(高清版)GBT 40299-2021 金屬和合金的腐蝕 腐蝕試驗(yàn)電化學(xué)測(cè)量方法適用慣例

金屬和合金的腐蝕腐蝕試驗(yàn)電化學(xué)測(cè)量方法適用慣例國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)發(fā)布國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局GB/T40299—2021/ISO本文件使用翻譯法等同采用ISO17474:2012《金屬和合金的腐蝕腐蝕試驗(yàn)電化學(xué)測(cè)量方法適用——GB/T10123—2001金屬和合金的腐蝕基本術(shù)語和定義(ISO8044:1999,IDT)1ISO8044金屬和合金的腐蝕基本術(shù)語和定義(Corrosionofmetalsandalloys—Basicterms原條件增強(qiáng)，并且還表示活潑金屬方向，因活潑金屬(例如鉀)的腐蝕電位比其他常用金屬更負(fù)。23極變?yōu)殛帢O的局部區(qū)域的情況。線性圖還用于確定極化電阻Rp。極化電阻Rp被定義為腐蝕電位Eco下的電流密度-電位曲線斜率的倒數(shù)。極化電阻Rp與腐蝕電流密度icor之間的關(guān)系如式(1)[2],[3]:式中：b?！帢O塔菲爾斜率。圖2線性極化曲線圖2中的實(shí)線是腐蝕電位Eo附近的電流密度i對(duì)電位E的關(guān)系曲線，這里將腐蝕電位Eco處相同曲線的斜率的倒數(shù)確定為極化電阻Rp。7.3電位相對(duì)值在顯示電極電位的曲線圖上，應(yīng)標(biāo)出所示電位值與標(biāo)準(zhǔn)氫電極(SHE)之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。推薦使用“E(V)vs.1MKCl(1MKCl/AgCl/Ag)”的格式表示所使用的參比電極。電極電位可以繪制在橫坐標(biāo)上，且底部橫坐標(biāo)的刻度值可顯示相對(duì)于所用參比電極的值，頂部橫坐標(biāo)的刻度值可顯示相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)氫電極(SHE)換算所得的值。如果未顯示后者，則根據(jù)附錄A,可以使用式(2)所示的轉(zhuǎn)換關(guān)系進(jìn)行換算。Evs.SHE=Evs.1Evs.SHE——相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)氫電極的電極電位，單位為伏特(V);E(V)vs.1MKCl/AgCl/Ag——相對(duì)于1MKCl中銀/氯化銀電極測(cè)量得到的電極電位，單位為伏特(V)。4推薦的電位單位是伏特(V)。如果電位的變化范圍比較小，則可以使用毫伏(mV)或微伏(μV)。電流密度的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)單位是安培每平方米(A/m2)或安培每平方厘米(A/cm2),也可以使用毫安每平方厘米(mA/cm2)、微安每平方厘米(μA/cm2)。7.5極化曲線示例采用以上推薦的做法繪制的樣品極化曲線如圖2～圖6所示。圖3和圖4分別是表示陽極活化行為和活化-鈍化轉(zhuǎn)變行為的示意曲線。圖5和圖6分別是430型不銹鋼(UNS43000)的實(shí)測(cè)陽極極化數(shù)據(jù)曲線[4]和2024-T3型鋁合金的實(shí)測(cè)陰極極化曲線[5]。圖3和圖4的作用是圖解說明用于腐蝕電化學(xué)測(cè)試數(shù)據(jù)討論的各個(gè)點(diǎn)的位置。圖5和圖6的作用是展示如何根據(jù)本文件來繪制各種類型的電極極化曲線。23圖3陰極和陽極極化曲線示意圖51——析氧反應(yīng)二次鈍化；i——臨界電流密度；ip——維鈍電流密度。圖4鈍化金屬的陰極和陽極極化曲線示意圖-0.40.0+0.4+0.8+1.2+1.6E(V)圖5430型不銹鋼在0.5MH?SO?中的典型陽極極化曲線6圖62024-T3型鋁合金在0.2MNaCl溶液中的典型陰極極化曲線8電化學(xué)阻抗數(shù)據(jù)的表示通常用于表示電化學(xué)阻抗數(shù)據(jù)的兩種圖形是奈奎斯特(Nyquist)圖和波特(Bode)圖。