp2pd1 ()rzr c2pd2pd1 ()r czr c電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海） 6.4.1 nyquist圖圖 （2）低頻區(qū)）低頻區(qū)討論：討論：（1）高頻區(qū)）高頻區(qū)p2pd

19、1rzr c2pd2pd1r czr c22pp222rrzz6.4 溶液電阻可忽略時電化學(xué)極化的溶液電阻可忽略時電化學(xué)極化的eis電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）6.4.2 bode圖圖 1 lglgz圖圖（2）低頻區(qū)）低頻區(qū)討論：討論：（1）高頻區(qū)）高頻區(qū)22zzz2ppd1lglglg1() 2zrr c6.4 溶液電阻可忽略時電化學(xué)極化的溶液電阻可忽略時電化學(xué)極化的eis電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）（2）低頻區(qū)）低頻區(qū)討論：討論：（1）高頻區(qū)）高頻區(qū)2 lg圖圖2pd2pdpdp2pd1()arctgarctgarctg1()

20、r cr czr crzr c6.4 溶液電阻可忽略時電化學(xué)極化的溶液電阻可忽略時電化學(xué)極化的eis6.4.2 bode圖圖 電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）3 時間常數(shù)時間常數(shù)z在在nyquist圖中，半圓上圖中，半圓上的極大值處的頻率就是的極大值處的頻率就是*特征頻率特征頻率2pd2pd1 ()r czr c*d 0dz令令*pd1r c6.4 溶液電阻可忽略時電化學(xué)極化的溶液電阻可忽略時電化學(xué)極化的eis6.4.2 bode圖圖 電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）6.4 溶液電阻可忽略時電化學(xué)極化的溶液電阻可忽略時電化學(xué)極化的eisb

21、ode圖圖 rc （rc） nyquist圖圖 電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）6.5 溶液電阻不可忽略時電化學(xué)極化的溶液電阻不可忽略時電化學(xué)極化的eisdp1yj crcd與與rp并聯(lián)后與并聯(lián)后與rl串聯(lián)后的總阻抗為串聯(lián)后的總阻抗為 2pppdll22pdpdpd11 ()1 ()rrr czrrjj r cr cr cpl2pd1 ()rzrr c2pd2pd1 ()r czr c實部：實部：虛部：虛部：cd與與rp并聯(lián)后的總導(dǎo)納為并聯(lián)后的總導(dǎo)納為 電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海） 6.5.1 nyquist圖圖 （2）低頻區(qū)）低頻區(qū)

22、討論：討論：（1）高頻區(qū)）高頻區(qū)6.5 溶液電阻不可忽略時電化學(xué)極化的溶液電阻不可忽略時電化學(xué)極化的eispl2pd1 ()rzrr c2pd2pd1 ()r czr c電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）6.5.2 bode圖圖 1 lglgz圖圖（2）低頻區(qū)）低頻區(qū)討論：討論：（1）高頻區(qū)）高頻區(qū)lplpdpd()1rrj r r czj r clp21lglg()lg 1lg 1zrrjj6.5 溶液電阻不可忽略時電化學(xué)極化的溶液電阻不可忽略時電化學(xué)極化的eis1pdr cdpl2lp()c r rrr電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）（

23、2）低頻區(qū)）低頻區(qū)討論：討論：（1）高頻區(qū)）高頻區(qū)6.5.2 bode圖圖 2 lg圖圖2pd2pdpl2pd1()tg1()r cr czrzrr c2pd2llpdparctg()r crrr cr6.5 溶液電阻不可忽略時電化學(xué)極化的溶液電阻不可忽略時電化學(xué)極化的eis1.01.21.41.61.82.01001011021031041050-10-20-30-40-50-60log|zmod| phase / degreef /hz電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）6.5 溶液電阻不可忽略時電化學(xué)極化的溶液電阻不可忽略時電化學(xué)極化的eis3 時間常數(shù)時間常數(shù)*

