陽極極化曲線的測定與分析

1、陽極極化曲線的測定與分析了解自腐蝕電位、致鈍電位和維鈍電位、過鈍解自腐蝕電位、致鈍電位和維 鈍電位、過鈍 化電位以及致鈍電流密度和維鈍電流密度等概化電位以及致鈍電流密度和維鈍電流密度等概 念；念；2. 2.掌握恒電位法測定陽極極化曲線 的原理和方 掌握恒電位法測定陽極極化曲線的原理和方 法；法；3. 3.通過 陽極極化曲線的測定，判定實(shí)施陽極保護(hù)通過陽極極化曲線的測定，判定實(shí)施陽極保護(hù) 的可能性，初步選取陽極保護(hù)的技術(shù)參數(shù)；的可能性，初步選取陽極保護(hù)的技術(shù)參數(shù)；4. 4. 掌握 掌握IM6ex IM6ex電化學(xué)工作站的使用方法。電化學(xué)工作站的使用方法。將一種金屆 將一種金屆（電極 電極）浸在電

2、解液中，在金屆與溶液之間就 會(huì) 浸在電解液中，在金屆與溶液之間就會(huì) 形成電位，這種電位稱為該金屆在該 溶液中的電極電位。形成電位，這種電位稱為該金屆在該溶液中的電極電位。當(dāng)有外加電流通過此電極時(shí)，其電極電位會(huì)發(fā)生變化，這當(dāng)有外加電流通過此電極時(shí)，其電極電位會(huì)發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為電極的極化。如果電極為陽極，則電極電位將 種現(xiàn)象稱為電極的極化。如果電極為陽極，則電極電位將 向 正方向偏移，稱為陽極極化；對(duì)于陰極，電極電位將向向正方向偏移，稱為陽極極化；對(duì)于陰極，電極電位將向 負(fù)方向偏移，稱為陰極極化。負(fù)方向偏移，稱為陰極極化。電極電位隨電流密度變化的 電極電位隨電流 密度變化的 關(guān)系曲線稱為極化

3、曲線 關(guān)系曲線稱為極化曲線。為了判定金屆在電 解質(zhì)溶液中采。為了判定金屆在電解質(zhì)溶液中采 取陽極保護(hù)的可能性，選擇陽 極保護(hù)的 取陽極保護(hù)的可能性，選擇陽極保護(hù)的 33個(gè)主要技術(shù)參 個(gè)主要技術(shù) 參 數(shù)數(shù)致鈍電流密度 致鈍電流密度、維鈍電流密度 維鈍電流密度和和鈍 化區(qū)的電位范圍 鈍化區(qū)的電位范圍，需要測定陽極極化曲線。需要測定陽極極化曲線。陽極極化曲線可以用 陽極極化曲線可以用恒電位法恒電位法和和恒電流法怛電流法測定。測定。圖圖11是一是一條較典型的陽極極化曲線。曲線 條較典型的陽極 極化曲線。曲線ABCDEABCD匿叵電位法（即維是恒電位法（即維持電位恒定， 測定相對(duì)應(yīng)的電流值）測得的陽極極

4、化曲線。持電位恒定，測定相對(duì)應(yīng)的電流值）測得的陽極極化曲線。當(dāng)電位從 當(dāng)電位從AA逐漸正向移動(dòng)到 逐漸正向移動(dòng)到BB點(diǎn)時(shí)，電流也隨 之增加到 點(diǎn)時(shí)，電流也隨之增加到BB點(diǎn)，點(diǎn)，當(dāng)電位過 當(dāng)電位過BB點(diǎn)以后， 電流反面急劇減小，這是因?yàn)樵诮饘?點(diǎn)以后，電流反面急劇減小，這是因?yàn)樵?金屆 表面上生成了一層高電阻耐腐蝕的鈍化膜， 鈍化開始 表面上生成了一層高 電阻耐腐蝕的鈍化膜，鈍化開始 發(fā)生。人為控制電位的增高，電流逐漸衰減到 發(fā) 生。人為控制電位的增高，電流逐漸衰減到 CC。在在CC點(diǎn)之后，電位若繼續(xù)增高，由于金屆完全進(jìn)入 點(diǎn)之后，電位若繼續(xù) 增高，由于金屆完全進(jìn)入 圖1可鈍化金屆的陽極極化曲線