一個(gè)簡(jiǎn)單電極體系的等效電路如圖7所示。按照約定，阻抗Z被定義為：Z=ReZ+j×ImZ……………(3)ReZ——阻抗的實(shí)部或同相分量；ImZ——阻抗的虛部或異相分量； 圖7簡(jiǎn)單腐蝕電極體系的等效電路模型7阻抗的大小或模值定義為|Z|=√(ReZ)2+(ImZ)2,對(duì)于圖7所示的等效電路，阻抗的虛數(shù)部表f——頻率，單位為赫茲(Hz),其中角頻率w=2πf,單位為弧度每秒；相位角0的定義為：θ=arctan(—ImZ/ReZ) (5)8.2奈奎斯特(Nyquist)圖(復(fù)平面)8.2.2圖8顯示了等效電路(圖7)的奈奎斯特(Nyquist)圖。數(shù)據(jù)的頻率響應(yīng)未在這種類型的圖上明確顯示。選定數(shù)據(jù)點(diǎn)的頻率也可以直接進(jìn)行注釋，見圖8。阻抗的大小為數(shù)據(jù)點(diǎn)與原點(diǎn)之間的距離。圖7的等效電路，圖8所示的阻抗數(shù)據(jù)中，從原點(diǎn)到數(shù)據(jù)曲線與橫坐標(biāo)第一個(gè)(高R?,從數(shù)據(jù)曲線與橫坐標(biāo)第一個(gè)(高頻)交點(diǎn)到第二個(gè)(低頻)交點(diǎn)之間的距離對(duì)應(yīng)于Rp。圖8面積假設(shè)為1cm2等效電路(圖7)的奈奎斯特(Nyquist)圖橫坐標(biāo)為頻率以10為底的對(duì)數(shù)，縱坐標(biāo)為阻抗大小或模值|Z|以10為底的對(duì)數(shù)。原點(diǎn)的右側(cè)為頻率8.3.2在8.3.1中提到的另一種類型曲線為：將頻率以10為底的對(duì)數(shù)繪制在橫坐標(biāo)上，在縱坐標(biāo)上線8.3.3圖9a)和圖9b)給出了圖7所示的等效電路模型的一組典型繪圖格式。與頻率無關(guān)的高頻阻抗Rp。這些電阻與圖8所示的電阻相同。80R1b)9(資料性)參比電極及其溫度相關(guān)性A.1參比電極表A.1給出了一系列廣泛使用的參比電極及其在不考慮不同溶液中液界電勢(shì)時(shí)的電位。表A.1參比電極和換算關(guān)系A(chǔ).2典型參比電極的溫度相關(guān)性A.2.1根據(jù)定義，在任何溫度下標(biāo)準(zhǔn)氫半電池的電位為零。A.2.2通常的參比電極半電池的電位與溫度相關(guān)。在表A.2中列出了不同溫度下KCl/AgCl/Ag和KCl/Hg?Cl?/Hg參比電極相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)氫半電池的標(biāo)準(zhǔn)電極電位，其中包括液體接界電位。表A.2參比電極的標(biāo)準(zhǔn)電位和溫度系數(shù)(25℃下mV/℃)飽和飽和[2]STERN,M.,Corrosion[3]OLDHAM,K.B.andMANSFELD,F.,Corrosion,CORRA,1971,27,p.434[4]TheReproducibilityofPotentiostaticandPotenments,ReportofTaskG[5]KETCHAM,S.J.andHAYNIE,F.H.,Corrosion.CORRA,1963,19,p.242t[6]HODGMAN,C.D.,Editor,HandbookofChemistryandPhyicalRubberPublishingCo.,Clevela[7]DEBETHUNE,A.J.,TheEncyclopediaofElectrochemistry,Hampel,C.AholdPublishingCo.,1964,NewYork,pp.432-4[8]JANZ,G.J.andKELLY,F.J.,TheEncyclopediaofElectrochemistry,Hampel,C.A.,Editor,ReinholdPublishingCo.,NewYork,1964,p.1013[9]IVES,D.J.G.andJANZ,G.J.,ReferenceElectrodes,TheoryandPractice,AcademiNewYork,1961,(pp.159