24、pd1r cpd*1r c6.5.2 bode圖圖 電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）補充內(nèi)容補充內(nèi)容 常見的規(guī)律總結(jié)常見的規(guī)律總結(jié)在阻抗復(fù)數(shù)平面圖上，第在阻抗復(fù)數(shù)平面圖上，第1象限的半圓象限的半圓是電阻和電容并聯(lián)所產(chǎn)生的，叫做容抗是電阻和電容并聯(lián)所產(chǎn)生的，叫做容抗弧。弧。在在nyquist圖上，第圖上，第1象限有多少個容抗象限有多少個容抗弧就有多少個弧就有多少個(rc)電路。有一個電路。有一個(rc)電電路就有一個時間常數(shù)。路就有一個時間常數(shù)。電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）補充內(nèi)容補充內(nèi)容 常見的規(guī)律總結(jié)常見的規(guī)律總結(jié)一般說來，如果系統(tǒng)

25、有電極電勢一般說來，如果系統(tǒng)有電極電勢e和另和另外外n個表面狀態(tài)變量，那么就有個表面狀態(tài)變量，那么就有n+1個時個時間常數(shù)，如果時間常數(shù)相差間常數(shù)，如果時間常數(shù)相差5倍以上，倍以上，在在nyquist圖上就能分辨出圖上就能分辨出n+1個容抗弧。個容抗弧。第第1個容抗?。ǜ哳l端）是個容抗?。ǜ哳l端）是(rpcd)的頻響的頻響曲線。曲線。電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）補充內(nèi)容補充內(nèi)容常見的規(guī)律總結(jié)常見的規(guī)律總結(jié)有有n個電極反應(yīng)同時進行時，如果又有影個電極反應(yīng)同時進行時，如果又有影響電極反應(yīng)的響電極反應(yīng)的x個表面狀態(tài)變量，此時時個表面狀態(tài)變量，此時時間常數(shù)的個數(shù)比較復(fù)雜

26、。一般地說，時間常數(shù)的個數(shù)比較復(fù)雜。一般地說，時間常數(shù)的個數(shù)小于電極反應(yīng)個數(shù)間常數(shù)的個數(shù)小于電極反應(yīng)個數(shù)n和表面和表面狀態(tài)變量狀態(tài)變量x之和，這種現(xiàn)象叫做混合電勢之和，這種現(xiàn)象叫做混合電勢下下eis的退化。的退化。電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）6.6 電化學(xué)極化和濃度極化同時存在的電化學(xué)極化和濃度極化同時存在的電極的電極的eis6.6.1 電極的等效電路電極的等效電路 pwwlldddwdpwpww2dpwdwpwwl22ddwdpw11111111rrjczrrcj cj c rj c rcrrjccrrjcrrccrcc rc rc電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大

27、學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）6.6 電化學(xué)極化和濃度極化同時存在的電化學(xué)極化和濃度極化同時存在的電極的電極的eis實部：實部：虛部：虛部：pwl22ddwdpw1rrzrcc rc rc2ddwpww22ddwdpw111ccrrcczcc rc rc電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）6.6 電化學(xué)極化和濃度極化同時存在的電化學(xué)極化和濃度極化同時存在的電極的電極的eis6.6.2 濃差極化電阻濃差極化電阻rw和電容和電容cww22002rtrn f cd2200ww211n f cdcrrt 22002rtn f cd稱為稱為warburg系數(shù)。系數(shù)。 wrwc和

28、和都與角頻率的平方根成反比。都與角頻率的平方根成反比。 電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）6.6 電化學(xué)極化和濃度極化同時存在的電化學(xué)極化和濃度極化同時存在的電極的電極的eis 6.6.3 nyquist圖圖 （2）低頻區(qū)）低頻區(qū)討論：討論：（1）高頻區(qū)）高頻區(qū)pl2222ddp1rzrccr 2ddp2222ddp11ccrzccr lp zrr2d2zc電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）6.6 電化學(xué)極化和濃度極化同時存在的電化學(xué)極化和濃度極化同時存在的電極的電極的eis0123451234 log|z|log (f / hz)6.6.4

29、 bode圖圖 1 lglgz圖圖（2）低頻區(qū)）低頻區(qū)討論：討論：（1）高頻區(qū)）高頻區(qū)221lglg()()lglg2lg2lg2zlp zrr2d2zc電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）6.6 電化學(xué)極化和濃度極化同時存在的電化學(xué)極化和濃度極化同時存在的電極的電極的eis1001011021031041051234 r(c(rw) r(cr) log|z|f /hz6.6.4 bode圖圖 1 lglgz圖圖濃度極化對幅值圖的影響濃度極化對幅值圖的影響電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）（2）低頻區(qū)）低頻區(qū)討論：討論：（1）高頻區(qū)）高頻區(qū)6.