5、 鈍態(tài)，電流維持在 一個(gè)基本不變的很小的值鈍態(tài)，電流維持在一個(gè)基本不變的很小的值 維鈍電流維鈍電流ii pp。當(dāng)電位增高到。當(dāng)電位增高到DD點(diǎn)以后，金屆進(jìn) 入了點(diǎn)以后，金屆進(jìn)入了 過鈍化狀態(tài)，電流乂重新增大。從 過鈍化狀態(tài)，電 流乂重新增大。從AA點(diǎn)到點(diǎn)到BB點(diǎn)的范 點(diǎn)的范圍叫活化區(qū)，從 圍叫活化區(qū)，從BB點(diǎn)到點(diǎn)到CC點(diǎn)叫活化一鈍化過渡區(qū)， 點(diǎn)叫活化一鈍化過渡區(qū)，從從CC點(diǎn)到點(diǎn)到DD點(diǎn)叫鈍化穩(wěn)定區(qū)，過 點(diǎn)叫鈍化穩(wěn)定區(qū)，過DD點(diǎn)以后叫過鈍化 點(diǎn) 以后叫過鈍化 區(qū)。對(duì)應(yīng)于 區(qū)。對(duì)應(yīng)于BB點(diǎn)的電流密度叫致鈍電流密度 點(diǎn)的電 流密度叫致鈍電流密度iipppp ，對(duì)，對(duì)應(yīng)于應(yīng)于CC點(diǎn)或點(diǎn)或DD點(diǎn)的電流

6、密度叫維鈍電流密度 點(diǎn)的電流密度叫維鈍電流密度ii pp 。若把金屆作為陽極，通過致鈍電流使之鈍化，再若把金屆作為陽極，通過致鈍電流使之鈍化，再 用維鈍電流去保護(hù)其表面的鈍化膜， 可使金屆的 用維鈍 電流去保護(hù)其表面的鈍化膜，可使金屆的腐蝕速度大大降低，這是陽極保護(hù)原理。腐蝕速度大大降低，這是陽極保護(hù)原理。用恒電流法測不出上述曲線的用恒電流法測不出上述曲線的BCDBBCD跋。 在段。在 金屆受到陽極極化時(shí)，其表面發(fā)生了復(fù)雜金屆受到陽極極化時(shí)，其表面發(fā)生了復(fù)雜 的變化，電極電位成為電流密度的多值函的變化，電極電位成為電流密度的多值函 數(shù)，因此當(dāng)電流增加到 數(shù)，因此當(dāng)電流增加到BB點(diǎn)時(shí)， 電位即由

7、 點(diǎn)時(shí)，電位即由BB點(diǎn)躍增到 點(diǎn)躍增到EE點(diǎn)，金屆進(jìn)入了過鈍化狀 態(tài)，反點(diǎn)，金屆進(jìn)入了過鈍化狀態(tài)，反 映不出金屆進(jìn)入鈍化區(qū)的情況。由此可 見,映不出金屆進(jìn)入鈍化區(qū)的情況。 由此可見，只有用恒電位法才能測量出完 整的陽極極 只有用恒電位法才能測量出完整的陽極極化曲線?；€。本實(shí)驗(yàn)采用本實(shí)驗(yàn)采用IM6ex IM6ex電化學(xué)工作站測定碳鋼試電化學(xué)工作 站測定碳鋼試 樣在氨水的陽極極化曲線。樣在氨水的陽極極化曲線。IM6ex IM6ex電化學(xué)工作站， 電化學(xué)工作站， 飽和甘汞電極，鉗電極， 飽 和甘汞電極，鉗電極， 氨水（氨水（20 20%）, %）,鹽橋 鹽橋+金毛細(xì) 管，魯金毛細(xì)管， 試件固定夾

8、具， 試件固定夾具， 電解池，電解池，金相 試樣磨光機(jī)，砂紙， 金相試樣磨光機(jī)，砂紙， 碳鋼試件（如 碳鋼試件（如4 8 4 8X X 20 20 ）。）。11.將加工到一定粗糙度的試件依次用.將加工到一定粗糙度的試件依次用400 400、600 600及及800 800號(hào)水磨砂紙打磨，把試件安裝在夾具上號(hào)水磨砂紙打磨，把試件安裝在夾具上分別用丙酮和乙醇脫除表面的油脂，用電吹 分別用丙酮和乙醇脫除表面的油脂，用電吹風(fēng)吹十待用。風(fēng)吹十待用。22.按.按圖圖22接好測試線路，檢查各接頭是否正確， 接好測試線路， 檢查各接頭是否正確，鹽橋是否導(dǎo)通。鹽橋是否導(dǎo)通。33.測量碳鋼在氨水中的自腐蝕電位（相

