電化學交流阻抗譜課件

電化學交流阻抗譜1.電化學交流阻抗譜簡介1.1交流阻抗譜方法是一種以小振幅的正弦波電位為擾動信號的電測量方法。

優(yōu)點：體系干擾小提供多角度的界面狀態(tài)與過程的信息，便于分析腐蝕緩蝕作用機理數(shù)據(jù)分析過程相對簡單，結果可靠缺點：復雜的阻抗譜的解釋1.2物理參數(shù)和等效電路元件1.2.1物理參數(shù)溶液電阻（Rs）雙電層電容（Cdl）極化阻抗（Rp）電荷轉移電阻（Rct）擴散電阻（Zw）界面電容（C）和常相角元件（CPE）電感（L）對電極和工作電極之間電解質之間阻抗工作電極與電解質之間電容當電位遠離開路電位時時，導致電極表面電流產生，電流受到反應動力學和反應物擴散的控制。電化學反應動力學控制反應物從溶液本體擴散到電極反應界面的阻抗通常每一個界面之間都會存在一個電容。注意事項：1.Rp近似Rct+Zw，但不是完全的相等2.極化阻抗通過計劃曲線也可以得到（腐蝕電位出切線的斜率）1.2.2.等效電路元件R阻抗C電容L電感W無限擴散阻抗O有限擴散阻抗Q常相角元件阻抗導納1.3等效電路（A）一個時間常數(shù)Nyquist圖相位圖大致表征幾個時間常數(shù)判斷電容。阻抗等結構元件RsCdlRct或Rp（B）兩個時間常數(shù)兩個時間常數(shù)界面電容界面阻抗雙電層電容電荷轉移阻抗常見的兩個時間常數(shù)的電路圖（C）三個時間常數(shù)CPESGRSGCPEOXROXCPEDL1.4.在腐蝕與防護中的應用（1）兩個時間常數(shù)的模型金屬本體腐蝕產物層金屬腐蝕機制研究研究不同鍍層的鋼材的腐蝕情況金屬本體防護層緩蝕劑緩蝕機制的研究Adv.Mater.2006,18,1672-1678Chem.Mater.2007,19,402-411Adv.Funct.Mater.2008,18,3137-3147（2）三個時間常數(shù)的模型(a)自修復膜腐蝕機制的研究保護膜鈍化膜金屬本體保護膜鈍化膜金屬腐蝕區(qū)保護膜層的阻抗變化鈍化膜層阻抗變化(b)微生物腐蝕機制的研究CorrosionScience49(2007)2159-2176下一步計劃：

抗生素類的緩蝕劑SiO2MnO2TiO2ZrO2層狀插層核殼結構多孔結構無機納微材料有機聚電解質聚陰離子聚陽離子智能感應聚合物pH敏感光敏感熱敏感電化學敏感特殊離子敏感多環(huán)環(huán)中摻雜N或者S緩蝕劑有機聚合電解質無機納微材料

動電位極化曲線陽極反應曲線陰極反應曲線釋氧區(qū)過鈍化區(qū)鈍化區(qū)過渡態(tài)區(qū)活性區(qū)（M→Mn++ne-）氧還原區(qū)（O2ne-→O2n-）氧擴散區(qū)釋氫區(qū)Tafel區(qū)線性極化區(qū)過渡區(qū)Tafel區(qū)線性極化區(qū)極化曲線獲取信息腐蝕電位(Ecorr)，腐蝕電流（icorr）獲得Tafel參數(shù)（陰極極化斜率ba，陽極極化斜率bk）研究防腐蝕機理，可以知道是陽極機制劑、陰極抑制劑或者是混合型抑制劑。通過腐蝕電流可以計算腐蝕抑制效率（IE%=1-i1.corr/i2.corr）極化曲線在腐蝕與防護中應用鋁合金在含有氯離子的乙二醇-硼酸溶液中的腐蝕行為研究氨基苯唑在3.5%NaCl中銅鎳合金的防腐蝕的研究緩蝕劑的存在改變了陽極鈍化過程，使銅鎳合金更加容易鈍化，增加抗腐蝕的性能。超疏水層狀雙羥基對于鋁合金防腐蝕研究鋁陽極氧化鋁/鋁基底層狀雙羥基/鋁基底圓桂酸-陽極氧化鋁/鋁基底圓桂酸-層狀雙羥基/鋁基底線性極化簡介活化控制的腐蝕體系

實驗或者文獻中得到tafei斜率，或者失重法校正得到B值在一定時間間隔在線性極化區(qū)測定Rp上述方程基于兩點假設：腐蝕體系陰陽極都受活化極化控制，濃度極化及電阻極化可以不計。腐蝕電位與陰陽極的平衡電位相差很遠。線性極化法優(yōu)點1.快速測定金屬腐蝕體系瞬間腐蝕速度2.對腐蝕體系的影響和干擾很少，重現(xiàn)性好3.進行連續(xù)檢測和現(xiàn)場監(jiān)控，并且可以用于篩選金屬材料和緩蝕劑以及評價金屬鍍層的耐腐蝕性能缺點1.另行測定或者從文獻中選取的塔菲爾常數(shù)不能夠反映腐蝕速度隨時間的變化情況2.線性極化區(qū)時近似的，準確度不是很高3.不適用于電