30、6.4 bode圖圖 2 lg圖圖2d0lp2arctgarctgarctg4czzrr 6.6 電化學(xué)極化和濃度極化同時存在的電化學(xué)極化和濃度極化同時存在的電極的電極的eis1001011021031041050-20-40-60-80 phase / degreef /hz電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）6.6.4 bode圖圖 2 lg圖圖6.6 電化學(xué)極化和濃度極化同時存在的電化學(xué)極化和濃度極化同時存在的電極的電極的eis1001011021031041050-20-40-60-80 r(c(rw) r(cr) phase / degreef /hz濃度極化

31、對相角圖的影響濃度極化對相角圖的影響電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）6.6 電化學(xué)極化和濃度極化同時存在的電化學(xué)極化和濃度極化同時存在的電極的電極的eis3 時間常數(shù)時間常數(shù)2dp222dp1c rzc r*d 0dz令令根據(jù)根據(jù)2vuvvv 2*222*2*22dpdpdpdp120c rc rc rc r *222dp1c r即即*dp1c r。由。由dcpr*和和 可求得可求得。 6.6.4 bode圖圖 電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）6.6 電化學(xué)極化和濃度極化同時存在的電化學(xué)極化和濃度極化同時存在的電極的電極的eiswfpwp

32、ww1jczrrzrrcfpzrfz6.6.5 randles圖圖 當(dāng)高頻區(qū)半圓發(fā)生畸變從而使按當(dāng)高頻區(qū)半圓發(fā)生畸變從而使按nyquist圖求變得不大可靠時，可圖求變得不大可靠時，可以嘗試這種獨特的作圖法。以嘗試這種獨特的作圖法。randles圖可以從另一側(cè)面確定圖可以從另一側(cè)面確定warburg阻抗的存在。阻抗的存在。電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）6.6 電化學(xué)極化和濃度極化同時存在的電化學(xué)極化和濃度極化同時存在的電極的電極的eis6.6.5 randles圖圖 阻抗擴散的直線可能偏離阻抗擴散的直線可能偏離45，原因：，原因：電極表面很粗糙，以致擴散電極表面很粗

33、糙，以致擴散過程部分相當(dāng)于球面擴散；過程部分相當(dāng)于球面擴散；除了電極電勢外，還有另外除了電極電勢外，還有另外一個狀態(tài)變量，這個變量在一個狀態(tài)變量，這個變量在測量的過程中引起感抗。測量的過程中引起感抗。電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）0204060801001200-20-40-60-80-100-120 zimag ohm cm2zreal ohm cm26813hz383.1hz681.3hz補充內(nèi)容補充內(nèi)容 作作nyquist圖的注意事項圖的注意事項0204060801001200-20-40 zimag ohm cm2zreal ohm cm2（1）（2）（3

34、）電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）eis譜圖實例譜圖實例鋅鋅鋁鋁涂涂層層在在海海水水浸浸泡泡過過程程中中的的eis 電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）eis譜圖實例譜圖實例電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）eis譜圖實例譜圖實例不恰當(dāng)?shù)膱D例不恰當(dāng)?shù)膱D例電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）6.7 阻抗譜中的半圓旋轉(zhuǎn)現(xiàn)象阻抗譜中的半圓旋轉(zhuǎn)現(xiàn)象 在實際電化學(xué)體系的阻抗測定中，人們常常觀察在實際電化學(xué)體系的阻抗測定中，人們常常觀察到阻抗圖上壓扁的半圓（到阻抗圖上壓扁的半圓（depressed sem

