Tafel曲線定義

1、Tafel曲線是表示電極電位與極化電流或極化電流密度之間的關(guān)系曲線電極分別是陽極或陰極，所得曲線分別稱之為陽極極化曲線 (anodicpolarization curve)或陰極極化曲線 (cathodic polarization curve) 。Tafel方程是人類經(jīng)驗的總結(jié)，只適用于不存在物質(zhì)傳遞對電流影響即極化 超電勢較大的情況。根據(jù)直線的截距可求出交換電流密度。當電極反應處于平衡時，其陰極反應和陽極反應的速度相等，此時 "稱為 交換電流的密度，可見，交換電流密度本身是在平衡電位下電極上出現(xiàn)的電荷交 換速度的定量的度量值。它既可以表示氧化反應絕對速度，又可以表示還原反應的絕對

2、速度，沒有正向與反向的速度之分。交換電流密度定量地描述了電極反應 的可逆程度，即表示電極反應的難易程度。1.基本概念極化曲線分為四個區(qū)，活性溶解區(qū)、過渡鈍化區(qū)、穩(wěn)定鈍化區(qū)、過鈍化區(qū)。 極化曲線可用實驗方法測得。分析研究極化曲線，是解釋金屬腐蝕的基本規(guī)律、 揭示金屬腐蝕機理和探討控制腐蝕途徑的基本方法之一。極化曲線以電極電位為縱坐標，以電極上通過的電流為橫坐標獲得的曲線稱 為極化曲線。它表征腐蝕原電池反應的推動力電 位與反應速度電流之間的函數(shù) 關(guān)系。直接從實驗測得的是實驗極化曲線。而構(gòu)成腐蝕過程的局部陽極或者局部 陰極上單獨電極反應之電位與電流關(guān)系稱為真實極化曲 線，即理想極化曲線。極化現(xiàn)象與極

3、化曲線為了探索電極過程機理及影響電極過程的各種因素，必須對電極過程進行研究，其中極化曲線的測定是重要方法之一。我們知道在研究可逆電池的電動勢和 電池反應時，電極上幾乎沒有電流通過，每個電極反應都是在接近于平衡狀態(tài)下 進行的，因此電極反應是可逆的。但當有電流明顯地通過電池時， 電極的平衡狀 態(tài)被破壞，電極電勢偏離平衡值，電極反應處于不可逆狀態(tài)，而且隨著電極上電 流密度的增加，電極反應的不可逆程度也隨之增大。 由于電流通過電極而導致電 極電勢偏離平衡值的現(xiàn)象稱為電極的極化， 描述電流密度與電極電勢之間關(guān)系的 曲線稱作極化曲線1金屬的陽極過程是指金屬作為陽極時在一定的外電勢下發(fā)生的陽極溶解過 程，如

4、下式所示：MR Mn+ + ne藝圖1典型陽極極化曲線此過程只有在電極電勢正于其熱力學電勢時才能發(fā)生。陽極的溶解速度隨電位變正而逐漸增大，這是正常的陽極溶出，但當陽極電勢正到某一數(shù)值時， 其溶 解速度達到最大值，此后陽極溶解速度隨電勢變正反而大幅度降低，這種現(xiàn)象稱為金屬的鈍化現(xiàn)象。圖1中曲線表明，從A點開始，隨著電位向正方向移動，電 流密度也隨之增加，電勢超過B點后，電流密度隨電勢增加迅速減至最小， 這是 因為在金屬表面生產(chǎn)了一層電阻高，耐腐蝕的鈍化膜。B點對應的電勢稱為臨界鈍化電勢，對應的電流稱為臨界鈍化電流。 電勢到達C點以后，隨著電勢的繼續(xù) 增加，電流卻保持在一個基本不變的很小的數(shù)值上，

5、 該電流稱為維鈍電流，直到 電勢升到D點，電流才有隨著電勢的上升而增大，表示陽極又發(fā)生了氧化過程， 可能是高價金屬離子產(chǎn)生也可能是水分子放電析出氧氣，DE段稱為過鈍化區(qū)。3極化曲線的測定編輯恒電位法恒電位法就是將研究電極電勢依次恒定在不同的數(shù)值上， 然后測量對應于各 電位下的電流。極化曲線的測量應盡可能接近體系穩(wěn)態(tài)。穩(wěn)態(tài)體系指被研究體系 的極化電流、電極電勢、電極表面狀態(tài)等基本上不隨時間而改變。 在實際測量中， 常用的控制電位測量方法有以下兩種：靜態(tài)法：將電極電勢恒定在某一數(shù)值，測定相應的穩(wěn)定電流值，如此逐點地 測量一系列各個電極電勢下的穩(wěn)定電流值，以獲得完整的極化曲線。對某些體系， 達到穩(wěn)態(tài)

6、可能需要很長時間，為節(jié)省時間，提高測量重現(xiàn)性，往往人們自行規(guī)定 每次電勢恒定的時間。動態(tài)法：控制電極電勢以較慢的速度連續(xù)地改變（掃描），并測量對應電位下 的瞬時電流值，以瞬時電流與對應的電極電勢作圖，獲得整個的極化曲線。一般來說，電極表面建立穩(wěn)態(tài)的速度愈慢， 則電位掃描速度也應愈慢。因此對不同 的電極體系，掃描速度也不相同。為測得穩(wěn)態(tài)極化曲線，人們通常依次減小掃描 速 度測定若干條極化曲線，當測至極化曲線不再明顯變化時，可確定此掃描速 度下測得的極化曲線即為穩(wěn)態(tài)極化曲線。同樣，為節(jié)省時間，對于那些只是為了 比較不同 因素對電極過程影響的極化曲線，則選取適當?shù)膾呙杷俣壤L制準穩(wěn)態(tài) 極化曲線就可以了。上述兩種方法都已經(jīng)獲得了廣泛應用，尤其是動態(tài)法，由于可以自動測繪， 掃描速度可控制一定，因而測量結(jié)果重現(xiàn)性好，特別適用于對比實驗。恒電流法恒電流法就是控制研究電極上的電流密度依次恒定在不同的數(shù)值下，同時測定相應的穩(wěn)定電極電勢值。采用恒電流法測定極化曲線時，由于種種原因，給定