極化曲線測試實驗

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上極化曲線的測試與分析一 實驗?zāi)康模赫莆諟y定金屬極化曲線的方法；二 實驗裝置及實驗材料1 電化學(xué)測量系統(tǒng)（PS-268A型） 1臺2 計算機 1臺3 三電極系統(tǒng)（研究電極：試樣；參比電極：甘汞；輔助電極；鉑）1套4. 低碳鋼電化學(xué)試樣 1個5. 碳鋼掛片試樣 4個6. 過飽和KCl、蒸餾水、丙酮、脫脂棉、砂紙等 若干7. 量尺、分析天平、量杯、燒杯、毛刷等。三實驗原理1、電化學(xué)腐蝕原理金屬腐蝕按腐蝕機理可分為化學(xué)腐蝕，電化學(xué)腐蝕兩類。電化學(xué)腐蝕是指金屬表面與電解質(zhì)溶液發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)而引起的破壞。其特點是反應(yīng)過程中金屬構(gòu)成電極，整個系統(tǒng)有陽極失去電子和陰極獲得電子及電子流

2、動的產(chǎn)生。電化學(xué)腐蝕服從電化學(xué)動力學(xué)的基本規(guī)律。當(dāng)金屬浸入電解質(zhì)溶液時，由于水分子極性的靜電作用，或由于金屬電子的吸附作用。在兩相界面的兩側(cè)將形成由電子層與正離子層組成的雙電層。由于雙電層的存在而產(chǎn)生的電位差稱為金屬溶液體系的電極電位。不同的金屬在不同的溶液體系中有不同的電極電位。至今還沒有可靠的方法可以測定金屬電極電位的絕對值，但可以求其相對值。通常是指定某一電位穩(wěn)定的電極為基準電極也叫參比電極或參考電極，人為規(guī)定其電位值；再把它與被研究電極組成原電池；測定出原電池的電動勢，則被研究電極的電極電位就被測出。通常采用的參比電極是標準氫電極，但在實際工作中常常采用更方便、更結(jié)實的參比電極，如甘汞

3、電極，銀氯化銀電極等。實際上，金屬大多是含有雜質(zhì)的或者以合金的形態(tài)存在。因此，金屬浸入電解質(zhì)溶液后，其界面不是存在單一電極而是存在著幾個電極，測得的電位也專心-專注-專業(yè)是其混合值，金屬與電解質(zhì)溶液接觸一定時間后，達到的穩(wěn)定電位值稱為該金屬在該電解質(zhì)溶液中的腐蝕電位或自然腐蝕電位，又叫開路電位或混合電位。腐蝕電位決定于金屬材料的成分，金相組織結(jié)構(gòu)，表面狀態(tài)以及電解質(zhì)溶液的成分，濃度，溫度和PH值等。腐蝕電位的大小與金屬腐蝕速度之間沒有簡單的對應(yīng)關(guān)系，但其可以大致指出金屬的耐腐蝕性。腐蝕電位越負，金屬被介質(zhì)腐蝕的趨勢越大；反之，腐蝕電位越正，金屬在該介質(zhì)中越穩(wěn)定，受腐蝕傾向越小，特別是腐蝕電位隨

4、時間變化的Ek-t曲線常常能說明金屬表面保護膜的形成過程和穩(wěn)定性，以及腐蝕速度是否恒定，是否出現(xiàn)局部腐蝕等等。所以測定腐蝕電位及Ekt曲線對于研究腐蝕機理和控制過程有很大意義。金屬腐蝕電位越負，腐蝕傾向越大，但腐蝕的可能性大，并不等于腐蝕速度大，因為腐蝕速度的大小除與金屬腐蝕電位有關(guān)外，還與金屬極化現(xiàn)象有關(guān)。極化作用實際上是環(huán)境因素對腐蝕電池反應(yīng)的阻礙作用，原電池的極化是指原電池兩極接通后，由于兩極間有電流通過，而同時引起陽極電位向負電位方向移動（陽極極化），與陰極電位向正電位方向移動（陰極極化），兩極電位差減小，原電池電流強度減小，腐蝕速度也隨之減緩的現(xiàn)象。外加電流可加劇原電池的極化，給一金

5、屬電極通以陽極電流，則金屬電極圖1 I-E曲線 圖2 logI-E曲線的電流強度I與其相對應(yīng)的電極電位E之間的變化關(guān)系曲線E-I曲線，或表示為E-logI曲線叫極化曲線，如圖1、圖2所示。根據(jù)極化時金屬電極電位與電流強度的關(guān)系，可以把極化曲線分為三個區(qū)域：微極化區(qū)、弱極化區(qū)、強極化區(qū)。在微極化區(qū)，施加的是微量級極化電流，E很小時（約10mv），E-I極化曲線呈線性關(guān)系，故此區(qū)又稱線性極化區(qū)，直線的斜率稱為極化電阻RP 式中ba、bc 陽極和陰極過程的Tafel常數(shù)。此式為線性極化方程式，也稱Stern-geazyf方程式，它表明金屬的腐蝕速度與其極化阻力成反比，通過比較可以定性地判斷腐蝕體系地

6、耐腐蝕性能。越大，耐腐蝕性越強，腐蝕速度越慢。強極化區(qū)也稱塔菲爾（Tafel）區(qū)，此強極化區(qū)外加極化電勢E較大（E）EKLogI呈直線關(guān)系，可用強極化曲線相交法測定腐蝕速度和Tafel常數(shù), 如圖3所示。 圖3 極化曲線圖強極化區(qū)陰、陽極極化曲線的直線斜率即ba，bc，兩直線延長線相交點坐標為（EK，logIK）。通過比較IK值大小，可定性判斷腐蝕體系的大小，IK越大，則該體系腐蝕速度越高耐腐蝕性越差，強極化測試法是一種經(jīng)典的腐蝕速度測試法，較為簡單。但因其測試時間長，對被測試金屬表面狀態(tài)影響大，測試精度較差。微極化區(qū)由于E小，相應(yīng)的I也小，因此測試條件苛刻，對測試儀器的要求高。強極化區(qū)外加E

7、較大，會破壞電極表面狀態(tài)，故極化值介于兩者之間的弱極化區(qū)的測試技術(shù)發(fā)展很快。其測試結(jié)果未對金屬腐蝕動力學(xué)方程式做任何近似處理，極化電位范圍也較為適中。因此理論上說該區(qū)測試所得的腐蝕速度它接近于實際腐蝕情況。測出外加電流的金屬腐蝕極化曲線，再對其進行分析、比較，將有助于了解金屬腐蝕規(guī)律和機理，計算腐蝕速度，了解金屬表面有無鈍化現(xiàn)象，以及探討腐蝕控制的途徑等。因此，極化曲線是研究金屬腐蝕與防護的重要工具。四、實驗方法及步驟1準備工作 （1） 用400#砂紙對試樣表面進行打磨除銹；（2） 用量尺測量試片尺寸并記錄之；（3） 取適量自來水裝入腐蝕池（4） 按圖4所示放置參比電極、試樣研究電極，輔助電極，并將各電極與電化學(xué)測量系統(tǒng)的對應(yīng)電極輸入線連接。（5） 連接：白/黑雙線接研究電極，紅線鉑電極，藍線接參比電極，如圖4所示。圖4 三電極