35、i-circle），即），即在在nyquist圖上的高頻半圓的圓心落在了圖上的高頻半圓的圓心落在了x軸的下方，軸的下方，因而變成了圓的一段弧。因而變成了圓的一段弧。 該現(xiàn)象又被稱為半圓旋轉(zhuǎn)。該現(xiàn)象又被稱為半圓旋轉(zhuǎn)。電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）6.7 阻抗譜中的半圓旋轉(zhuǎn)現(xiàn)象阻抗譜中的半圓旋轉(zhuǎn)現(xiàn)象 一般認為，出現(xiàn)這種半圓向下壓扁的現(xiàn)象，亦即通一般認為，出現(xiàn)這種半圓向下壓扁的現(xiàn)象，亦即通常說的阻抗半圓旋轉(zhuǎn)現(xiàn)象的原因與電極常說的阻抗半圓旋轉(zhuǎn)現(xiàn)象的原因與電極/電解液界面電解液界面性質(zhì)的不均勻性有關(guān)。性質(zhì)的不均勻性有關(guān)。固體電極的雙電層電容的頻響特性與固體電極的雙電層電容的

36、頻響特性與“純電容純電容”并并不一致，而有或大或小的偏離，這種現(xiàn)象，一般不一致，而有或大或小的偏離，這種現(xiàn)象，一般稱為稱為“彌散效應(yīng)彌散效應(yīng)”。雙電層中電場不均勻，這種不均勻可能是電極表雙電層中電場不均勻，這種不均勻可能是電極表面太粗糙引起的。面太粗糙引起的。界面電容的介質(zhì)損耗。界面電容的介質(zhì)損耗。電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）6.7 阻抗譜中的半圓旋轉(zhuǎn)現(xiàn)象阻抗譜中的半圓旋轉(zhuǎn)現(xiàn)象電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）6.7 阻抗譜中的半圓旋轉(zhuǎn)現(xiàn)象阻抗譜中的半圓旋轉(zhuǎn)現(xiàn)象雙電層電容雙電層電容cd、rp與一個與頻率與一個與頻率成反比的電阻并聯(lián)的等效

37、電路成反比的電阻并聯(lián)的等效電路dp22pppd2222ppdppd11()()()()()zj cbrbr rbb rcjrbbrcrbbrc實部實部 虛部虛部 pp22ppd()()()br rbzrbbrc22pd22ppd()()b r czrbbrc電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）6.7 阻抗譜中的半圓旋轉(zhuǎn)現(xiàn)象阻抗譜中的半圓旋轉(zhuǎn)現(xiàn)象2222pppdd11222rrrzzbcbcppd22rrbc，這是一個以這是一個以為圓心，為圓心，實部實部 虛部虛部 pp22ppd()()()br rbzrbbrc22pd22ppd()()b r czrbbrc22pp22

38、2rrzz2pd112rbc為半徑的圓。為半徑的圓。以以電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）6.7 阻抗譜中的半圓旋轉(zhuǎn)現(xiàn)象阻抗譜中的半圓旋轉(zhuǎn)現(xiàn)象prdcb利用阻抗復(fù)平面圖求利用阻抗復(fù)平面圖求和和 *d 0dz 22pd22ppd()()b r czrbbrc2uuvuvvv222222222pdpdp22222pd(*)0*(1)b r c bb r crbrb c22p2222p2p*(1 ctg)sin*sinrbrrb b根據(jù)圓心下移的傾斜角根據(jù)圓心下移的傾斜角和圓弧頂點的特征頻率可以求得和圓弧頂點的特征頻率可以求得 pdpd12tg2rbcrbc、電化學(xué)阻抗譜分

39、析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）6.7 阻抗譜中的半圓旋轉(zhuǎn)現(xiàn)象阻抗譜中的半圓旋轉(zhuǎn)現(xiàn)象常相位角元件（常相位角元件（constant phase element, cpe）具有）具有電容性質(zhì)，它的等效元件用電容性質(zhì)，它的等效元件用q表示，表示，q與頻率無關(guān)，因與頻率無關(guān)，因而稱為常相位角元件。而稱為常相位角元件。常相位角元件常相位角元件cpe1()nzjq通常通常n在在0.5和和1之間。對于理想電極（表面平滑、均之間。對于理想電極（表面平滑、均勻），勻），q等于雙層電容，等于雙層電容，n=1。n=1時，時，c111()zjqj cnn0011cossin22qnnzjyy電化學(xué)阻抗譜