9、對(duì)于飽.測量碳鋼在氨水中的自腐蝕電位（相對(duì)于飽 和甘汞電極約為 和甘汞電極約為-0.8V）0.8V）。若電位偏正，可先用。若電位偏正，可先用 很小的陰極電流 很小 的陰極電流（50 A/mmq50 A/mmW右）活化 左右）活化112min 2min, 再測定之。,再測定之。44.采用.采用IM6ex IM6ex電化學(xué)工作站 電化學(xué)工作站進(jìn)行陽極極化 進(jìn) 行陽極極化 曲線測定；曲線測定；55 .數(shù)據(jù)處理，寫好實(shí)驗(yàn)報(bào)告。數(shù)據(jù)處理，寫好實(shí)驗(yàn)報(bào)告。IM6ex IM6ex電化學(xué)工作站的使用方法見后。電化學(xué)工作站的使用方法見后。1. 1.附上測試曲線 附上測試曲線22 .分析陽極極化曲線各線段和各拐點(diǎn)

10、的意義。.分析陽極極化曲線各線段和各拐點(diǎn)的意義。33.初步確定碳鋼在氨水中進(jìn)行陽極保護(hù)的.初步確定碳鋼在氨水中進(jìn)行陽極保護(hù)的33個(gè)基個(gè)基本參數(shù)。本參數(shù)。44.將實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄在.將實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄在表表11中。中。圖2實(shí)驗(yàn)裝置示意圖 輔助電極 參比電極 研究電極 接線說明：紅線夾頭 接輔助電極 蘭線夾頭接參比電極 黃黑雙線接研究電極 表1實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表 mV /致鈍電流 維鈍電流 維鈍電流 維鈍電位范圍 維鈍電位范圍A I電化學(xué)工作站使用方法電化學(xué)工作站使用方法 接通電源，打開電源開關(guān)，開機(jī)進(jìn)入接通電源，打開電源開關(guān)，開機(jī)進(jìn)入Thales Thales界面；界面；單擊單擊E/I E/I圖標(biāo)，然后選擇

11、電極連接方 式；圖標(biāo)，然后選擇電極連接方式；電極開路電位測量：相對(duì)飽和甘汞電極約為一電極開路電位測量：相對(duì)飽和甘汞電極約為0.8v 0.8v ,若偏正，需先用，若偏正，需先用 50uA/mm2（2mA 50uA/mm2（2mA右）的左右）的陰極電 流活化 陰極電流活化112min 2min，再測之；，再測之； 設(shè)定參數(shù)：掃 描電位范圍，掃描速率，電流量程 設(shè)定參數(shù)：掃描電位范圍，掃描速率，電流 量程等；等；單擊開始即可 單擊開始即可 保存數(shù)據(jù)，輸出曲線圖。保存數(shù)據(jù)，輸出曲線圖。注意事項(xiàng) 注意事項(xiàng)1. 1.電化學(xué)測量系統(tǒng)在使用過程中必須嚴(yán)格按照操作規(guī)電化學(xué)測量系統(tǒng)在使用過程中必須嚴(yán)格按照操作規(guī)程

12、進(jìn)行，電解池三支電極都必須良好接通，如果要更換或處理電程進(jìn)行，電解池三支電極都必須良好接通，如果要更換或處理電 極必須停止外加電位。極必須停止外加電位。2. 2.采用三電極電解池，其中一支設(shè)計(jì)成魯金毛細(xì)管，這是參比電極采用三電極電解池，其中一支設(shè)計(jì)成魯金毛細(xì)管，這是參比電極的專用插口，工作電極必須盡可能靠近魯金毛細(xì)管以減小溶液歐的專用插口，工作電極必須盡可能靠近魯金毛細(xì)管以減小溶液歐 姆降對(duì)測量的影響。姆降對(duì)測量的影響。3. 3.在電化學(xué)測量中，對(duì)電極（尤其是固體電極）的要求其嚴(yán)，必須 在電化學(xué)測量中，對(duì)電極（尤其是固體電極）的要求其嚴(yán)，必須 按要求進(jìn)行預(yù)處 理，否則很難得到重現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果；嚴(yán)重時(shí)，其按要求進(jìn)行預(yù)處理，否則很難得到重現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果；嚴(yán)重時(shí)，甚 至?xí)崆鷮?shí)驗(yàn)結(jié)果。至?xí)崆鷮?shí)驗(yàn)結(jié)果。4. 4.在使用電化學(xué)工作站時(shí)，電流檔應(yīng)從高到低選擇，否則實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在使用電化學(xué)工作站時(shí)，電流檔應(yīng)從高到低選擇，否則實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)會(huì)溢出。會(huì)溢出。思考題 思考題1. 1. 什么叫恒電位法？什么叫恒電流法？測定可鈍 什么 叫恒電位法？什么叫恒電流法？測定可鈍化金屆的陽極極化曲線時(shí)必須采用那種方