40、分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）6.7 阻抗譜中的半圓旋轉(zhuǎn)現(xiàn)象阻抗譜中的半圓旋轉(zhuǎn)現(xiàn)象上面介紹的公式中的上面介紹的公式中的b與與n實質(zhì)上都是經(jīng)驗常數(shù)，缺實質(zhì)上都是經(jīng)驗常數(shù)，缺乏確切的物理意義，但可以把它們理解為在擬合真乏確切的物理意義，但可以把它們理解為在擬合真實體系的阻抗譜時對電容所做的修正。實體系的阻抗譜時對電容所做的修正。nn0011cossin22qnnzjyy電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）6.8.1 阻抗實驗注意點阻抗實驗注意點（1）參比電極的影響）參比電極的影響 6.8 阻抗實驗注意點和阻抗譜分析思路阻抗實驗注意點和阻抗譜分析思路1.實驗

41、準備實驗準備雙參比電極結(jié)構(gòu)示意圖雙參比電極結(jié)構(gòu)示意圖 電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）6.8.1 阻抗實驗注意點阻抗實驗注意點（2）要盡量減少測量連接線的長度，減小雜散電）要盡量減少測量連接線的長度，減小雜散電容、電感的影響。容、電感的影響。 6.8 阻抗實驗注意點和阻抗譜分析思路阻抗實驗注意點和阻抗譜分析思路1.實驗準備實驗準備互相靠近和平行放置的導(dǎo)線會產(chǎn)生電容?；ハ嗫拷推叫蟹胖玫膶?dǎo)線會產(chǎn)生電容。長的導(dǎo)線特別是當(dāng)它繞圈時就成為了電感元件。長的導(dǎo)線特別是當(dāng)它繞圈時就成為了電感元件。測定阻抗時要把儀器和導(dǎo)線屏蔽起來。測定阻抗時要把儀器和導(dǎo)線屏蔽起來。電化學(xué)阻抗譜分析

42、哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）6.8.1 阻抗實驗注意點阻抗實驗注意點6.8 阻抗實驗注意點和阻抗譜分析思路阻抗實驗注意點和阻抗譜分析思路2.頻率范圍要足夠?qū)掝l率范圍要足夠?qū)捯话闶褂玫念l率范圍是一般使用的頻率范圍是105-10-4hz。阻抗測量中特別重視低頻段的掃描。反應(yīng)中間產(chǎn)阻抗測量中特別重視低頻段的掃描。反應(yīng)中間產(chǎn)物的吸脫附和成膜過程，只有在低頻時才能在阻物的吸脫附和成膜過程，只有在低頻時才能在阻抗譜上表現(xiàn)出來?？棺V上表現(xiàn)出來。測量頻率很低時，實驗時間會很長，電極表面狀測量頻率很低時，實驗時間會很長，電極表面狀態(tài)的變化會很大，所以掃描頻率的低值還要結(jié)合態(tài)的變化會很大，所以掃描

43、頻率的低值還要結(jié)合實際情況而定。實際情況而定。電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）6.8.1 阻抗實驗注意點阻抗實驗注意點6.8 阻抗實驗注意點和阻抗譜分析思路阻抗實驗注意點和阻抗譜分析思路3.阻抗譜必須指定電極電勢阻抗譜必須指定電極電勢 電極所處的電勢不同，測得的阻抗譜必然不同。電極所處的電勢不同，測得的阻抗譜必然不同。阻抗譜與電勢必須一一對應(yīng)。阻抗譜與電勢必須一一對應(yīng)。為了研究不同極化條件下的電化學(xué)阻抗譜，可以為了研究不同極化條件下的電化學(xué)阻抗譜，可以先測定極化曲線，在電化學(xué)反應(yīng)控制區(qū)（先測定極化曲線，在電化學(xué)反應(yīng)控制區(qū)（tafel區(qū)）、混合控制區(qū)和擴散控制區(qū)各選取

44、若干確定區(qū)）、混合控制區(qū)和擴散控制區(qū)各選取若干確定的電勢值，然后在響應(yīng)電勢下測定阻抗。的電勢值，然后在響應(yīng)電勢下測定阻抗。電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）6.8.1 阻抗實驗注意點阻抗實驗注意點6.8 阻抗實驗注意點和阻抗譜分析思路阻抗實驗注意點和阻抗譜分析思路阻抗譜測試中的主要參數(shù)設(shè)置阻抗譜測試中的主要參數(shù)設(shè)置initial freq / high freqfinal freq / low freqpoints/decadecyclesdc voltage / initial eac voltage / amplitude電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾

45、濱工業(yè)大學(xué)（威海）6.8 阻抗實驗注意點和阻抗譜分析思路阻抗實驗注意點和阻抗譜分析思路6.8.2 阻抗譜的分析思路阻抗譜的分析思路 1.現(xiàn)象分析現(xiàn)象分析電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）6.8 阻抗實驗注意點和阻抗譜分析思路阻抗實驗注意點和阻抗譜分析思路2.圖解分析圖解分析 6.8.2 阻抗譜的分析思路阻抗譜的分析思路 電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）6.8 阻抗實驗注意點和阻抗譜分析思路阻抗實驗注意點和阻抗譜分析思路3.數(shù)值計算數(shù)值計算 6.8.2 阻抗譜的分析思路阻抗譜的分析思路 電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威

46、海）6.8 阻抗實驗注意點和阻抗譜分析思路阻抗實驗注意點和阻抗譜分析思路4.計算機模擬計算機模擬 6.8.2 阻抗譜的分析思路阻抗譜的分析思路 電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）6.8 阻抗實驗注意點和阻抗譜分析思路阻抗實驗注意點和阻抗譜分析思路電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）6.8 阻抗實驗注意點和阻抗譜分析思路阻抗實驗注意點和阻抗譜分析思路電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）6.8 阻抗實驗注意點和阻抗譜分析思路阻抗實驗注意點和阻抗譜分析思路電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）6.8 阻抗

47、實驗注意點和阻抗譜分析思路阻抗實驗注意點和阻抗譜分析思路電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）6.8 阻抗實驗注意點和阻抗譜分析思路阻抗實驗注意點和阻抗譜分析思路電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）6.8 阻抗實驗注意點和阻抗譜分析思路阻抗實驗注意點和阻抗譜分析思路電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）6.8 阻抗實驗注意點和阻抗譜分析思路阻抗實驗注意點和阻抗譜分析思路電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）6.8 阻抗實驗注意點和阻抗譜分析思路阻抗實驗注意點和阻抗譜分析思路電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（

48、威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）6.8 阻抗實驗注意點和阻抗譜分析思路阻抗實驗注意點和阻抗譜分析思路電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）6.8 阻抗實驗注意點和阻抗譜分析思路阻抗實驗注意點和阻抗譜分析思路電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）6.9 eis在電化學(xué)中的應(yīng)用在電化學(xué)中的應(yīng)用6.9.1 在金屬電沉積研究中的應(yīng)用在金屬電沉積研究中的應(yīng)用 -1.15v-1.10v鍍鋅鍍鋅 電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）鍍銅鍍銅 6.9.1 在金屬電沉積研究中的應(yīng)用在金屬電沉積研究中的應(yīng)用 a基礎(chǔ)鍍液基礎(chǔ)鍍液a；ba+60mg/l

49、cl；cb+300mg/lop-21；db+30mg/l peg （a）0.3mol/lcuso4+1.94h2so4（b）10mg/ltdy+60mg/lcl-+(a)6.9 eis在電化學(xué)中的應(yīng)用在電化學(xué)中的應(yīng)用電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）鍍銅鍍銅 6.9.1 在金屬電沉積研究中的應(yīng)用在金屬電沉積研究中的應(yīng)用 無無cl-時含不同量時含不同量aq的的nyquist圖圖 含含60ml/l cl-的的nyquist圖圖 6.9 eis在電化學(xué)中的應(yīng)用在電化學(xué)中的應(yīng)用電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）鍍鉻鍍鉻 6.9.1 在金屬電沉積研究中

50、的應(yīng)用在金屬電沉積研究中的應(yīng)用 鐵電極在含鐵電極在含2g/l 硫酸的鍍鉻溶液中硫酸的鍍鉻溶液中-0.9v時的時的nyquist圖圖 6.9 eis在電化學(xué)中的應(yīng)用在電化學(xué)中的應(yīng)用電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）在合金電鍍研究中的應(yīng)用在合金電鍍研究中的應(yīng)用 6.9.1 在金屬電沉積研究中的應(yīng)用在金屬電沉積研究中的應(yīng)用 zn-fe合金電鍍，合金電鍍，1.45v（1），），1.5v（2） 6.9 eis在電化學(xué)中的應(yīng)用在電化學(xué)中的應(yīng)用電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）051015202530-50510152025 co2+:ni2+=5:1 e

51、=-0.6 v-zim/cm2zreal/ cm2(b)05101520253035-10-50510152025 co2:ni2+=1:1e=-0.6 v-zim/cm2zreal/ cm2(c)020406080100120-20020406080100 pure ni solutione=-0.6 v-zim/cm2zreal/ cm2(e)a只含只含co2+；b、 c、 dco2+ ni2+=5 1；1 1；1 5；e只含只含ni2+6.9 eis在電化學(xué)中的應(yīng)用在電化學(xué)中的應(yīng)用6.9.1 在金屬電沉積研究中的應(yīng)用在金屬電沉積研究中的應(yīng)用 在合金電鍍研究中的應(yīng)用在合金電鍍研究中的應(yīng)用

52、電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）用于擬合的等效電路用于擬合的等效電路 6.9 eis在電化學(xué)中的應(yīng)用在電化學(xué)中的應(yīng)用6.9.1 在金屬電沉積研究中的應(yīng)用在金屬電沉積研究中的應(yīng)用 在合金電鍍研究中的應(yīng)用在合金電鍍研究中的應(yīng)用 電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）在復(fù)合鍍研究中的應(yīng)用在復(fù)合鍍研究中的應(yīng)用 6.9.1 在金屬電沉積研究中的應(yīng)用在金屬電沉積研究中的應(yīng)用 ni-sic納米復(fù)合鍍液的電化學(xué)阻抗圖納米復(fù)合鍍液的電化學(xué)阻抗圖（a）200rpm；（；（b）100rpm 6.9 eis在電化學(xué)中的應(yīng)用在電化學(xué)中的應(yīng)用電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)

53、（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）在化學(xué)鍍研究中的應(yīng)用在化學(xué)鍍研究中的應(yīng)用 6.9.1 在金屬電沉積研究中的應(yīng)用在金屬電沉積研究中的應(yīng)用 化學(xué)鍍鎳中次亞磷酸鈉陽極氧化行為化學(xué)鍍鎳中次亞磷酸鈉陽極氧化行為 基礎(chǔ)液基礎(chǔ)液+ 0.10 moll - 1 nah2po2 體系體系 基礎(chǔ)液基礎(chǔ)液+ 0.10 moll - 1 nah2po2 體系體系 + 0.10 moll1nah2po2體系體系 6.9 eis在電化學(xué)中的應(yīng)用在電化學(xué)中的應(yīng)用電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）6.9.2 在電化學(xué)反應(yīng)機理和參數(shù)測量中的應(yīng)用在電化學(xué)反應(yīng)機理和參數(shù)測量中的應(yīng)用 堿性溶液中析氫反應(yīng)的阻抗

54、復(fù)平面圖堿性溶液中析氫反應(yīng)的阻抗復(fù)平面圖ag電極，電極，2000rpm，過電勢：，過電勢：1130mv；2190mv；3250mv；4310mv ct1rtinf r0ct,0ct,012.3rtbinfrrctrcpelr6.9 eis在電化學(xué)中的應(yīng)用在電化學(xué)中的應(yīng)用電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）6.9.2 在電化學(xué)反應(yīng)機理和參數(shù)測量中的應(yīng)用在電化學(xué)反應(yīng)機理和參數(shù)測量中的應(yīng)用 6.9 eis在電化學(xué)中的應(yīng)用在電化學(xué)中的應(yīng)用電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）6.9.3 在腐蝕科學(xué)研究中的應(yīng)用在腐蝕科學(xué)研究中的應(yīng)用 在涂料防護性能研究方面的

55、應(yīng)用在涂料防護性能研究方面的應(yīng)用 干的富鋅涂干的富鋅涂層的層的eis 測定富鋅涂層測定富鋅涂層eis的裝置示意圖的裝置示意圖 6.9 eis在電化學(xué)中的應(yīng)用在電化學(xué)中的應(yīng)用電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）6.9.3 在腐蝕科學(xué)研究中的應(yīng)用在腐蝕科學(xué)研究中的應(yīng)用 在涂料防護性能研究方面的應(yīng)用在涂料防護性能研究方面的應(yīng)用 在人工海水中浸泡不同時間后富鋅涂層的在人工海水中浸泡不同時間后富鋅涂層的eis 6.9 eis在電化學(xué)中的應(yīng)用在電化學(xué)中的應(yīng)用電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）6.9.3 在腐蝕科學(xué)研究中的應(yīng)用在腐蝕科學(xué)研究中的應(yīng)用 有機涂層

56、下的金屬電極的阻抗譜有機涂層下的金屬電極的阻抗譜浸泡初期涂層體系的浸泡初期涂層體系的eis 6.9 eis在電化學(xué)中的應(yīng)用在電化學(xué)中的應(yīng)用rl：溶液電阻：溶液電阻 rc：涂層電阻：涂層電阻 cc：涂層電容：涂層電容cc不斷增大不斷增大rc逐漸減小逐漸減小 浸泡初期涂層體系相當(dāng)于一個浸泡初期涂層體系相當(dāng)于一個“純電容純電容”，求解涂層電阻會，求解涂層電阻會有較大的誤差，而涂層電容可有較大的誤差，而涂層電容可以較準確地估算以較準確地估算電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）6.9.3 在腐蝕科學(xué)研究中的應(yīng)用在腐蝕科學(xué)研究中的應(yīng)用 有機涂層下的金屬電極的阻抗譜有機涂層下的金屬電

57、極的阻抗譜浸泡中期涂層體系的浸泡中期涂層體系的eis 6.9 eis在電化學(xué)中的應(yīng)用在電化學(xué)中的應(yīng)用rpo：通過涂層微孔途徑的：通過涂層微孔途徑的電阻值電阻值 電解質(zhì)是均勻地滲入涂層電解質(zhì)是均勻地滲入涂層體系且界面的腐蝕電池是體系且界面的腐蝕電池是均勻分布的均勻分布的電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）6.9.3 在腐蝕科學(xué)研究中的應(yīng)用在腐蝕科學(xué)研究中的應(yīng)用 有機涂層下的金屬電極的阻抗譜有機涂層下的金屬電極的阻抗譜浸泡中期涂層體系的浸泡中期涂層體系的eis 6.9 eis在電化學(xué)中的應(yīng)用在電化學(xué)中的應(yīng)用涂層中含有顏料、填涂層中含有顏料、填料等添加物，有的有料等添加物，有的有機涂層中還專門添加機涂層中還專門添加阻擋溶液滲入的片狀阻擋溶液滲入的片狀物。物。電解質(zhì)的滲入較困難，參與界面腐蝕反應(yīng)的反應(yīng)粒子的電解質(zhì)的滲入較困難，參與界面腐蝕反應(yīng)的反應(yīng)粒子的傳質(zhì)過程就可能是個慢步驟。傳質(zhì)過程就可能是個慢步驟。eis中往往會出現(xiàn)擴散過中往往會出現(xiàn)擴散過程引起的阻抗。程引起的阻抗。電化學(xué)阻抗譜分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）6.9.3 在腐蝕科學(xué)研究中的應(yīng)用在腐蝕科學(xué)研究中的應(yīng)用 有機涂層下的金屬電極的阻抗譜有機涂層下的金屬電極的阻抗譜浸泡后期涂層體系的浸泡后期涂層體系的eis 6.9